2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、焦油問題一直是制約生物質(zhì)高值化利用的瓶頸問題。焦油的存在不僅會(huì)降低氣化效率,造成能量浪費(fèi),其在輸氣管道中冷凝與不完全燃燒還會(huì)導(dǎo)致磨損和腐蝕,影響氣化系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。在綜述國內(nèi)外生物質(zhì)焦油脫除及催化劑研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,本文創(chuàng)新性地提出將焦油裂解與鐵礦還原相耦合,利用鐵氧化物的氧化作用以及還原金屬鐵的催化作用促進(jìn)焦油降解轉(zhuǎn)化,同時(shí)強(qiáng)化鐵礦還原,從而為生物質(zhì)焦油高值化利用及鋼鐵行業(yè)“綠色煉鐵”提供一條新的科學(xué)思路。
  由于生物質(zhì)

2、焦油成分復(fù)雜,本文選取香草醛、萘、鄰苯二酚具有代表性組分作為焦油模型化合物,開展焦油降解耦合鐵礦還原的實(shí)驗(yàn)研究,探討不同因素(焦油組分、裂解溫度、物料配比、鐵礦粉粒徑)對耦合反應(yīng)過程的影響規(guī)律,明確焦油降解與鐵礦還原的最優(yōu)匹配關(guān)系;運(yùn)用Coats-Redfern積分法對熱重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合計(jì)算,求得不同反應(yīng)過程的相關(guān)動(dòng)力學(xué)參數(shù)。得到以下結(jié)論:
  (1)單因素實(shí)驗(yàn)中,提高反應(yīng)溫度,焦油模型化合物轉(zhuǎn)化率以及相應(yīng)的鐵礦還原度均隨之

3、逐漸增加;焦油模型化合物與鐵礦粉的物料配比在0.6~1.4范圍內(nèi),改變物料配比,焦油模型化合物轉(zhuǎn)化率及鐵礦粉還原度均呈先增加后減少的趨勢;選取不同粒徑范圍的鐵礦粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示鐵礦粉粒徑對萘轉(zhuǎn)化率影響顯著,而對香草醛與鄰苯二酚轉(zhuǎn)化率影響甚微。
  相同條件對比三種模型化合物的裂解實(shí)驗(yàn),可以得出鐵礦粉對三種模型化合物的催化活性大小為萘>香草醛>鄰苯二酚,三種模型化合物參與反應(yīng)得到的還原鐵產(chǎn)品,其還原度大小為萘>香草醛>鄰苯二酚。

4、
  (2)通過正交實(shí)驗(yàn)得出焦油模型化合物降解耦合鐵礦還原的最佳工況參數(shù)。①香草醛:裂解溫度900℃,裂解時(shí)間40min,鐵礦粉粒徑<74μm,物料配比1.2。此實(shí)驗(yàn)條件下,香草醛轉(zhuǎn)化率與鐵礦粉還原度均達(dá)到最大值,分別為70.0%、48.7%。②萘:裂解溫度800℃,裂解時(shí)間40min,鐵礦粉粒徑98μm~200μm,物料配比0.8,此條件下萘的轉(zhuǎn)化率為74.9%,鐵礦粉還原度37.4%。③鄰苯二酚:裂解溫度900℃,裂解時(shí)間40

5、min,鐵礦粉粒徑<74μm,物料配比1.2,此條件下鄰苯二酚轉(zhuǎn)化率與鐵礦粉還原度均達(dá)到最大值分別為39.7%、19.3%。
  (3)運(yùn)用Coats-Redfern積分法進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,得出相關(guān)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)。香草醛、萘、鄰苯二酚的反應(yīng)級(jí)數(shù)分別為0.8、1.0、0.6。相近溫度區(qū)間內(nèi),三種焦油組分在鐵礦粉作用下裂解反應(yīng)的表觀活化能大小為E(鄰苯二酚)>E(香草醛)>E(萘),說明三種物質(zhì)催化裂解過程溫度敏感度和裂解難度依次降低

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