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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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CH4气氛在煤中低温热解阶段对焦油产率和品质的影响

作者(Author):

  • 张君涛
  • 石润坤
  • 牛犇
  • 胡浩权
  • 梁生荣
  • 钟汉斌

作者单位:

  • 西安石油大学化学化工学院
  • 大连理工大学化工学院

关键词:

  • 煤热解
  • 甲烷
  • 焦油
  • 焦油品质
  • 焦油组成
  • 摘要
  • 论文图表
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富氢气体可调控煤热解产物组成,深入认识这一过程中产物的调控机制可有效促进工艺的优化及其产业化。笔者以淖毛湖固定床反应装置在N2,H2和CH4气氛下,不同温度条件进行煤热解实验,通过对比煤热解反应气氛和温度对焦油产率、焦油的馏分分布和焦油的组成的影响,充分认识CH4气氛对煤中低温热解阶段(400~700 ℃)焦油产物的影响。结果表明:当煤热解温度高于600 ℃时,CH4气氛可提高煤热解的焦油产率。在600 ℃时,CH4气氛下焦油产率略高于N2气氛下的焦油产率。在650 ℃时,CH4气氛下焦油产率明显高于N2气氛下的焦油产率,低于H2气氛下的焦油产率。模拟蒸馏结果表明煤热解过程中,轻油和萘油的生成集中在450 ℃以下,洗油和沥青的生成集中在600 ℃以下,酚油和蒽油的生成分别集中在500和550 ℃以下。当温度高于600 ℃时,CH4气氛有利于蒽油的生成;当温度高于650 ℃时,CH4气氛有利于焦油中各个馏分的生成,其中轻油和酚油馏分的提高最为显著,轻油的含量高于H2气氛下轻油的含量,而酚油的含量与H2气氛下酚油的含量基本相同。GC/MS结果表明煤热解过程中,脂肪烃、烯烃、脂类和醇类化合物的生成主要集中在450 ℃以下,芳烃和酚类化合物的生成主要集中在600 ℃以下。当温度高于600 ℃时,CH4气氛有利于酚类和醇类化合物生成;当温度高于650 ℃时,CH4气氛有利于脂肪烃、芳烃、烯烃、酯类和醇类化合物的生成,其中酚类化合物的含量提高最为显著,但稍低于H2气氛下酚类化合物的含量。当温度高于600 ℃时,CH4可以为煤热解自由基提供氢和CHx自由基,参与到煤热解自由基的稳定和初级挥发分的二次反应。

张君涛,石润坤,牛犇,等.CH4气氛在煤中低温热解阶段对焦油产率和品质的影响[J].煤炭学报,2021,46(1):292-299. ZHANG Juntao,SHI Runkun,NIU Ben,et al.Effect of CH4 atmosphere on tar yield and quality in coal pyrolysis at low medium pyrolysis temperature[J].Journal of China Coal Society,2021,46(1):292-299.
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