兴和煤热解与甲烷水蒸气重整耦合过程研究的开题报告.docx

兴和煤热解与甲烷水蒸气重整耦合过程研究的开题报告
1.研究背景
煤炭资源在我国的能源结构中占有重要地位，但是煤炭在燃烧过程中产生的二氧化碳和有害气体的排放对环境和健康造成了严重的影响。因此，寻找一种环保、高效、经济的煤炭利用方式成为当前的研究热点。
煤热解技术是一种将煤炭转化成小分子气体或液体燃料的方法，能够实现直接转化、高效资源化和减少污染等优点。甲烷水蒸气重整技术是一种将甲烷和水蒸气反应生成氢气的技术，可以解决现存的氢能源生产中氢气存储、运输等问题。
2.研究内容和研究方法
本研究将兴和煤炭进行热解，产生的气体与甲烷水蒸气进行重整反应，探究两种技术的耦合效果。主要研究内容如下：
（1）煤炭热解反应的动力学和热学特性分析。
（2）甲烷水蒸气重整反应的热力学模拟和计算。
（3）煤热解与甲烷水蒸气重整的耦合实验，分析其气体产率和成分变化。
(4)采用实验数据和模拟结果进行对比分析，验证模拟结果的准确性。
研究方法包括实验和模拟计算两种方式。实验采用固定床反应器，将煤炭进行热解和重整反应，并分析反应物和产物气体成分及生成量。同时，针对实验结果，开展热解和重整反应的热力学计算与模拟。
3.研究意义和创新点
本研究将煤热解技术与甲烷水蒸气重整技术耦合，探究两种技术的协同作用。煤热解能将煤炭转化为小分子气体，而甲烷水蒸气重整反应能将甲烷转化为氢气，两种技术的耦合有望实现高效能源生产。同时，煤热解对煤炭的资源化利用有着积极的意义，可以减少煤炭的浪费和环境污染，增加煤炭产业的附加值。
本研究的创新点主要体现在以下方面：
（1）将兴和煤炭热解技术与甲烷水蒸气重整技术进行耦合，探究两种技术相互协作的效果。
（2）结合实验和模拟计算，全面分析煤热解和重整反应的动力学、热学特性及气体产率和成分变化。
（3）为兴和煤炭的资源化利用、清洁能源生产和环境保护等方面提供参考。
4.研究进度安排
本研究计划总时限为一年，具体进度安排如下：
第1-3个月：文献综述，了解煤炭热解和甲烷水蒸气重整技术的基本原理。
第4-6个月：实验室条件搭建，对兴和煤炭进行热解和甲烷水蒸气重整反应的实验。
第7-9个月：实验结果分析，热解和重整反应的动力学、热学特性等实验数据的整理和分析。
第10-11个月：模拟计算，基于实验数据开展热解和重整反应的热力学模拟计算。
第12个月：论文撰写，根据实验和模拟计算结果，撰写开题报告。
5.预期成果
本研究的预期成果如下：
1）探究兴和煤炭热解和甲烷水蒸气重整的耦合效果。
2）分析煤热解和甲烷水蒸气重整反应的动力学、热学特性及气体产率和成分变化。
3）为煤炭资源的清洁利用、环境污染治理以及清洁能源生产等领域提供参考和借鉴。
4）实验和模拟计算的结果能够发表国内外SCI论文两篇以上。