固体热载体热解府谷烟煤的实验研究.pdf

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1、第39卷第1期煤炭转化Vol

2、39No．12016年1月C0ALCONVERS10NJan．2016固体热载体热解府谷烟煤的实验研究郭敏”毕继诚摘要以循环流化床锅炉的循环灰为热载体对府谷烟煤进行了热解实验，考察了热解温度(470℃～630℃)对气液固产物产率和特性的影响，分析了原煤中的硫和氮在气液固三相产物中的分布．结果表明，随热解温度的升高，半焦产率降低，煤气产率从0．97增加到5．44，焦油产率从1．96增加到8．07；焦油中的轻油含量占8O(质量分数)以上，随热解温度的升高而降低．半焦的灰熔点在1000℃以上．原煤经过热解后半焦中的硫含量可降到原煤中硫含量

3、的7O％(质量分数)左右，氮含量可降到原煤中氮含量的9O左右．关键词府谷烟煤，热解，固体热载体，硫氮分布中图分类号TQ53O．2返回到CFB锅炉燃烧，是否对燃烧产生影响关系到0引言多联产系统能否实现，因此，了解其作为燃料的特性我国煤炭的主要利用方式是直接燃烧发电，不至关重要．另外，煤中的硫和氮是造成环境污染的最仅浪费了煤中宝贵的烃类资源，而且造成了严重的主要因素，煤先经过热解能够脱除一部分硫和氮，不环境污染．为了改变传统燃烧技术效率较低的状况，仅会降低锅炉的脱硫脱氮负荷，而且能够改善环境，近年来开发了循环流化床燃烧技术，燃烧效率可达因此，对硫和氮在热解过程中的分

4、布的研究甚为重到95以上．在循环流化床燃烧技术的基础上又开要．IS6]本研究自行设计了一套模拟多联供系统中的发了多联产技术，这种技术是以CFB锅炉的高温循热解段的实验装置，以府谷烟煤为原料，考察了不同环灰为热源，将原煤热解，煤中的挥发分析出得到高热解温度下气液固产物的特性和半焦作为燃料的特附加值的煤气和焦油，热解后的半焦返回到CFB锅性，以及原煤中的硫和氮在气液固产物中的分布特炉燃烧用来发电或供热，从而达到热、电、煤气和焦性，为CFB燃烧／煤热解多联产的工艺过程提供油的多联产，提高煤的利用效率，实现煤的梯级利参考．用．该工艺集煤热解和燃烧分级转化为一体，作为一1

5、实验部分种煤炭高效清洁利用的方式日益受到重视．_]对于这样一个燃烧／热解的耦合过程，热解煤气和焦油的1．1实验物料合理加工利用将会提高该工艺的经济性和竞争力，实验用煤为府谷烟煤，粒度<4mm，其工业分因此，需要对煤气和焦油的特性进行分析．热解半焦析和元素分析结果见表1．实验用固体热载体为循表1府谷煤的工业分析和元素分析Table1ProximateandultimateanalysisofFugucoal*Bydifference．环灰(取自中电投霍林河煤电集团有限责任公司的1．2实验装置及流程CFB锅炉)，其物理性质和成分见第27页表2．实验实验所用装置为自行

6、设计的处理量为100g左前将煤和循环灰放入烘箱在105℃下至少烘2h，以右的热解系统，如第27页图1所示，整个系统主要由六除去其吸附的表面水分．大部分组成：灰罐(60mmX4InIn，长度为500mm)、1)博士生，中国科学院大学，100049北京；中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室，030001太原；2)研究员、博士生导师，中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室，030001太原收稿日期：2015—03—06；修回日期：2015-06—01第1期郭敏等固体热载体热解府谷烟煤的实验研究27煤罐(050mm×4mm，长度为200ram)、热

7、解反应出，用旋转蒸发仪将THF蒸出，得到焦油；将焦油器(0100mm×4mm，长度为400mm)、熄焦罐用正己烷进行超声萃取，得到正己烷可溶物，把正己(0147mm×4mm，长度为1200ram)、冷凝器和温烷蒸出去得到的油品定义为轻油，正己烷不溶物定度控制台．实验前将烘干的灰加入灰罐中，加热到设义为沥青；然后对轻油进行GC—MS分析，对其中的定温度，待温度达到设定值且稳定后将煤加入煤罐主要化学成分进行定性定量分析．中．将氮气通人反应系统中，将其中的空气置换出1．3．3固体分析方法去，使得反应系统处于惰性气氛中．然后将灰罐和煤在多联供系统中，热解得到的半焦将进入

8、锅炉罐的阀门同时打开使煤和灰同时进入反应器中进行燃烧，因此，分析了半焦可能对锅炉燃烧产生影响的反应，记录温控台上的反应温度．待反应10rain左性质，如半焦的热值、半焦灰的灰熔点及灰成分，同右，不再有气体排出，说明反应完全．再将反应器中时对半焦进行了元素分析．元素分析采用Variomi—的灰和半焦的混合物排放到封闭的熄焦罐中使之冷crocubecHNS／O元素分析仪(Elementar，Germa-却，待冷却到常温后打开熄焦罐下部的阀门将物料ny)进行分析，灰熔点采用5E—AF一3灰熔点分析仪排出．挥发分进入三级冷凝系统将可凝性气体冷凝(长沙开元仪器股份有限公司

9、)进行测定，灰成分采为液