煤直接液化殘渣的性質與氣化制氫

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1、第24卷第1期煤炭轉化Vol124No112001年1月COALCONVERSIONJan12001X煤直接液化殘渣的性質與氣化制氫1)2)2)2)崔洪楊建麗劉振宇畢繼誠摘要簡要介紹了煤直接液化殘渣的物化性質以及回收利用方法,著重評述了國內(nèi)外在殘渣氣化制氫方面的研究進展,并對殘渣氣化制氫的可能性和合理性進行了論證.同時介紹了煤的集成液化工藝,該工藝將煤的加氫液化工廠和煤的氣化工廠聯(lián)合起來,利用液化殘渣作為氣化的主要原料來制氫,從而可實現(xiàn)對煤的分級轉化,達到降低煤液化成本的目的.關鍵詞煤直接液化,殘渣氣化,煤集成液化工藝中圖分類號TQ529煉廠的9000t固態(tài)殘

2、渣,3500t的EDS(Exxon0引言DonorSolvent)殘渣和3000t的液態(tài)殘渣.日本則對NEDOL工藝的1t?d的裝置產(chǎn)生的液化殘渣進[6,7]煤液化工廠產(chǎn)生的液化殘渣是一種高炭、高灰行了廣泛而詳細的研究,包括化學結構,殘渣中[8]和高硫的物質,在某些工藝中會占到液化原煤總量液化重質產(chǎn)物的性質,塔底產(chǎn)物的化學結構對其[1][9][10]的30%左右,如此多的殘渣量對液化過程的熱效二次加氫的影響,液化殘渣的流動性,殘渣的[11,12][13]率和經(jīng)濟性所產(chǎn)生的影響是不可低估的.因此,出熱解特性和氣化行為,液化操作條件對殘渣[14]于經(jīng)濟和環(huán)保兩方面

3、的考慮,在對液化工藝本身的性質的影響等等.這些研究促進了人們對液化殘開發(fā)研究過程中,對液化殘渣的利用研究一直在進渣的認識,從而為更有效地利用液化殘渣提供了理[1214]行.論依據(jù).本文對20世紀70年代以來,國內(nèi)外對液液化裝置一般都準備自己供應所需要的氫氣和化殘渣的研究成果進行評述,并結合煤轉化國家重燃料氣,所以,通常采用的方法之一是利用液化殘點實驗室目前在這方面的研究進展,探討了殘渣氣TM渣進行氣化.如HTICOAL的液化工藝中,未轉化制氫的合理性以及存在的問題,在此基礎上,對化的煤及沸點在524℃以上的蒸餾殘渣要送到部分煤的集成液化工藝進行簡要描述.[1]

4、氧化工廠(POX)進行氫氣的生產(chǎn).美國的能源研究開發(fā)署(ERDA)在1977年對液化殘渣的氣化研1煤液化殘渣的形成及性質[4]究進行了資助,分析3種液化工藝(H2coal,Syn2thoil和USSCleanCokeHydrogenation法),得到液化原料煤中未轉化的煤有機體、無機礦物質了5種液化殘渣的化學組成和物理性質,在這些結以及外加的液化催化劑,構成了煤液化殘渣的主體.果的基礎上,采用Texaco氣化工藝,進行實驗并確從H2Coal法所得殘渣的顯微照片中觀察,最多的殘定了進料方式和氣化條件,獲得合成氣的收率和組留物組分是一種多來源的亞微粒狀物質,其中

5、10%成.原西德也采用Texaco煤氣化技術對液化殘渣為有機物,余者可認為是細分散的粘土顆粒.另外[5]的氣化行為進行詳細研究,實驗樣品包括煤2油共一種主要殘留物組分則是半焦,來自于液化中發(fā)生X國家杰出青年科學基金資助項目(29725614).1)博士生;2)研究員、博士生導師,中國科學院山西煤炭化學研究所煤轉化國家重點實驗室,030001太原收稿日期:200020922916煤炭轉化2001年[15]的脫氫、再聚合或炭化反應.進一步對殘渣進行巖低殘渣的軟化點或提高殘渣的流動性,以便于泵相分析,發(fā)現(xiàn)有機體主要包含有液化原煤中未反應送,從而導致了液化殘渣率的增高

6、.如NEDOL液的鏡質組和殼質組以及大部分的絲質組、半絲質組化工藝在其標準操作條件下(Tanitoharum煤,455[2]和碎片體煤巖以及氫化產(chǎn)物重新聚合的半焦.對殘℃)會生成25%(daf煤基)的殘渣(沸點高于811[15]渣中的無機組分分析,則得到如下分類:(1)在K的塔底物).液化過程中物理性質和化學性質保持不變的無機礦實驗室為分離煤液化產(chǎn)物常采用的方法是溶劑物,如石英等;(2)發(fā)生較大的物理變化而成為極小抽提,如用THF(四氫呋喃)來處理液化產(chǎn)物,將顆粒的無機礦物,如粘土礦物等;(3)發(fā)生重大化學THF可溶物定義為液化產(chǎn)物,THF不溶物定義為[182

7、20]變化的無機礦物,如黃鐵礦(FeS2)在液化過程中很液化殘焦.所以,實驗室獲得的液化殘渣往往是容易還原成磁黃鐵礦(Fe1-xS);(4)在液化過程中指液化殘渣.反應生成的無機物質,如CaCO3,TiO2和CaSO4等.表1～表3列出了液化原煤及液化殘渣(焦)的另外,還應包括液化反應中引入的液化催化劑的殘工業(yè)分析、元素分析及其它基本性質的數(shù)據(jù).[13,15]留物.除了煤本身的有機結構組成和無機礦物組成對表1和表2數(shù)據(jù)的分析認為,灰分增高是影響殘渣組成性質的主要因素外,煤液化操作條是預料之中的,這是因為煤中的有機物液化后,煤中件和煤的轉化程度也影響著液化殘渣的

8、性質組成.的礦物質,包括液化催化劑,均