煤气化灰渣与黑水对石油焦成浆性及气化活性的影响研究

【摘要】：本文采用细渣和黑水作为提高石油焦浆稳定性的原料,研究结果表明,细渣可以大大提高石油焦浆的稳定性,随着细渣含量的增多,水焦浆的稳定性增强,采用添加15%(wt)的细渣制备水焦浆,最终可制备浓度为71%(wt)的水焦浆,而且具备良好的流动性、流变特性和长达超过200h的稳定性。研究发现细渣中的矿物质属于强亲水物质,能够降低石油焦表面的接触角,提高石油焦表面的亲水性,使得石油焦颗粒与水分离受到阻力,细渣高达161m2/g的比表面积以及含有的微量的高分子物质聚丙烯酰胺,都能够有效缓解固液分离。黑水也能够有效提高石油焦浆的稳定性,提高屈服应力。石油焦添加黑水最高可制备出固体颗粒质量分数为73%(wt)的水焦浆,满足工业气化用浆要求。 利用热重分析系统研究了石油焦的气化动力学特性。石油焦由于孔隙结构不发达,石墨化严重,碱金属含量低,气化活性低。研究结果表明,黑水、粗渣和细渣都能不同程度的对石油焦气化起到催化作用,黑水的催化作用远远高于粗渣和细渣。碱金属的催化作用与离子种类、离子结合形式、分散状态有关。碱金属能够增强碳表面对CO2的吸附作用,在高温下对石油焦有扩孔和增大比表面积的作用。 【关键词】：石油焦 细渣 黑水 成浆性 催化作用
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TQ520.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 概述9-11
• 1.1 前言9-10
• 1.2 本文研究的主要内容及意义10-11
• 第2章 文献综述11-25
• 2.1 石油焦的性质与利用现状11-14
• 2.1.1 石油焦的性质11
• 2.1.2 石油焦处理技术的开发11-14
• 2.2 石油焦成浆性能14-18
• 2.2.1 石油焦浆的稳定性16
• 2.2.2 石油焦浆的流变性16-17
• 2.2.3 石油焦浆添加剂17-18
• 2.3 石油焦气化研究进展18-23
• 2.3.1 石油焦的热解18-19
• 2.3.2 石油焦的气化19
• 2.3.3 石油焦的气化动力学19-20
• 2.3.4 煤灰对石油焦气化活性的影响20
• 2.3.5 氧传递理论20-21
• 2.3.6 电子转移理论21-23
• 2.4 煤气化灰渣的利用现状23
• 2.4.1 灰渣在建筑和建材工业中的应用23
• 2.4.2 灰渣在化学工业中的应用23
• 2.4.3 灰渣在污水处理中的应用23
• 2.5 煤气化黑水23-25
• 第3章 煤气化灰渣与黑水对石油焦成浆性的影响研究25-41
• 3.1 实验样品25-27
• 3.1.1 实验所用石油焦的性质25
• 3.1.2 实验所用灰渣与黑水的来源与性质25-27
• 3.2 实验仪器27-28
• 3.3 水焦浆的制备28-29
• 3.4 细渣和黑水对石油焦浆稳定性的影响29-32
• 3.4.1 细渣和黑水水焦浆最高成浆浓度的确定30-31
• 3.4.2 细渣和黑水水焦浆的流变性31-32
• 3.5 灰渣和黑水的稳定作用因素研究32-39
• 3.5.1 无机成分的稳定作用33-35
• 3.5.2 可溶性无机盐对石油焦成浆稳定性的研究35-37
• 3.5.3 灰渣孔隙结构的吸附支持作用37-39
• 3.6 本章小结39-41
• 第4章 煤气化灰渣与黑水对石油焦气化活性的影响研究41-54
• 4.1 实验仪器41-43
• 4.2 反应速率计算43
• 4.3 石油焦气化特性分析43-46
• 4.3.1 非催化气化石油焦-CO_2气化反应43-44
• 4.3.2 结构对气化的影响44-45
• 4.3.3 孔隙结构45
• 4.3.4 碱金属矿物质含量45
• 4.3.5 升温速率对石油焦气化的影响45-46
• 4.4 灰渣及黑水催化气化石油焦-CO_2气化反应46-49
• 4.4.1 灰渣对石油焦气化的影响47-48
• 4.4.2 黑水对石油焦气化的影响48-49
• 4.5 碱金属对石油焦气化的影响研究49-52
• 4.5.1 离子种类对催化效果的影响49-51
• 4.5.2 复合金属的催化作用51-52
• 4.5.3 催化剂强化吸附作用52
• 4.6 本章小结52-54
• 第5章 结论54-55
• 参考文献55-60
• 致谢60

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