大尺度褐煤的地下气化热解特性.pdfVIP

第 33卷 第 4期 煤 炭 转 化 VoI_33 NO．4 2010年 1O月 C()AL C0NVERSI()N 0ct．2O10 大尺度褐煤的地下气化热解特性 赵 娟 ¨ 刘淑琴 陈 峰。’ 刘洪涛 姚 凯 董玉新 摘 要 为了考察地下气化过程 中干馏和干燥作用对于气体产物组成的影响，以乌兰察布原 煤为研 究对象，采用大直径固定床反应装置进行 了 15O℃～800℃范围内热解 气体的形成与释放 研究．结果表 明，大粒径褐煤热解在400℃才开始有气体逸 出，随着温度的升高气体总产率升高，平 均孔径和孔容积呈现先增大后减 小的趋 势；不 同粒度 的块状煤有效气体析 出规律大致相 同，但 5cm见方的褐煤呈现气体析出缓慢、产量较大的趋势；在慢速升温和 中速升温过程 中，5。C／min的 升温速率可以明显增加大粒度褐煤热解失重率，提 高气体产率． 关键词 粒径，热解，地下气化 中图分类号 TD840，TQ530．2 0 引 言 煤炭地下气化 (UCG)是将处于地下 的煤进行 有控的燃烧 ，从而直接将 固体煤转化成煤气 的过程． 与传统的采煤方式相比，煤炭地下气化在提高高硫 、 高灰和难以开采的劣质煤的利用效率等方面具有一 图 1 热解实验装置 定的优势_l1]，但如何有效控制地下气化 出气井气体 Fig．1 Schematicdiagram ofexperimentalapparatus 成分以及提高煤层气化利用率成为国内外面临的难 1——一Nzcylinder；2—— Fl0wmeter；3— — C0rundum tube； 4— — Temperaturecontroller；5— — Flowmeter； 题，因而深入研究地下气化过程各阶段反应规律成 6—— G(、_solution 为控制产品气组成和气化效率的重要手段．地下气 置于炉体的上部，直接测量管壁温度．炉膛内放有长 化过程 中，煤 的转化要经过氧化、还原和干馏一干燥 度为 1000mm的不锈钢管 ，两端 以法兰密封，钢管 三个阶段 ，气化区以外的煤层 因导热而在不同温度 外径为 80mm，壁厚 2mm，在 200mm 长的恒温段 下和不同范围里被加热，发生反应 ，干燥和热解产物 实现程序控温．实验 时，将块煤推入管式炉中央 ，以 将进入气化通道 ，构成出 口气体产物 的主要组成部 质量流量计计量氮气作为保护气氛 ，管式炉末端采 分．2【地下气化过程 中，实体的褐煤热解过程不同于 用湿式气体流量计计量出口煤气量 ，取样后通过色 大多数地面气化炉中所用的粉体煤及小粒径煤，其 谱分析煤气成分． 热解过程煤层内部和煤层之间的质量和热量传递过 1．2 样品的选取和制备 程区别很大．2【。本文主要是选用乌兰察布褐煤为 研究对象 ，针对热解过程 中煤块大小 、热解温度和升 选取乌兰察布褐煤煤芯作为样品，经密封处理 温速率进行实验分析，研究其变化规律 ，对深入了解 后保存．将煤芯切割成 5cm×5cm，1cm×1cm见