Oxidative Coal Dissolution a Systematic Study
Notice bibliographique
Résumé
The coal industry in Canada boasts abundant reserves, with significant potential for value addition through innovative processes. Oxidative coal dissolution (OCD) emerges as a promising method to generate high-value products from coal, using air as the oxidant, making it a cost-effective and environmentally favorable approach. This thesis focuses on evaluating the impact of critical operating parameters on OCD, seeking to enhance its efficiency and product selectivity for large-scale applications. The research started with a comprehensive overview of coal composition, ranks, and properties, followed by an exploration of the oxidation process itself. The study narrows down the scope to oxygen in air as the oxidant and explores the engineering challenges associated with OCD, including different operating parameters such as oxidant type, oxidant availability, temperature, time, water-to-coal ratio, and pH control. An initial set of experiments at atmospheric pressure with temperatures up to 95 °C revealed that OCD at low temperatures has limited carbon yield to liquid products. To overcome this, OCD reactions at elevated pressures of 5 MPa and temperatures ranging from 90 to 180 °C were conducted. These conditions significantly improve carbon yield to liquid products, providing a better understanding of carbon conversion and product distribution. However, overoxidation remains a challenge at higher temperatures and pressures, leading to increased carbon conversion to gaseous products. To address this issue, further experiments at 1 MPa pressure at same temperature range were performed, improving carbon selectivity to liquid products, though at the cost of decreased yield. It was found that the optimal selectivity and yield towards liquid products occur at 150 °C, Additionally, an unexpected increase in heating value was observed in the residue product after OCD reactions at 90 °C, contradicting conventional expectations. To explore this phenomenon further, additional reactions were conducted using nitrogen instead of air, revealing that the decrease in the oxygen-to-carbon molar ratio responsible for the heating value increase is not solely attributed to the oxidative coal dissolution process. Instead, a hypothesis suggests that under specific reaction conditions, a portion of initially bonded oxygen within the coal molecule is liberated, possibly promoting the exudation of oxygen-rich organic compounds from the coal porous structure.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».