胜利煤与秸秆共液化的研究.pdf

《胜利煤与秸秆共液化的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4期(总第155期)煤化工No．4(TotalNo．155)201i年8月CoalChemicalIndustryAug．2011胜利煤与秸秆共液化的研究马伟光王永刚张培忠赵宽许德平(中国矿业大学(北京)，北京100083)摘要选用胜利褐煤和玉米秸秆为原料，在高压反应釜内，对其共液化反应性进行了研究。利用索氏抽提对液相产物进行了分离，系统地考察了反应温度、原料配比、初始氢压和反应时间对胜利煤和秸秆共液化的影响。研究结果表明：秸秆能够有效地促进胜利煤的转化，提高油产率。在反应温度420℃、初始氢压9MPa、秸秆／胜利煤质量配比=2／8

2、和反应时间60min时，胜利煤和秸秆共液化的转化率和油产率分别为99．74％、65．30％。关键词胜利煤玉米秸秆共液化油产率文章编号：1005—9598(2011)04—0024—04中图分类号：TQ529．1文献标识码：A结合我国的煤炭资源优势，研究煤与秸秆的共液质选用玉米秸秆，取自北京通州区的农田。将原料粉化不失为一种高效环保的能源生产途径。我国每年碎至100目以下，于80℃的真空条件下干燥5h。原料有大量的生物质产生，2008年全国主要农作物秸秆的工业分析和元素分析见表1。的可收集利用总量约65102万t，其中直接燃烧和表1胜利

3、煤与秸秆的工业分析和元素分析％废弃量31922万t，约占49．03％；新能源开发利用量工业分析720万t，占1．11％；饲用量17660万t，占27．13％；T忏AViFC1d业加工利用量4300万t，占6．61％；食用菌养殖利用胜利煤6．1312．0537．2654．46量1300万t，占2．00％；直接还田量9200万t，占秸秆9．183．8978．1710．0814．13％_】]。大量秸秆的直接燃烧，造成了严重的环境污元素分析()染，且浪费了大量热能。据徐洁等[243研究，生物质的件面CH0NS加入，一方面提供了煤液化过程中所需

4、的活性氢，降胜利煤71．664．7521．420．911．27低了液化成本；另一方面对煤液化反应的温和性、转秸秆48．315．8944．300．980．51化率以及油产率等也有所改善。实验室前期的研究结果[7-93也表明，生物质及其组分木质素的加入，适当提主要试剂：四氢萘、正己烷、四氢呋喃、升华硫和高了转化率与油产率，并降低了液化对反应时间的苛Fe03，均为分析纯；氢气为高纯氢，符合GB／T7445—刻程度。在此基础上，本实验以胜利煤和秸秆为原料，1995，气压(13．5±0．5)MPa，H，≥99．999％。在高温高压反应釜内进行共

5、液化反应，探讨各因素对1．2主要设备及液化方法共液化反应性的影响规律，以期得到优化的工艺条件。液化过程采用TCQF0．25高压反应釜，容积为250mL。共液化工艺及产物的分离方法分别采用高温l实验高压临氢法和索氏抽提，具体参照文献[8]进行。1．1原料与试剂煤样选用胜利褐煤，取自内蒙古胜利煤田；生物2结果及讨论2．1温度对共液化反应性的影响基金项目：国家863先进能源技术领域课题(No．2007MO5Z323)2．1．1温度对胜利煤单独液化的影响收稿日期：201卜O5一O5温度是影响煤液化反应的重要因素。实验在保持作者简介：马伟光(1

6、985一)，男，2008年毕业于中国矿业催化剂加入量、供氢溶剂量、初始氢压(9MPa)和反应大学(北京)应用化学专业，在读硕士研究生，主要从事煤时间(60min)不变的条件下，研究温度对胜利煤液化炭直接液化与煤焦油深加工的研究。反应性的影响，结果如下页图1所示。2011年8月马伟光等：胜利煤与秸秆共液化的研究25＼+L温度／~c温度／℃一·一总转化率(Conv．)一·一油产率(Oi1)一●一Conv．一·一0订＼＼褂越温度／℃温度／℃一一·一沥青烯+前沥青烯产率(AS+PAS)▲一AS+PAS一◆一EFH2一●一Water一一·一氢有

7、效利用率(EFH)一·一氢耗率(AH)·一Gas—v一△H2一v一气产率(Gas)一·一水产率(Water)图2温度对共液化反应性的影响图1，温度对胜利煤液化反应性的影响均有较大影响，这是因为温度影响到解聚和缩聚反应由图1可见，胜利煤的最佳液化反应温度为的进行。此条件下的平均转化率和平均油产率分别为420℃。当温度低于420℃时，煤的转化率、油产率随95．58％、51．66％，均高于胜利煤单独液化的平均转化率着温度的增加而增加，在420"C达到最大值；当温度和平均油产率94．13％、48．56％，所以秸秆的加人提高了超过420℃以后，

8、油产率逐渐降低。这是因为在反应液化的转化率、油产率。由图2可知，氢耗率变化不大，温度较低时，主要发生的是反应物裂解为大分子的说明生物质秸秆提供了部分氢，平均氢耗率为3．99％，AS+PAS的反应。随着反应温度的升高，AS