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相似文献
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1.
采用间歇超临界水(supercritical water, SCW)反应器,考察了三种煤焦油及其组分在SCW中的反应性。实验结果表明,沥青质裂解活性高的煤焦油在SCW中反应,轻质产物多,轻质化效果好。沥青质是轻质化反应的主要组分,它发生两极分化反应生成轻油和残焦。与常压N2热解相比,SCW可以促进沥青质转化为轻油并抑制缩合成焦的反应。由沥青质组分反应产物推断,煤焦油沥青质的芳香核主要是由1~4环的芳香族化合物构成。轻油组分在SCW中较为稳定,不足10%的轻油转化为沥青质和残焦。残焦组分在SCW中不发生反应。基于各组分的反应,探讨了煤焦油组分在SCW中的反应路径。  相似文献   

2.
超临界水中煤焦油沥青轻质化的实验研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
采用间歇超临界水(supercritical water, SCW)反应器,考察了反应温度(400℃~480℃)、停留时间(1 min~80 min)和反应压力(25 MPa~40 MPa)对煤焦油沥青轻质化的影响。与常压N2热解相比,煤焦油沥青在SCW中反应后产物中的轻油质量分数高,残焦质量分数低,表明SCW可以促进煤焦油沥青的轻质化反应进行并抑制缩合反应。沥青质是煤焦油沥青在SCW中发生反应的主要组分。在440 ℃和34 MPa时反应20 min,产物中轻油的质量分数可达原料的两倍,说明煤焦油沥青在SCW中可以发生明显轻质化反应。与温度相比,压力和停留时间的影响相对较小。  相似文献   

3.
This study is devoted to investigating the continuous coal pyrolysis in a laboratory fluidized bed reactor that fed coal and discharged char continuously at temperatures of 750–980 °C and in N2-base atmospheres containing O2, H2, CO, CH4 and CO2 at varied contents. The results showed that the designed continuous pyrolysis test provided a clear understanding of the coal pyrolysis behavior in various complex atmospheres free of and with O2. The effect of adding H2, CO, CH4 or CO2 into the atmosphere on the tar yield was related to the O2 content in the atmosphere. Without O2 in the atmosphere, adding H2 and CO2 decreased the pyrolysis tar yield, but the tar yield was conversely higher with raising the CO and CH4 contents in the atmosphere. In O2-containing atmospheres, the influence from varying the atmospheric gas composition on the product distribution and pyrolysis gas composition was closely related to the oxidation or gasification reactions occurring to char, tar and the tested gas.  相似文献   

4.
在带有输送煤样的管式反应器上进行了霍林河褐煤加压快速氢解实验,分析了H2对煤/半焦的化学键断裂和对CH4生成规律的影响。在加压快速氢解条件下,CH4产率随着热解温度升高、压力的增大而增大;在50% H2气氛下,操作压力为1.0 MPa、温度为900 ℃时,CH4产率为8.08%,达到最大,较N2气氛下的提高了72.5%。H2或H·自由基诱发了芳环的开裂、侧链、脂肪链和醚键的断裂,促进了煤热解。CH4产率的增加主要是由于外部供H的结果;热解温度低于700 ℃时,H2对煤结构中活性基团的作用促进了煤热解,导致了CH4产率的增加;而热解温度高于700 ℃后,煤/半焦加氢气化促进了CH4产率的增加。  相似文献   

5.
为降低焦油产率,提高褐煤气化效率,采用胜利褐煤热解所得的半焦作为催化剂,在二阶石英反应器中对煤热解的焦油进行原位催化重整,分析和讨论了反应前后半焦催化剂的性质变化。结果表明,反应后半焦质量较反应前普遍有所下降,半焦是一种消耗性催化剂;反应后半焦的比表面积由422 m~2/g降到231.8 m~2/g;Raman分析结果表明,反应后半焦含氧官能团、小环(3-5个缩合芳环)与大环(大于5个缩合芳环)体系之比均有所降低。在半焦-挥发分作用过程中,快速热解制得半焦主要将挥发分裂解为小分子气体,慢速热解制得的半焦则主要使挥发分缩聚结焦脱除。  相似文献   

