改性ZSM-5催化劑對神東煤熱解特性影響的研究.pdf

1、煤熱解是煤轉(zhuǎn)化的第一步，也是關(guān)鍵步驟，如何提高能源利用率，實(shí)現(xiàn)煤的清潔高效利用，是現(xiàn)階段我國能源戰(zhàn)略中的大問題，也是廣大學(xué)者研究的熱點(diǎn)。本研究通過在熱重-紅外聯(lián)用儀和自搭建的固定床反應(yīng)器上對低變質(zhì)煤種-神東煤進(jìn)行加氫/加氫催化熱解實(shí)驗(yàn)，來探究催化劑和熱解氣氛對煤熱解過程的影響。
　　通過靜態(tài)水熱法合成HZSM-5型分子篩，并選取Ni、W、P等元素，采用等體積浸漬法和水熱浸漬法對ZSM-5進(jìn)行了多種改性，并對催化劑進(jìn)行了系列表征。<

2、br>　　在5％H2+95％N2氣氛下，利用TG-FTIR對不同催化劑上神東煤的熱解性能進(jìn)行評價。研究發(fā)現(xiàn):相對于ZSM-5，單金屬Ni、W改性ZSM-5能夠提高煤熱解轉(zhuǎn)化率，降低了一次和二次熱解峰溫，改善了熱解產(chǎn)物的組成和分布。兩種改性方式所得的多種NiW/ZSM-5型催化劑中，Ni-W最理想的配比均為4-6％;同樣Ni-W配比的NiW/ZSM-5中，水熱浸漬法制備的催化劑活性更高，主要表現(xiàn)為煤的熱解峰溫提前，總轉(zhuǎn)化率提高，其中4-6

3、％NiW/ZSM-5(SR)失重最大，相對原煤熱解轉(zhuǎn)化率提高了4.3％;經(jīng)過P改性得到的4-6％PNiW/ZSM-5(SR)催化劑熱轉(zhuǎn)化率相對原煤熱解提高了7.2％，P改性有助于增強(qiáng)催化劑的活性，使煤熱解條件更加溫和。相對而言4-6％PNiW/ZSM-5(SR)對神東煤熱解催化效果最佳。
　　在固定床反應(yīng)器上考察了催化劑對神東煤熱解產(chǎn)物的催化改性，具體如下:
　　1.H2氣氛有利于提高熱解轉(zhuǎn)化率，增加焦油收率，對煤粉具有更好

4、的脫硫脫氮性能，而且明顯提高了焦油中BTX和萘類含量;
　　2.相比于非催化熱解，催化熱解均能提高芳香烴和萘類化合物含量。在N2氣氛下，ZSM-5對芳烴化合物有最大選擇性，從19.07％增加到50.28％;4-6％NiW/ZSM-5(SR)能夠明顯促進(jìn)萘類化合物的生成，從10.72％增加到39.04％;而4-6％PNiW/ZSM-5(SR)對焦油中酚類化合物的生成有明顯的促進(jìn)作用，從38.65％提高到50.57％。在H2氣氛下，6