平朔煤的热解试验研究

是化学键的断裂。随着温度的升高煤中有机物逐渐分解,生成气态的热解气、液态的煤焦油和固态的半焦。热解是气化和燃烧的前期阶段,对煤的气化和燃烧有着重要的影响,因此,研究煤的热解反应直是煤化学研究的热点问题之一。北京煤化工研究平朔煤的热解试验研究分院工程所气化室对平朔煤进行了热解试验研究,邓煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院北京取得了平朔煤的热解基础特性数据。1平朔煤的煤质基本特性平朔煤的煤质基础特性数据见表1。表1平朔煤的煤质基础特性数据英元素分析%工业分析61.323.7610.710.670.475.4017.6830.064686从平朔煤煤质的基础特性数据可以看出,平朔煤具有低中灰分、中高挥发份、低固定碳、特低硫份,属较年轻的煤种。由于煤较年轻,该煤热解相对易进行2热解试验结果2.1试验流程平朔煤的热解试验是在外热式热解台架装置上摘要:对平朔煤在不同温度下进行了热解研究,进行的试验流程如图1所示。一定量的平朔煤装考察了热解温度对煤热解产物产率和热解气性质的入特制不锈钢热解反应管内,然后将其置入高温管影响规律。研究表明对上述煤样随煤的热解温度式炉中,通过温控器设定热解温度,煤热解释放出的升高,半焦产奉下降,干馏气产率增加;液体率在一高温热解气体经不锈钢管导出,依次进入盘管式冷定温度范围内先增后降,在600℃左右达到最高。却器和气液分离器。在冰水浴中热解气体得到冷热解温度升高,热解气中珏2的含量就越高,热解气却。气液两相分离后的干馏气经湿式流量计计量中CH4的含量在热解温度550~650左右达到最后送入储气袋。将气体样品进入气相色谱仪进行高。随热解温度的升高,CO2的含量显著降低,烃类组成分析化验。热解过程结束以后,开启热解炉,取组分随温度升高是先升后降,峰值出现在600℃左出半焦,计量并取样进行分析化验。气液分离器中右。残留的液体物质(包括冷却水,油品及石蜡等)经计关键词:煤;热解;热解产物;热解气量并取样进行分析化验。2.2试验结果中图分类号:TQ530.2文献标识码:A热解试验温度在300350、400、500、600、700文章编号:10066772(2008)020056-03800、900℃的条件下进行,各个温度下的热解产物结果见表2。不同热解终温时的热解煤气组成见表3煤的热解是将煤置于隔绝空气的密闭反应器热解煤气组成随温度变化曲线图为简化起见将内在无催化作用的条件下持续加热升温,而发生一O2、N2这些与热解无关的气体省略将C3H3、C3H6系列化学和物理变化的过程。这一过程的基本行为C2H4、C2H合并为CH。收稿日期:2007-11-28作者简介:邓一英(955-),女北京人,工程师现工作于煤s科学研究总院。煤炭燃烧全国中文核心期刊矿业类核心期刊 (CAHCD规范)执行优秀期刊ⅤENT图1热解实验装置流程一高压气瓶;2—稳压减压阀;3—气体流量计;4—热解反应管;5—加热电炉;6控温仪;7—冷凝冷却器;8—冰浴;9—湿式气体流量计;10—储气袋;1l—气相色谱仪高,650℃以上会发生二次分解随着温度的升高焦表2平朔煤不同温度热解产物结果油产率会逐渐下降,热解水的产率也会随着温度的升高而下降。3000.00492.210.o060.870.111.2585922.8350078.395.67液体产率半焦产率0.08216.2476.17759煤气产率17.1272.6615.174502.3平朔煤热解基本特性分析图2平朔煤不同温度热解产物2.3.1热解温度对煤热解产物的影响→CO,·CH。→Q温度是影响煤热解特性的最重要的外在因素之A-+H+CO。平朔煤不同热解温度热解产物产率变化曲线和热解气组成变化曲线分别如图2和图3所示。从图断细尔2中曲线可以看出,随热解温度升高,半焦产率下降热解气产率增加液体产率在700℃之前随温度020-406508501050升高而增加,在700℃之后,温度升高,液体产率随之下降。研究发现热解过程中产生的液体主要是焦图3平朔煤热解煤气组成随温度变化曲线油和热解水,一般焦油会在600~700℃左右达到最表3平朔煤不同温度热解气结果低位热值1270.717.51810.833015.223.715217.219.82221.90.830.3731.721.625.81.224.63290.613.521.48026900530.30.50.34.321.5.16.4燃烧2.3.2热解温度对热解气组成的影响变化曲线均在600℃左右达到最高值,即600℃前随热解气组成随温度变化也呈现出一定的规律温度升高而增加,600℃后温度升高而降低由图4性。随热解温度升高热解气组成中H2组分含量还可看到,烃类组分含碳越高热解气中含量越少,上升,CH4组分含量在550~60℃之间达到最高,这与烃类的热稳定性强弱和二次热解直接相关CO组分含量略有下降烃类组分CnHn随温度升高是先升后降,峰值出现在600℃左右。一般热解过-e-C.H程在约550~60℃之间各烃类气体的析出速率达543到峰值,550℃以后,析出的主要是H2和CO,仅伴有少量的CH4和CO2,此时H2的来源多由煤热解断妥粼的一次产物受到二次热解作用和煤结构单元中芳香部分的进一步缩聚反应生成,H2在整个热解过程中是持续增加的。随着热解温度的升高,环数较热解温度/℃小的芳环变为环数更大的稠环芳烃,伴随着H2的图4平朔煤热解煤气中烃类组成随温度变化曲线放出。H2的生成几乎与煤种无关,与交联反应相关。主要是由于在高温区半焦发生交联反应由环3结论数较小的芳环变成环数更大的芳环,并放出氢气在煤热解过程中,除了键的断裂外,CH4多来源于煤(1)煤的热解过程中H2从250℃开始缓慢生大分子结构中的大量侧链、支链的断裂由于碳氢化成,热解温度大于500℃后大量析出热解温度越高合物中支链键能较弱,对热不稳定所以在较低温度H2的含量就越高。热解气中CH4的含量在热解温时脂肪烃侧链就断裂生成CH4。随着温度继续升度550-650℃左右达到最高随着温度的升高CH4高,CH4产率析出量急剧减少。少量的CH主要来析出量急剧减少下降。