反应气氛对平朔煤热解反应性能的影响.pdfVIP

第 37卷 第 3期 煤 炭 转 化 Vo1．37 NO．3 2014年 7月 C0AL C0NVERS10N Ju1．2014 反应气氛对平朔煤热解反应性能的影响 史雪君” 汪勤亚 马委元 吴道洪。 摘 要 在 固定床反应器上研究了平朔煤在 N2，H2，CH ／co2和 CH ／co2(catalyst)不同热 解气氛下的煤热解性能．主要考察了不同热解气氛下的热解温度和升温速率对焦油、水、半焦产率 以及脱硫率的影响．结果表明，甲烷在催化剂的作用下能够产生大量的CH 基 团，CH 基 团能使 煤热解产生的 自由基更稳定，从而提高焦油产率．平朔煤在 CH ／co (catalyst)气氛下热解的焦油 产率最高，在 600℃的热解温度下，焦油、水、半焦产率和脱硫率分别为 33．5 ，25．8 ，69．5 和 25．3 (质量分数)，其 中焦油产率为相同条件下 H 和 Nz气氛下热解的 1．6和 1．8倍． 关键词 平朔煤，催化热解，焦油 中图分类号 TQ53o．2 0 引 言 影响规律· 1 实验部分 煤热解工艺是煤炭在气化、燃烧或其他方法利 用前，在相对温和条件下将煤 中富氢组分 以液体和 1．1 煤样 气体的形式提取出来，从而提高煤炭的利用效率．通 常，煤干馏 的气体 中含有约 40 的氢气和 20 ～ 本实验所 用煤样 为平朔 煤 (CPS)，粒度 在 3O 的甲烷，而甲烷在催化剂的作用下，能产生包含 10mm~50mm之间，随机取三个样品，命名为 1 ， 甲基和亚 甲基等 自由基基 团[1]，如果这些 自由基基 2 和 3 ．煤样的工业分析和元素分析见表 1．由表 1 团和煤热解过程中产生的自由基 以及小分子物质接 可 以看 出，平朔煤的水含量较低 ，全水只有约 5 ，但 触，则可以转变为焦油，从而提高煤热解过程中焦油 表 1 煤样的工业分析和元素分析 (％ 。ad) 的产量．Douglasaetal[2报道 了一种 LiO2催化剂 ， Table1 Proximateandultimateanalysisofsamples( ，ad) 在 580℃的反应温度下，于 CH -N。O气氛下烟煤 热解的液体产率高于相同条件下N 气氛下的液体 产率．Egieboretal[3]研究了Highvale煤在 CH4和 Ar气氛下的热解 ，发现 CH 气氛下煤热解的转化 率高于 Ar气氛下的转化率．CalkinsetalL4在 甲烷 * Massfraction． 气氛下对煤快速热解时发现，对于某些煤种 ，甲烷可 灰含量较高，且变化较大，平均灰含量达 18 左右， 以在煤中的矿物质和半焦的催化作用下发生裂解 ， 干燥无灰基挥发分约 31 ，硫含量约0．7 ． 产物为 乙烯或其他低分子碳氢化合物．廖洪强 1．2 格金实验 等 使用 H ，CH 和 CO的混合气体组成的模拟 焦炉气进行煤热解实验．结果表 明，高温时 CH 和 按 GB／T 1341—2007进行煤格金低温热解实 H 问的协 同作用提高了煤气和焦油的产量，CH 验．将热解炉通电加热至 300℃，并保持此温度．将 的存在使焦油组分轻质化 ，改善 了焦油质量．本实验 装有 2Og物料的热解管插入炉内，并使热解管支管 在上述研究 的基 础上进行 了平朔煤在 Nz，Hz， 紧靠炉I=I，从 300℃开始，以5℃／min的升温速度 CH ／co 和 CH ／co2(catalyst)不 同热解气氛下 将热解炉继续加热至 600℃，并在此温