李建兵

    (阳煤集团化工产业管理局 山西太原 030006)

    气氛对依兰低阶煤流化床快速热解产物分布的影响

    李建兵

    (阳煤集团化工产业管理局 山西太原 030006)

    利用流化床快速热解反应器对依兰次烟煤快速热解进行了试验研究，分析了气氛条件对热解产物分布的影响。试验结果表明：热解气体产率随热解温度的升高而增加；热解焦油存在最大产率温度，在N2，H2，CO和CO2气氛下对应的最大产率温度分别为670，650，720和700 ℃；与N2气氛相比，H2和CO气氛可提高焦油产率50%以上，CO2气氛则仅在较高热解温度(>650 ℃)下显著影响焦油产率；通过元素分析，热解气氛中H2，CO2和CO的存在可提高焦油的氢碳比，同时降低S和N元素的含量。

    流化床 快速热解 次烟煤 气氛 产物分布

    煤是由C，H，O等多种元素组成的复杂物质，其主体结构是大分子聚合芳香环，其中分散着一定量的小分子烃类化合物及杂环化合物。因此，合理的煤炭利用方式是根据其组成和结构特点，采用耦合热解、气化和燃烧技术，实现分级转化利用。

    热解作为煤热转化利用过程的必经阶段，是煤清洁利用技术的基础。影响煤热解的因素很多[1]，如煤种、温度、压力、加热速率、气氛、停留时间等，其中气氛和温度是影响煤热解最重要的2个因素。Xiong R.等[2]通过对600 ℃流化床的研究发现，在模拟热解气气氛中，小龙潭褐煤和山西烟煤的热解焦油产率均明显提高。Zhong M.等[3]通过对750～980 ℃流化床的研究发现，H2，CO，CH4和CO2对焦油产率的影响与气氛中O2含量有关。廖洪强等[4- 7]在固定床上的研究表明，与相同总压的加氢热解相比，在焦炉气与合成气气氛下，煤热解总转化率及焦油收率均略有下降，且水分有所增加，在较高压力下的慢速升温有利于提高转化率和油品收率。Brakekinan- Danheux C.等[8- 9]采用模拟焦炉气组成来考察CO和C2H4等微量组分在煤热解过程中的作用，认为少量CO能使热解转化率稍有增大，但主要是产生水和甲烷。

    目前，气氛对煤热解的研究主要在单一温度下考察不同气氛或者混合气氛(模拟焦炉气或真实焦炉气)对热解的影响规律。本文主要在流化床反应器上考察不同气氛和温度对热解气体产物产率和组成的影响规律，研究结果对理解不同气氛中煤的热解反应机理具有重要的指导意义。

    1 试验部分

    1.1 试验物料

    以依兰次烟煤为原料，首先破碎、筛分至粒度为0.425～0.600 mm(40～30目) ......