褐煤微波热解及半焦特性的实验研究的任务书.docx

褐煤微波热解及半焦特性的实验研究的任务书
任务书
一、研究背景
褐煤是一种含水量较高、热值较低的煤层，其开采和利用一直是一个难题。传统的热解方法在褐煤中的应用受到煤中水分较高、热值较低、易燃易爆等因素的制约，使得热解过程低效且安全难以保证。而微波热解技术由于其具有能量高度集中、温度均匀、加热快速等特点，被认为是开发褐煤中煤焦油、液体燃料、化工原料等高附加值产品的有效途径。
同时，褐煤微波热解过程中产生的半焦具有一定的燃烧性能和化学活性，因此开发半焦的利用价值也是本研究的重点内容。
二、研究目的
1.探究褐煤微波热解特性，寻求高效、安全的微波热解工艺参数；
2.分析褐煤微波热解产物组成及特性；
3.研究半焦的特性和利用途径。
三、研究内容
1.设计应用微波炉进行褐煤微波热解实验，考察微波功率、反应时间、温度等因素对反应产物的影响；
2.通过X射线衍射分析、扫描电镜等技术，对微波热解产物的结构、形貌等进行表征和分析，并利用液质联用技术对化合物组分进行分析；
3.研究半焦的热值、燃烧性能、对环境的影响等特性，对半焦的利用途径进行探讨。
四、研究方法
1.设计微波炉微波热解实验装置，选取褐煤样品，进行微波热解实验，记录实验数据并进行统计分析；
2.采用X射线衍射分析仪、扫描电镜以及液质联用技术对微波热解产物进行表征和分析；
3.采用热重-差热分析、接触角测试等方法研究半焦的特性，并结合现有研究成果对其利用途径进行探讨。
五、研究意义
1.通过实验分析，总结褐煤微波热解的特性，并为开发褐煤炭素材料提供参考和基础数据。
2.通过对微波热解产物的分析，为褐煤液体燃料、煤焦油和化工原料等高价值产品的开发提供重要依据。
3.研究半焦的特性和优化半焦的利用途径，为节约能源、保护环境作出贡献。
六、安全措施
1.在实验过程中，必须保持高度警惕，避免发生火灾和烫伤等意外伤害。
2.实验室必须严格按照化学品使用、管理等方面的规定实施，保证安全作业。
3.实验后要将微波炉彻底清洗，并将热解产物丢弃到指定的危险物质存放处。
七、预期成果
1.完成褐煤微波热解实验，并获得较为准确的实验数据。
2.分析微波热解产物的组成和特性，并为褐煤相关高附加值产品的开发提供理论依据。
3.研究半焦的特性和利用途径，为半焦的利用提供新思路和切入点。
八、参考文献
1.M.Z.Tan,F.C.Wu,C.P.Huang,etal.Microwavepyrolysisandgasificationofcoalforenhancedhydrogenproduction.BioresourceTechnology,2010.
2.W.Zhang,D.Liu,J.Zheng,etal.Effectoftemperatureonpyrolysisproductdistributionandcharpropertiesoflow-rankcoalunderN2andCO2atmospheres.FuelProcessingTechnology,2014.
3.C.Kang,Q.Li,J.Liu,etal.Preparationandcharacterizationofhardcarbonmicrospheresfrommesophasepitchbyone-potmicrowave-inducedcarbonization.Carbon,2012.