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《煤在合成气、氢气和氮气气氛下的热解研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、煤在合成气.氢气和氮气气氛下的热解研究ARIUNAAAu,李宝庆1,李文1,PUREVSURENB2,MUNKHJARGALSh2,刘粉荣白宗庆1,王刚1（1.屮国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室，山四太原030001；2.蒙古科学院化学与化学工艺研究所，乌兰巴托，蒙古）摘要：采用固定床反应器，在合成气气氛下对中国寻甸褐煤、蒙古Shiveeovoo褐煤和Klioot油页岩进行了热解研究。升温速率为10°C/min,褐煤热解温度为400°C〜800°C,油页岩热解温度为300°C〜600°C,研究结果与氢气和氮气气氛下的热解结果进行了比较。结果表明，与加压热解不同，褐
2、煤在不同气氛下的常压热解得到的半焦和焦油收率差别不大，但对油页岩，在合成气和氢气气氛下热解得到的焦油收率高于在氮气气氛下焦油收率，气体收率低于在氮气气氛下热解的气体收率。黄铁矿硫在不同气氛下热解均极易脱除，并部分转化为有机硫。油页岩的总硫脱除率远低于褐煤，这与油页岩的高灰分含量冇关。与氮气和氢气相比,合成气下寻甸褐煤的高总硫脱除率和低有机硫含量与合成气中的CO有关。但CO在油页岩热解脱硫屮不起作用，也与油页岩高灰分含量有关。研究结果也表明合成气可代替氢气进行加氢热解。关键词：热解；合成气；脱硫中国和蒙古都是贫油富煤的国家，如何将煤转化为油是两个国家的一个主要的课题，这将会影响国
3、家安全和经济可持续发展。加氮热解（HyPy）是指煤在氢气气氛下的一个热解过程，与惰性气体气氛卜'的热解相比，在氢气气氛下的热解焦油的数量和质量均提高了，在加氢热解中产生的硫碳较低，是因为热稳定性释放的自由分子能被固定通过俘获氢分子去产生小分子组成的焦油化合物，并且煤中的大部分硫以H2S气休形式脱除［切。这样，加氢热解提供了一种从煤屮获得液体产品的途径，关于加氢热解的更广范围的研究已经被报道。但是，由于纯氢气的成本很高，加氢热解不是一个可行的过程，煤热解使用比较便宜存有氢气较多的混合气，例如焦炉煤气（COG）和合成气（SG）来代替纯氢气的方案已经被捉出⑶。在焦炉煤气下的热解我们在
4、实验室研究了更多的细节性问题“役但是，在合成气下的热解研究的较少尤其是油贝岩。为了提高煤的利用效率和减轻污染，多代过程已经被提出作为未来煤清洁技术，这主要基于煤气化产生合成气⑹。这样，将煤在合成气热解作为多代技术的第一步是可能的。我们做这项工作的目的是研究用合成气来代替纯氢气作为煤和油页岩热解的反应气的可能性。结果和煤在出和2下的热解作比较。在合成气气氛下的热解脱硫也被研究。1实验1.1样品本次研究中使用蒙古Shiveeovoo褐煤、Khoot油页岩、中国寻甸褐煤煤粒的粒度是60〜80口。它们的性质包括工业和元素的分析，硫的存在形式和灰分组成如卜表1〜3所不。表1样品的工业分析
5、和元素分析SampleProximateanalysiswar/%UltimateanalysisWdb/%H/CMAVCHNS0*Shiveeovoo10.8916.1034.1654.954.701.550.5120.221.03Xundian10.0015.9246.4253.394.391.091.6421.790.99Khoot3.4083.1113.136.861.080.321.404.381.89O*：bydifference表中，Proximateanalysiswar/%：煤样工业分析所占的比例；M：水分；A:灰分；V：挥发分；Ultimateanalysi
6、swM%：元素分析所占比例。表2样品中硫的存在形式Wdb/%SamplesStsPSsSoXundiancoal1.641.000.630.01Khootoilshale1.401.140.200.06本次研究屮所用的合成气是通过甲醇分解产生的，下表是煤化工研究所提供的合成气体积组成:H2：64.82%；CO：31.60%；CH4：2.43%；CO2：0.64%；N2：0.51%o表3Khoot油页岩的灰分组成（w/%）Si6Al2o3Fe2O3CaONa2OK2OP2O5MgOTiO255.814.56.1513.61.222.580.063.930.561.2热解热解实验是
7、在一个装冇5g煤样品或10g蒙古Khoot油页岩样品的石英管屮来做，升温速率控制在10°C/min,褐煤热解温度为400°C〜800°C,油页岩热解温度为300°C〜600°C,常压下合成气、氏、2的流率为150ml/min,含有油和水的液体收集在冷收集器中，气体被常规收集并用气体分析仪来分析，反应后碳被称重并被收集，脱硫量（SR）被计算根据卜•列等式：SR=（St,coaLSt,charxY）/St,coalX100%式中,St,coal：煤中的总硫量;St,char：碳中的总硫量;Y：碳
