神東煤（催化）熱解特性研究.pdf

1、多年以來，煤炭在我國能源利用中占有重要地位，它是一種結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的物質(zhì)，廣泛用于燃料和化工生產(chǎn)領(lǐng)域，通過熱解等技術(shù)可將其價(jià)值充分利用?，F(xiàn)有煤熱解工藝存在諸多問題，如焦油質(zhì)量不高、氣固分離和油塵分離等難題。催化熱解是解決以上問題的重要途徑。催化劑在催化熱解中可以起到降低反應(yīng)活化能和調(diào)控產(chǎn)物的組成與分布的目的，因此根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物探究熱解催化劑具有很高價(jià)值。本文以神東煤中低溫?zé)峤鉃檠芯繉?duì)象，研究適宜催化劑對(duì)熱解產(chǎn)物進(jìn)行調(diào)控，得到具有高附加值化學(xué)

2、品物質(zhì)。
　　熱重-紅外聯(lián)儀(TG-FTIR)熱解實(shí)驗(yàn)表明，神東煤熱解失重為30.36％,其失重主要集中在350-600℃溫度段。催化熱解下，神東煤的失重率均有所增加，且熱解逸出揮發(fā)性物質(zhì)有不同程度增加。動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，神東煤在400-500℃時(shí)，熱解活化能為38.69k J/mol，500-700℃時(shí)，熱解活化能為15.86kJ/mol;催化熱解下，活潑熱解段活化能均有一定程度的減小，活化能按從小到大排序?yàn)?Ni/γ-Al2

3、O3＜γ-Al2O3＜Ce-Ni/γ-Al2O3＜Ce-Co/γ-Al2O3＜Co/γ-Al2O3＜Raw coal;二次脫氣階段活化能小幅降低，活化能按從小到大排序?yàn)?Ce-Ni/γ-Al2O3＜Ce-Co/γ-Al2O3＜Co/γ-Al2O3＜Ni/γ-Al2O3＜Raw coal。表明催化劑可降低熱解反應(yīng)活化能，其中鎳催化劑作用效果較好。
　　粉-粒流化床熱解實(shí)驗(yàn)表明，隨著熱解溫度升高，焦油收率呈先增加后減少趨勢(shì)，650℃時(shí)

4、焦油收率最大，達(dá)到13.76％;氣體產(chǎn)率呈單調(diào)遞增趨勢(shì)，700℃時(shí)最大，達(dá)到10.8×10-2L/g;半焦收率呈單調(diào)減小趨勢(shì)，從終溫500℃時(shí)的80.43％下降到700℃時(shí)的63.69％;焦油中BTX（苯、甲苯和二甲苯）含量單調(diào)增加，其中苯的含量緩慢增加，甲苯和二甲苯明顯增加;焦油中單環(huán)芳烴類物質(zhì)含量變化不大，基本穩(wěn)定在5％左右;焦油中酚類和脂肪烴類物質(zhì)含量分別單調(diào)減小;焦油中萘類物質(zhì)含量單調(diào)遞增;焦油中多環(huán)芳烴類物質(zhì)含量先下降后升高。

5、與石英砂為流化介質(zhì)時(shí)相比，Ni/γ-Al2O3和Ce-Ni/γ-Al2O3催化劑為流化介質(zhì)時(shí)，半焦收率變化不大，焦油收率略微降低，氣體產(chǎn)率增加;焦油中BTX含量增幅較大，較原煤熱解分別增加76.96％和96.71％;焦油中單環(huán)芳烴含量分別為15.55％和13.88％。Co/γ-Al2O3和Ce-Co/γ-Al2O3催化劑為流化介質(zhì)時(shí)，半焦收率變化不大，焦油收率略微降低，氣體產(chǎn)率增加;焦油中BTX含量增幅較大，較原煤熱解分別增加71.71