6.
煤焦油在超临界水中的改质研究   总被引:9,自引:3,他引:9  
在自制的间歇式高压反应釜中,对煤焦油在超临界水中的改质反应进行了研究。考察了温度、反应停留时间、水密度等对产物分布及组成的影响。通过与N2气氛下的焦油常压热解、高压热解过程所得结果进行对比,表明煤焦油在超临界水中发生了轻质化反应,获得一定量的轻质化油品;超临界水介质的存在还对产气量和过程结焦产生一定的抑制作用。为获得较高的轻组分收率,最佳的反应条件为:450℃左右,反应停留时间约为20 min,水密度约为0.40 g/cm3在此反应条件下的轻质油收率为51.55 w%,比原料中的增加了约30%。  相似文献   

7.
煤中含有以非共价键结合的可萃取物,煤的萃取物和萃余物热解反应性不同。本研究首先用醋酸消除煤中静电作用力,再以吡啶萃取消除氢键作用力,通过热重和固定床研究了煤萃取物和萃余物的热解特性。相对于原煤,萃取物(E1)的H/C原子比较高,而萃余物(R1)比原煤的孔径有所增大。热重实验表明,萃取物热分解温度低,失重率大;萃余物在485℃之前失重大于原煤,温度高于485℃小于原煤。固定床氮气热解表明,萃取物(E1)的焦油产率和气体比原煤高;萃余物(R1)的焦油产率低于原煤焦油产率。而氢气气氛下,萃取残渣的焦油产率明显高于原煤,这是由于吡啶萃余物具有更开放的孔结构,有利于加氢热解过程氢向孔内扩散,减少了缩聚反应。  相似文献   

8.
采用高压釜对富镜质组白石湖煤进行了水热处理,通过傅里叶红外光谱(FT-IR)分峰拟合方法分析了煤中含氧官能团变化。在固定床中开展分离废液和未分离废液水热处理煤样的热解实验,利用原子吸收分光光度计(AAS)测定了热解产物中钠钙含量。结果表明,白石湖煤经水热处理后水分、挥发分、氧含量以及Cl、Na和Ca等无机元素含量明显降低。水热处理过程中芳香醚水解和羧酸盐发生离子交换反应使得氢含量和H/C原子比增加,促进固定床热解焦油产率升高。300℃下水热处理脱除了部分有机形式Ca后随水废液被分离;废液中钠钙等无机元素的催化作用导致未分离废液较分离废液的样品具有更高热解气产率和更低焦油产率。白石湖原煤及其水热处理样品热解产物中Na含量和分布由高到低顺序均为:热解焦热解水焦油热解气,Ca含量和分布顺序为:热解焦焦油热解水热解气。水热处理温度越高,热解过程钠和钙释放率越低,释放的Na主要进入热解水,其次焦油;而释放的Ca则主要分布于焦油中,其次热解水。  相似文献   

9.
典型烟煤热解机理的反应动力学模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
建立合理有效的烟煤大分子模型,采用基于反应力场(Reactive Force Field,ReaxFF)的分子动力学方法模拟1400-2600 K典型烟煤的热解过程,得出产物分布和中间自由基的演变历程。研究表明,随着热解温度的升高,焦炭产量先增加后降低,焦油产量的变化趋势与焦炭相反,热解气产量单调增加。煤在低温下热解主要发生一次反应,生成焦油自由基碎片和小分子气体;高温下焦油碎片的二次反应显著,生成含量较多但数量较少的焦炭及含量与数量较多的小分子气体。2000 K是一次反应向二次反应的温度转折点。在高温热解时,煤中的C与H逐渐迁移到焦炭和焦油中,而含氧官能团较为活跃,O逐渐迁移到热解气中。二次反应阶段,O最活泼,H次之,C最稳定。热解过程中最先产生的气体是H2O;NH3主要来源于二次反应;H2S在二次反应阶段被消耗转化为其他产物;H2产量最多,且随热解温度升高而增加,尤其在二次反应中大量生成,主要源于裂解产生的氢自由基碰撞和芳香结构的缩合。基于ReaxFF模拟结果得到煤热解失重活化能为39.45 kJ/mol。  相似文献   

