目录
摘要................................................................................................................................I Abstract.............................................................................................................................II 第1章绪论 (1)
1.1研究背景及意义 (1)
1.2我国褐煤的资源现状 (1)
1.2.1褐煤的储量与分布 (2)
1.2.2褐煤的特点 (2)
1.3褐煤的应用现状 (2)
1.4褐煤热解特性概述 (4)
1.4.1褐煤的热解过程 (4)
1.4.2热解过程中的化学反应 (4)
1.4.3褐煤热解的主要影响因素 (6)
1.4.4热解气的生成机制 (8)
1.5微波加热技术 (8)
1.5.1微波加热的原理 (9)
1.5.2微波加热的特点 (9)
1.5.3微波加热的研究现状 (10)
1.6研究内容与技术路线 (11)
1.6.1研究内容 (11)
1.6.2技术路线 (12)
第2章常规热解产热解气的特性研究 (13)
2.1煤样的选取与制备 (13)
2.2实验装置 (13)
2.3实验方法与热解产物分析 (14)
2.3.1实验方法 (14)
2.3.2热解气组分分析 (14)
2.3.3固体焦性能分析 (15)
2.4升温方式对热解过程及热解气的影响 (15)
2.4.1升温方式对固体焦的影响 (15)
2.4.2升温方式对热解气的影响 (18)
2.5热解温度对热解过程及热解气的影响 (20)
2.5.1热解温度对固体焦的影响 (20)
2.5.2热解温度对热解气的影响 (23)
2.6煤种对热解过程及热解气的影响 (26)
2.6.1煤种对固体焦的影响 (27)
2.6.2煤种对热解气的影响 (29)
2.7本章小结 (32)
第3章微波热解产热解气的特性研究 (33)
3.1煤样的选取与制备 (33)
3.2实验装置 (33)
3.3实验方法与热解产物分析 (33)
3.3.1实验方法 (33)
3.3.2热解气组分分析 (33)
3.3.3固体焦性能分析 (33)
3.4微波功率对热解过程及热解气的影响 (34)
3.4.1微波功率对固体焦的影响 (34)
3.4.2微波功率对热解气的影响 (36)
3.5煤种对热解过程及热解气的影响 (38)
3.5.1煤种对固体焦的影响 (39)
3.5.2煤种对热解气的影响 (41)
3.6不同比例的固体焦对热解过程及热解气的影响 (43)
3.6.1不同比例的固体焦对固体焦的影响 (44)
3.6.2不同比例的固体焦对热解气的影响 (46)
3.7常规热解与微波热解的对比 (48)
3.7.1常规热解与微波热解对固体焦的影响 (49)
3.7.2常规热解与微波热解对热解气的影响 (51)
3.8本章小结 (54)
第4章结论及展望 (56)
4.1结论 (56)
4.2展望 (57)
致谢 (59)
参考文献 (60)
附录攻读硕士学位期间发表的论文 (66)
第1章绪论
1.1研究背景及意义
能源为人类社会发展和进步提供物质基础。随着世界经济的快速增长和世界人口的急剧增加，人类对能源的需求量不断增加。目前，占世界能源的主导地位依然是化石能源，而煤炭也依然是世界能源结构中的重要组成部分。我国是世界上最大的能源消费国，“富煤少油缺气”的资源结构使得煤炭占我国能源的主导地位。跟据英国石油公司发布的《BP2035世界能源展望》显示，虽然煤炭从2013至2035年在我国一次能源中的份额会呈现下降趋势，但是到2035年仍是我国一次能源中份额最高的，占比达到51%。由此可知，我国未来相当长的时期内以煤炭为主要能源的情况仍难以改变。
我国煤炭资源比较丰富，煤种比较齐全，但是无烟煤、烟煤等高品质煤资源相对匮乏，褐煤、长焰煤等低品质煤储量比较丰富，占总煤炭储量的48%[1]。而在煤炭资源利用过程中，大多数用的是高品质煤。随着我国经济的快速发展，煤炭的需求量不断增加，高品质煤消耗量日益增加，其资源日益紧缺。因此，褐煤等低品质煤越来越受到人们的重视。
褐煤是重要的化石能源之一，是我国煤炭资源的重要组成部分，占全国煤炭总储量13%[2]。褐煤是煤化度较低的煤种，具有水分高、热值低、易自燃等缺点，其应用受到很大的限制。目前，褐煤一般用于燃烧发电和制取化工产品腐殖酸、褐煤蜡等方面，其利用效率低，且严重污染环境[3,4]。因此，褐煤的高效、洁净转化是褐煤利用的主流方向。而褐煤的热解可得到热值较高的固体焦、焦油和高附加值的热解气，并且减少了污染，可实现褐煤的高效洁净利用[5]。热解气作为新型煤化工的重要洁净原料，故对褐煤热解的研究具有非常重要的意义。
目前，褐煤热解的研究主要采用常规热解法。但常规热解法存在热解气品质不高、热解时间长、加热不均匀、高耗能、二次污染、周围环境温度高等缺点。而微波热解法由于微波加热独特的机理而具有热解气品质高、反应时间短、加热比较均匀、节能高效、清洁安全等优点，克服了常规热解法存在的缺点，可实现褐煤更节能高效洁净的利用。因此，本文主要研究了褐煤的微波热解过程，为褐煤高效洁净利用提供理论依据。
1.2我国褐煤的资源现状