基于反應解耦的煤氣化熱解研究.pdf

1、煤是我國主要的一次能源，我國煤耗的80％以上被直接燃燒或氣化，沒有充分利用煤中固有的芳香環(huán)結構。而石油資源的短缺又迫切需要燃料油和芳香烴化學品生產的替代路線。集成熱解、氣化和燃燒的“聯(lián)合熱轉化”技術思想可設計多種實現煤的梯級轉化與高值化利用的新型轉化工藝。本課題以“燃燒解耦雙流化床氣化”和“熱解拔頭氣化與燃燒”兩類典型技術工藝為對象，系統(tǒng)地研究了基于該工藝條件的煤流化床氣化生產中熱值燃氣與流化床熱解制備熱解油的相關反應基礎。 以

2、指導煤“燃燒解耦雙流化床氣化”的氣化反應條件和反應時間的確定為目的，模擬氣化反應器的煤進料方式、氣化劑中的水蒸汽含量、氧氣含量、煤料粒徑等因素，研究了這些影響因素對煤氣化進程C轉化率隨時間的變化以及所產可燃氣熱值的影響，明確了煤燃燒解耦雙流化床氣化的適宜反應條件和在該條件下要求的反應時間。 模擬流化床熱解拔頭生產熱解油工藝的實施方式，在流化床反應器內考察了床層高度、反應時間、反應溫度、煤料顆粒粒徑以及模擬熱解氣的反應氣氛對焦油產

3、率的影響，并采用TG-FTIR聯(lián)用技術分析了流化床熱解反應過程中不同因素對焦油組成和分布的影響，為流化床熱解拔頭的反應器設計、最適合反應條件的確立提供了反應動力學、操作條件影響等方面的理論依據和基礎數據。 結果表明，對于煤燃燒解耦雙流化床氣化，流化床表面加料的方式較有利于煤氣化反應進行，適宜操作條件為氧氣含量5％、水蒸汽含量35％ 的氣化介質和4mm以下的煤原料。在該條件下實現60％的C轉為氣體所需要的停留時間大致為60

4、0s。而對于流化床熱解而言，采用高床層進料、反應溫度873K、以熱解氣作為熱解氣氛的條件下焦油產率最大，此時需要的反應時間在180s左右。而對于同一種煤而言，粒徑對焦油產率的影響同時受到不同粒徑煤的揮發(fā)份含量等不同性質的作用。熱解氣氛中H<,2>和CO<,2>的存在不利于焦油生成，H<,2>的加入有利于焦油中酚羥基、羧基類化合物生成，同時也促進了脂肪族化合物的進一步裂解；CO和CH<,4>的加入促進了焦油生成，但CO不利于脂肪類、單環(huán)芳