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《煤_焦爐氣共熱解特性的研究__固定床熱解反應(yīng)特性.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第25卷第2期燃料化學(xué)學(xué)報Vol125No121997年4月JOURNALOFFUELCHEMISTRYANDTECHNOLOGYApr11997X煤焦爐氣共熱解特性的研究é1固定床熱解反應(yīng)特性廖洪強孫成功李保慶(中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所,煤轉(zhuǎn)化國家重點實驗室,太原030001)劉澤常(山東礦業(yè)學(xué)院濟南分院化工系,濟南250031)摘要在10g固定床反應(yīng)器中對先鋒褐煤在焦爐氣氣氛下的熱解特性及有關(guān)工藝參數(shù),如反應(yīng)壓力、升溫速率等的影響進行了詳細考察,并與其同等條件下的加氫熱解特性進行了對比分析。實驗結(jié)果表明,在反應(yīng)壓力
2、5MPa、升溫速率5K?min,終態(tài)溫度923K條件下,先鋒褐煤在焦爐氣氣氛下的熱解轉(zhuǎn)化率為5910%(daf),焦油收率達3518%(daf)。與同等條件下的純氫氣氛(3MPa)相比,轉(zhuǎn)化率降低了約7%(daf),而焦油收率提高了約7%(daf)。這說明焦爐氣中的諸如甲烷等其它組分的存在對煤的熱解行為有重要作用。由于煤加氫熱解受傳質(zhì)影響,因此不同工藝參數(shù)對熱解反應(yīng)影響很大,較高壓力下的慢速升溫有利于提高轉(zhuǎn)化率和油品收率;升溫速率對油品收率影響較為明顯,慢速升溫有利于提高油品收率。關(guān)鍵詞煤,熱解,焦爐氣煤加氫熱解是實現(xiàn)煤炭
3、資源高效、潔凈轉(zhuǎn)化利用的一條重要途徑,在我國具有尤為重要的意義。然而,傳統(tǒng)的煤加氫熱解工藝以昂貴的純氫為原料,且氫的分離、循環(huán)利用工藝復(fù)雜、投資占到整個工藝過程投資的三分之二。這在很大程度上嚴重制約了傳統(tǒng)的煤加氫熱解工藝的工業(yè)規(guī)模應(yīng)用與開發(fā)。因此,在傳統(tǒng)煤加氫熱解的基礎(chǔ)上,為尋找廉價氫源代替昂貴的氫氣,克[1]服加氫熱解工藝過程的缺點,最近國外學(xué)者提出“煤焦爐氣共熱解”新工藝,以期用廉價易得又富含氫氣的焦爐煤氣頂替純氫進行煤的熱解。國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者就煤焦爐氣共熱解新工藝的技術(shù)和經(jīng)濟可行性進行了分析,證明了這一工藝具有傳統(tǒng)煤加
4、氫熱解所無法比擬的經(jīng)濟可[2,3][4,5]行性。目前初步的研究工作尚局限于考察模擬焦爐氣氣氛下煤的熱解特性,真正焦爐氣氣氛下煤熱解特性的研究尚未見報道。本工作采用固定床熱解反應(yīng)裝置,對煤在焦爐氣氣氛下的熱解反應(yīng)特性進行了較為系統(tǒng)的考察。1實驗部分111實驗流程實驗裝置選用10g固定床熱解反應(yīng)器。原煤粒度60～100目,熱解壓力011～5MPa,升溫速率5～25K?min,升到終溫923K后恒溫約10min,反應(yīng)氣氛分別選用焦爐氣和氫氣,氣體流速1～1167L?min。反應(yīng)氣流通過反應(yīng)器,將反應(yīng)產(chǎn)生的揮發(fā)分帶出并經(jīng)冷阱冷凝
5、,收集液體產(chǎn)物。液體產(chǎn)物經(jīng)離心分離后得焦油和水,反應(yīng)后半焦和液體(焦油+水)收率由反應(yīng)前后的反應(yīng)管及冷阱管的重量差測得,焦油稱量后冷存?zhèn)溆?。由于焦爐氣成分復(fù)雜,熱解產(chǎn)生的氣體不易分析,故氣體產(chǎn)物未作收集、分析。實驗裝置及流程圖如下:X收稿日期:19960425日本NEDO資助項目,山西省自然科學(xué)基金項目,山東省自然科學(xué)基金項目。2期廖洪強等:煤焦爐氣共熱解特性的研究é1105圖1固定床熱解反應(yīng)裝置流程圖Fig11Schematicdiagramofhydropyrolysisapparatus11gascylinders;
6、21pressuregauge;31flowregulatingvalve;41pressureregulater;51fumace;61preheater;71reactor;81coalbed;91wirewoolplug;101coldtrap;111flowindicator;121gasmeter;131temperaturecontroller;141thermocouples112煤樣品選擇與焦爐氣組成分析實驗所用先鋒褐煤的工業(yè)分析及元素分析列于表1。焦爐氣來自太原市煤氣化廠其組成分析見表2。表1煤性質(zhì)分析T
7、able1AnalysisofcoalsampleProximateanlaysis?%,adUltimateanalysis?%,dafCoalWAVdafCHNSO(diff1)Xianfeng201592142391616816651022124013023178表2焦爐氣組成分析數(shù)據(jù)Table2AnalysisofcokeovengasComponentsH2N2COCO2CH4C2H6C2H4C3H6H2S6Cont1?v%601897179618511802016701461147010732100×102結(jié)果
8、與討論211工藝條件對焦爐氣氣氛下煤熱解特性的影響21111壓力的影響在溫度923K,氣體流量1～1167L?min(3MPa對應(yīng)氣體流量為1L?min,5MPa對應(yīng)1167L?min),升溫速率5K?min條件下,考察了反應(yīng)壓力對先鋒褐煤在焦爐氣氣氛下的熱解特性的影響,結(jié)果見表3。從表3可以看出,在實
