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1、第24卷第1期煤炭转化Vol124No112001年1月COALCONVERSIONJan12001X煤直接液化残渣的性质与气化制氢1)2)2)2)崔洪杨建丽刘振宇毕继诚摘要简要介绍了煤直接液化残渣的物化性质以及回收利用方法,着重评述了国内外在残渣气化制氢方面的研究进展,并对残渣气化制氢的可能性和合理性进行了论证.同时介绍了煤的集成液化工艺,该工艺将煤的加氢液化工厂和煤的气化工厂联合起来,利用液化残渣作为气化的主要原料来制氢,从而可实现对煤的分级转化,达到降低煤液化成本的目的.关键词煤直接液化,残渣气化,煤集成液化工艺中图分类号TQ529炼厂的9000t固态残
2、渣,3500t的EDS(Exxon0引言DonorSolvent)残渣和3000t的液态残渣.日本则对NEDOL工艺的1töd的装置产生的液化残渣进[6,7]煤液化工厂产生的液化残渣是一种高炭、高灰行了广泛而详细的研究,包括化学结构,残渣中[8]和高硫的物质,在某些工艺中会占到液化原煤总量液化重质产物的性质,塔底产物的化学结构对其[1][9][10]的30%左右,如此多的残渣量对液化过程的热效二次加氢的影响,液化残渣的流动性,残渣的[11,12][13]率和经济性所产生的影响是不可低估的.因此,出热解特性和气化行为,液化操作条件对残渣[14]于经济和环保两方面
3、的考虑,在对液化工艺本身的性质的影响等等.这些研究促进了人们对液化残开发研究过程中,对液化残渣的利用研究一直在进渣的认识,从而为更有效地利用液化残渣提供了理[1214]行.论依据.本文对20世纪70年代以来,国内外对液液化装置一般都准备自己供应所需要的氢气和化残渣的研究成果进行评述,并结合煤转化国家重燃料气,所以,通常采用的方法之一是利用液化残点实验室目前在这方面的研究进展,探讨了残渣气TM渣进行气化.如HTICOAL的液化工艺中,未转化制氢的合理性以及存在的问题,在此基础上,对化的煤及沸点在524℃以上的蒸馏残渣要送到部分煤的集成液化工艺进行简要描述.[1]
4、氧化工厂(POX)进行氢气的生产.美国的能源研究开发署(ERDA)在1977年对液化残渣的气化研1煤液化残渣的形成及性质[4]究进行了资助,分析3种液化工艺(H2coal,Syn2thoil和USSCleanCokeHydrogenation法),得到液化原料煤中未转化的煤有机体、无机矿物质了5种液化残渣的化学组成和物理性质,在这些结以及外加的液化催化剂,构成了煤液化残渣的主体.果的基础上,采用Texaco气化工艺,进行实验并确从H2Coal法所得残渣的显微照片中观察,最多的残定了进料方式和气化条件,获得合成气的收率和组留物组分是一种多来源的亚微粒状物质,其中
5、10%成.原西德也采用Texaco煤气化技术对液化残渣为有机物,余者可认为是细分散的粘土颗粒.另外[5]的气化行为进行详细研究,实验样品包括煤2油共一种主要残留物组分则是半焦,来自于液化中发生X国家杰出青年科学基金资助项目(29725614).1)博士生;2)研究员、博士生导师,中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,030001太原收稿日期:200020922916煤炭转化2001年[15]的脱氢、再聚合或炭化反应.进一步对残渣进行岩低残渣的软化点或提高残渣的流动性,以便于泵相分析,发现有机体主要包含有液化原煤中未反应送,从而导致了液化残渣率的增高
6、.如NEDOL液的镜质组和壳质组以及大部分的丝质组、半丝质组化工艺在其标准操作条件下(Tanitoharum煤,455[2]和碎片体煤岩以及氢化产物重新聚合的半焦.对残℃)会生成25%(daf煤基)的残渣(沸点高于811[15]渣中的无机组分分析,则得到如下分类:(1)在K的塔底物).液化过程中物理性质和化学性质保持不变的无机矿实验室为分离煤液化产物常采用的方法是溶剂物,如石英等;(2)发生较大的物理变化而成为极小抽提,如用THF(四氢呋喃)来处理液化产物,将颗粒的无机矿物,如粘土矿物等;(3)发生重大化学THF可溶物定义为液化产物,THF不溶物定义为[182
7、20]变化的无机矿物,如黄铁矿(FeS2)在液化过程中很液化残焦.所以,实验室获得的液化残渣往往是容易还原成磁黄铁矿(Fe1-xS);(4)在液化过程中指液化残渣.反应生成的无机物质,如CaCO3,TiO2和CaSO4等.表1～表3列出了液化原煤及液化残渣(焦)的另外,还应包括液化反应中引入的液化催化剂的残工业分析、元素分析及其它基本性质的数据.[13,15]留物.除了煤本身的有机结构组成和无机矿物组成对表1和表2数据的分析认为,灰分增高是影响残渣组成性质的主要因素外,煤液化操作条是预料之中的,这是因为煤中的有机物液化后,煤中件和煤的转化程度也影响着液化残渣的
8、性质组成.的矿物质,包括液化催化剂,均