随热解温度的升高,CO2的自部分挥发烃类的分解。同时随着温度的升高,含量显著降低H2组分的大量增加,而不利于CH4的生成,也使(2)随热解温度升高,半焦产率下降,干馏气产CH4组分的相对含量有所下降。率增加;液体率在一定温度范围内先增后降,在热解气中的CO和CO2主要来自煤中的含氧官600℃左右达到最高。能团,热解温度较低时主要是含氧官能团分解,到热(3)烃类组分随温度升高是先升后降,峰值出解后期温度提高后,CO有可能来自煤中醚键、醌氧现在600℃左右与液体产率的趋势大体相符。键等含氧杂环中一些结合牢固的02。还有一部分参考文献:来自矿物质的分解和产物间的二次反应。热解的低温段,气体产率小。此时主要发生脱羧基反应,生成[1]郭崇涛煤化学[M].北京:化学工业出版社,19CO2和H2O3。对热解气热值有重要影响的烃类组2]王鹏媒热解特性研究[J.煤炭转化,205,28分CnH产率随温度变化也呈现出一定的规律性。(1):8-13热解气烃类组分(未包含CH4)的变化曲线如图4[3]崔银萍秦玲丽煤热解产物的组成及其影响因素分所示。烃类组分中饱和烃含量要高于非饱和烃类,析[门].煤化工,2007,129(2):10~15这说明饱和烃较非饱和烃要更稳定,同时2种烃类(下转第66页)欢迎订阅2008年(洁淨煤技术》煤炭燃烧之效的。[4]唐小我组合预测计算方法研究[门].预测,1991,(4).參考文献[5]唐小我最优组合预测方法及其应用[刀].数理统计与[1]朱宝琼关于灰色系统基本方法的研究与评论[J].系管理,1992,(11)统工程理论与实践1994,14(4)[6]谢敬东组合预测方法在电力负荷预测中的应用[][2]邓聚龙灰色预测与决策[M]武汉:华中理工大学出中国电力,1998,(6)版社,1990[7]汪玉春天然气消费需求动态预测新方法[刀石油规[3]焦文玲城市燃气负荷的灰色预测[].煤气与热力,划设计,199,(5)2001,(5)Research of gray combined forecasting model for town gas loadZHANG Qi-min, JIANG Xao-rong'2. Cheng Du Science and Engineering Uninersity, Chengdu 610059, ChinaAbstract: According to the theories of combined forecasting, combined gray forecasting model is established, basedon the three forecasting model: basic gray forecasting model GM(1, 1), remnent differ gray forecasting model anddynamic equidimensional graynumber progressive complement model, The practice example show that combinedgray forecasting model can overcome the disadvantages of individual model, raise the precisionKeywords: gray Combined forecasting; Model research; Gas load(上接第58页)The pyrolysis experiment study of Pingshuo coalDENG Yi-yingBeiing Research Institute of Coal Chemistry, China Coal Research Institute, Beiying 100013, China)Abstract: Has made the pyrolysis research of Ping suo coal under different temperature, inspected influence rule ofthe pyrolysis temperature in the production rate of the coal pyrolysis product and the property of pyrolysis ash.Theresearch shows that about the above coal sample, the semi-coke production rate drops, and the dry distillation pro-duction rate increases, along with the coal pyrolysis temperature increases. The liquid rate increases then falls incertain temperature range, achieves high about 600C. When the pyrolysis temperature is increasing, the H,contentof pyrolysis ash is higher, the the CH, content achieve high about in 550-650c pyrolysis temperature. along withthe pyrolysis temperature ascents, the CO2 content reduces, the hydrocarbon compound component rises then falls a-long with the temperature increases, the peak value appears about in 600CKeywords: coal; pyrolysis; pyrolysis product; pyrolysis ash欢迎订阋《洁净煤抆术》杂志