CO2氣氛對(duì)低階煤熱解三相產(chǎn)物分布及特性的影響.pdf

1、碎煤固態(tài)排灰氣化技術(shù)因其技術(shù)成熟、操作方便、煤氣中甲烷含量高，成為煤制天然氣工業(yè)廣泛選擇的煤氣生產(chǎn)方法。但為保證固態(tài)排灰順暢，該氣化過程使用了過量水蒸氣降低爐溫，從而引起含酚廢水量的增加。CO2部分替代水蒸氣是目前解決氣化爐含酚廢水排放問題的有效方法。CO2引入氣化爐必然會(huì)使氣化爐中各物理化學(xué)反應(yīng)過程發(fā)生變化。本研究主要討論CO2的通入對(duì)氣化爐熱解段反應(yīng)產(chǎn)生的影響。氣化爐的熱解段是產(chǎn)生半焦、熱解煤氣和含酚化合物在內(nèi)的煤焦油的主要階段。C

2、O2的引入必然對(duì)熱解過程中氣液固產(chǎn)物的分布及產(chǎn)物特性產(chǎn)生影響，而對(duì)此問題的探究可以為后續(xù)煤氣化及焦油加工和含酚廢水的處理提供重要的理論支撐和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　實(shí)驗(yàn)選用5-8mm勝利褐煤和伊寧長焰煤兩種低階煤在常壓固定床上進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)，探究了熱解溫度在400~700oC、N2和CO2氣氛下熱解三相產(chǎn)物分布及特性的變化規(guī)律。采用氮吸附儀和拉曼光譜分析了半焦產(chǎn)物的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)，采用氣質(zhì)聯(lián)用儀分析對(duì)不同熱解條件所得的焦油產(chǎn)物進(jìn)行了分析與鑒

3、定，采用氣體分析儀在線測試熱解過程中氣體的釋放行為。得到如下結(jié)論：
　?。?）隨熱解溫度升高，勝利煤與伊寧煤熱解半焦產(chǎn)率降低，熱解水與熱解氣產(chǎn)率提高，焦油產(chǎn)率先增加后降低。與N2氣氛相比，CO2氣氛促進(jìn)了勝利煤和伊寧煤熱解，使得熱解液相產(chǎn)物（水和焦油）產(chǎn)率增加，半焦和熱解氣產(chǎn)率均降低。
　?。?）與N2氣氛相比，400到600oC時(shí)，CO2對(duì)半焦比表面積和總孔體積的影響較?。?00oC下，CO2氣氛制得的焦比表面積和孔體積較

4、N2氣氛半焦高，主要由CO2與半焦發(fā)生部分氣化反應(yīng)引起；拉曼光譜分析表明，隨溫度升高，半焦中富電子基團(tuán)逐漸減少；CO2促進(jìn)半焦中3-5環(huán)芳香結(jié)構(gòu)的消耗，從而使得半焦結(jié)構(gòu)中小環(huán)與大環(huán)比值減小。
　　（3）勝利煤和伊寧煤熱解酚類化合物釋放量隨熱解溫度的升高呈現(xiàn)出先增大后降低趨勢。與N2氣氛相比，CO2氣氛在峰值溫度以下呈現(xiàn)出抑制酚羥基裂解、提高酚類化合物含量的作用，在峰值溫度以上作用方式相反。熱解溫度與CO2對(duì)萘類化合物釋放的影響與對(duì)