溶胀煤制备及煤加氢液化性能的研究.pdf

第 2期 (总第 171期) 煤 化 工 No．2(TotalNo．171) 2014年 4月 Coa1ChemiealIndustry Apr．2014 溶胀煤制备及煤加氢液化性能的研究 郭 靖 ，马风云z (1．中国矿业大学银川学院，宁夏 银川 750011；2．新疆大学，新疆 乌鲁木齐 830046) 摘 要 在 自然和微波条件下，对五彩湾煤进行溶胀处理 ，进行煤质 、电镜、热解、煤的结构一化学指数分类、 加氢液化产率和液化残渣热解的分析。实验结果表明：五彩湾煤 自然溶胀煤样和微波溶胀煤样的层状和裂纹显著 增加，失重量明显增大。煤加氢液化测试结果表明，在氢初压6．0MPa、溶煤比1．75：1、反应温度450℃和反应时间 60min条件下，气产率由原煤的9．7％，降低到两种溶胀煤均在 3．4％左右；油产率由原煤的55．2％，提高到自然溶胀 煤的70．1％和微波溶胀煤的74．O％；转化率由原煤的76．8％，增加到自然溶胀煤的82．1％和微波溶胀煤的84．8％。可 见，经过溶胀处理，煤加氢液化效果显著。 关键词 煤 ，微波，溶胀 ，加氢液化 文章编号：1005—9598(2014)一02—0032—04 中图分类号：TQ53 文献标识码 ：A 微波起初 是用于军事通讯领域 ，20世纪 6O年 象 ，通过 自然和微波溶胀，探讨了原煤、自然溶胀煤和 代 ，国外曾报道 了微波能加速化学反应 ；1986年 ， 微波溶胀煤的结构和加氢液化产率 ，以期为实现高含 Gedye和 Smith等进行常规条件与微波辐射对 比研 量惰质组烟煤的高效、洁净转化提供参考。 究，此后才引起化学工作者们的重视E13。现在微波辐 射 已在化学化工的各个领域得到广泛的应用 ，并成 1 实 验 为研究热点之一。但 目前微波在煤炭加工方面的应 用 ，主要是脱硫 、干燥、抽提 、气化等，有关微波辐射下 1．1 原料 煤液化的研究屈指可数。0．Kamei等瞳用甲烷微波等 1．1．1 原煤样制备与煤质分析 离子体辐射褐煤 ，2min后煤主要转化为液态产物 ；E． 煤样选用新疆五彩湾煤 ，用球磨机研磨至 200 H．Simsek等∞用供氢溶剂 四氢萘与煤在微波辐射下 目，真空干燥后储存备用。其煤质分析分别按煤炭分 液化 ，考察了不同溶煤比和不同时间的液化产率 ；王 析国家标准进行 ，该煤的工业分析、元素分析和显微 桃霞等[43在微波辐射下，用 甲醇为溶剂和萃取剂 ，比 煤岩分析结果列于表 1。 较了活性炭 、Ni和Pd／C3种催化剂对神府煤加氢液 1．1．2 自然溶胀煤样制备 化的影响。但有关利用微波溶胀煤 ，在加氢液化方面 称一定质量的煤样 ，加入的溶胀剂 (体积)与煤样 的研究还未见报道。本研究以高含量惰质组烟煤为对 (质量)比为 4：1，其中溶胀剂为体积比1：1的NMP(N一 表 1 五彩湾煤样分析 工业分析 ／％ 元素分析 ／％ 显微煤岩分析 ／％ Ad V C Hd Nd Sd 0d) H／c 镜质组 壳质组 惰质组 反射率 13．32 5．19 32．57 73．95 3．66 O．88 O．46 15．86 0．59 18．5 O 81．5 0．73 注 ：1)差减法。 收稿 日期 ：2013—1卜20 基金项 目：宁夏 回族 自治区高等学校本科科研工程项 目和新疆维吾尔 自治区科技攻关项 目(NO．200841130) 作者简介 ：郭 靖 (1984一 )，女，湖北黄冈，讲师 ，硕士，2007年本科毕业于新疆大学化学工程与工艺专业 ，研究方向为煤 直接液化，E-rn