西部煤中低溫熱解特性及硫元素遷移規(guī)律的研究.pdf

1、煤的熱解過程是煤氣化、液化、焦化等熱轉化過程的首要步驟，也是轉化前脫除污染物的一種有效方法，煤熱解過程的研究對于煤的后續(xù)加工轉化過程有著重要意義。
　　本文利用管式爐熱解裝置和熱重分析儀對低變質煙煤進行400-800℃熱解實驗，考察熱解條件對熱解產物析出過程的影響。利用熱重分析方法，比較了單一反應模型和分布活化能模型在計算熱解動力學參數過程中的差異，結果表明馬蓮臺煤的活化能范圍為50-200 kJ·mol-1。熱解條件對產物分布有

2、很大影響。不同煤種的熱解過程均表現出一定的溫度依賴性。隨著升溫速率的增加，熱重(TG)和微分熱重(DTG)曲線均向高溫區(qū)偏移，出現熱滯后現象。實驗溫度范圍內，惰性氣氛下，煤焦的產率隨著溫度的升高而降低，600-650℃時焦油產率最大，馬蓮臺煤達18.89％。熱解氣的主要成分為H2、 CH4、CO、CO2，各揮發(fā)分產率隨著熱解終溫的升高而增大;不同揮發(fā)分產物的析出溫度區(qū)間隨溫度的變化趨勢不同，H2和CO的體積分數隨著溫度的升高而增大，CH

3、4、CO2、C2H6、C2H4、N2、H2S等氣體的體積分數隨著溫度的升高而減小。還原性氣氛下烴類氣體和焦油產率較高。與氬氣氣氛相比，馬蓮臺煤800℃時CH4和焦油產率分別提高1.80％和4.3％。研究發(fā)現煤質特性對熱解產物的分布影響較大，煤中H/C越大，熱解時烴類氣體的產率越高，O/C越大，熱解時CO和CO2產率越高。實驗所選四種煤中新疆煤各氣體產率最高。因此，針對煤質特性的不同，可根據加工需求控制反應條件和工藝路線，以達到煤炭定向、

4、高效轉化的目的。
　　在研究煤熱解性質的同時還對不同熱解溫度下煤中硫的遷移轉化過程進行了分析，結果表明，煙煤中的硫主要以黃鐵礦和有機硫的形式存在，黃鐵礦硫在低溫段發(fā)生分解，生成H2S，一部分轉移至氣相產物中，另一部分與煤中的有機質發(fā)生反應，生成更為穩(wěn)定的有機態(tài)硫，如噻吩。熱解過程中，硫脫除率隨溫度的升高而增大，在650℃以上基本保持穩(wěn)定，馬蓮臺煤650℃以上時脫硫率基本維持在46％，且煤中堿性礦物質的存在也會降低硫的脫除率。整個熱