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《煤_焦炉气共热解特性的研究__固定床热解反应特性.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第25卷第2期燃料化学学报Vol125No121997年4月JOURNALOFFUELCHEMISTRYANDTECHNOLOGYApr11997X煤焦炉气共热解特性的研究É1固定床热解反应特性廖洪强孙成功李保庆(中国科学院山西煤炭化学研究所,煤转化国家重点实验室,太原030001)刘泽常(山东矿业学院济南分院化工系,济南250031)摘要在10g固定床反应器中对先锋褐煤在焦炉气气氛下的热解特性及有关工艺参数,如反应压力、升温速率等的影响进行了详细考察,并与其同等条件下的加氢热解特性进行了对比分析。实验结果表明,在反应压力
2、5MPa、升温速率5Kömin,终态温度923K条件下,先锋褐煤在焦炉气气氛下的热解转化率为5910%(daf),焦油收率达3518%(daf)。与同等条件下的纯氢气氛(3MPa)相比,转化率降低了约7%(daf),而焦油收率提高了约7%(daf)。这说明焦炉气中的诸如甲烷等其它组分的存在对煤的热解行为有重要作用。由于煤加氢热解受传质影响,因此不同工艺参数对热解反应影响很大,较高压力下的慢速升温有利于提高转化率和油品收率;升温速率对油品收率影响较为明显,慢速升温有利于提高油品收率。关键词煤,热解,焦炉气煤加氢热解是实现煤炭
3、资源高效、洁净转化利用的一条重要途径,在我国具有尤为重要的意义。然而,传统的煤加氢热解工艺以昂贵的纯氢为原料,且氢的分离、循环利用工艺复杂、投资占到整个工艺过程投资的三分之二。这在很大程度上严重制约了传统的煤加氢热解工艺的工业规模应用与开发。因此,在传统煤加氢热解的基础上,为寻找廉价氢源代替昂贵的氢气,克[1]服加氢热解工艺过程的缺点,最近国外学者提出“煤焦炉气共热解”新工艺,以期用廉价易得又富含氢气的焦炉煤气顶替纯氢进行煤的热解。国内外有关学者就煤焦炉气共热解新工艺的技术和经济可行性进行了分析,证明了这一工艺具有传统煤加
4、氢热解所无法比拟的经济可[2,3][4,5]行性。目前初步的研究工作尚局限于考察模拟焦炉气气氛下煤的热解特性,真正焦炉气气氛下煤热解特性的研究尚未见报道。本工作采用固定床热解反应装置,对煤在焦炉气气氛下的热解反应特性进行了较为系统的考察。1实验部分111实验流程实验装置选用10g固定床热解反应器。原煤粒度60～100目,热解压力011～5MPa,升温速率5～25Kömin,升到终温923K后恒温约10min,反应气氛分别选用焦炉气和氢气,气体流速1～1167Lömin。反应气流通过反应器,将反应产生的挥发分带出并经冷阱冷凝
5、,收集液体产物。液体产物经离心分离后得焦油和水,反应后半焦和液体(焦油+水)收率由反应前后的反应管及冷阱管的重量差测得,焦油称量后冷存备用。由于焦炉气成分复杂,热解产生的气体不易分析,故气体产物未作收集、分析。实验装置及流程图如下:X收稿日期:19960425日本NEDO资助项目,山西省自然科学基金项目,山东省自然科学基金项目。2期廖洪强等:煤焦炉气共热解特性的研究É1105图1固定床热解反应装置流程图Fig11Schematicdiagramofhydropyrolysisapparatus11gascylinders;
6、21pressuregauge;31flowregulatingvalve;41pressureregulater;51fumace;61preheater;71reactor;81coalbed;91wirewoolplug;101coldtrap;111flowindicator;121gasmeter;131temperaturecontroller;141thermocouples112煤样品选择与焦炉气组成分析实验所用先锋褐煤的工业分析及元素分析列于表1。焦炉气来自太原市煤气化厂其组成分析见表2。表1煤性质分析T
7、able1AnalysisofcoalsampleProximateanlaysisö%,adUltimateanalysisö%,dafCoalWAVdafCHNSO(diff1)Xianfeng201592142391616816651022124013023178表2焦炉气组成分析数据Table2AnalysisofcokeovengasComponentsH2N2COCO2CH4C2H6C2H4C3H6H2S6Cont1öv%601897179618511802016701461147010732100×102结果
8、与讨论211工艺条件对焦炉气气氛下煤热解特性的影响21111压力的影响在温度923K,气体流量1～1167Lömin(3MPa对应气体流量为1Lömin,5MPa对应1167Lömin),升温速率5Kömin条件下,考察了反应压力对先锋褐煤在焦炉气气氛下的热解特性的影响,结果见表3。从表3可以看出,在实