10.
固体热载体热解霍林河褐煤实验研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
在处理量为10kg/h的粉煤-固体热载体移动床实验装置上,以循环灰为热载体对其进行了热解特性评价实验.考察了热解温度(460℃~610℃)、反应时间(6min~8min)及煤粒粒径对热解产物产率和组成的影响.结果表明,随着热解温度的升高,气体产率增大;焦油产率在520℃时达到最大值4.94%.热解煤气的热值为19.80...  相似文献   

11.
煤热解过程中含氮气相产物转化规律的实验研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
为了研究煤在热解过程中含氮气相产物的生成规律,在滴管炉反应系统中对四种原煤以及两种脱除矿物质煤样分别在500℃、700℃、900℃和1100℃进行了实验研究。结果表明,随着温度的升高,作为NO前驱物的HCN和NH3的收率随之增加,N2的收率也增加。煤种对含氮气相产物的生成规律也有着较大的影响,煤化程度比较低的煤在热解过程中,燃料氮向气相含氮产物的转化率较高;煤化程度比较高的煤转化率则偏低,大部分的氮缩聚在多环芳香结构中,成为焦炭氮。煤中的矿物质对燃料氮向N2的转化起到了促进作用,而对燃料氮向HCN和NH3的转化起到了抑制作用。  相似文献   

12.
采用管式炉反应器在550℃~850℃进行了半纤维素的高温快速热裂解实验,以了解其热裂解产物分布及热解规律。结果表明,半纤维素热解三相产物中,气体产物产率最大且随着温度的升高而增加,其主要成分为H2、CO、CO2、CH4 以及小分子烃类。液相产物中主要是酸类、醇类、呋喃、环戊烯酮类化合物,以及苯酚等芳香化合物,其产率随着温度的升高无明显变化。而焦炭产率则随着温度的升高而降低,且其中残留有大量的有机化合物如醇类、酮类及脱水糖等。  相似文献   

13.
考察了Mo和Ni改性的HZSM-5催化剂对煤热解焦油的改质性能,分析了催化改质前后焦油中轻质芳烃分布的变化规律。结果表明,经HZSM-5催化剂褐煤(XM)热解轻质芳烃总量的增加率为220%,这与煤热解产物在HZSM-5催化剂中发生烯烃和烷烃的芳构化以及酚羟基脱除等作用有关。负载活性金属Mo和Ni后,可以有效促进轻质芳烃的生成;Ni对焦油中带脂肪侧链化合物具有更强的裂解作用,而Mo则有利于带侧链化合物如甲苯和二甲苯的形成。焦煤(FX)热解过程中轻质芳烃的释放量分别是XM煤和年轻烟煤(PS)的2.2和2.4倍。经催化改质后,XM煤产物中轻质芳烃产率明显大于PS煤,并接近FX煤;这主要是因为XM煤结构中含有较多的含氧官能团和脂肪结构,在HZSM-5作用下可催化形成轻质芳烃。  相似文献   

14.
Thermo-gravimetric technique was used to study the combustion characteristics of pulverized coal in different O2/CO2 environments. The effects of combustion environment, oxygen concentration, particle size and heating rate were considered and the differences of pulverized coal pyrolysis, combustion and gaseous compounds release under two environments were analyzed. Results show that the coal pyrolysis in CO2 environment can be divided into three stages: moisture release, devolatilization and char gasification by CO2 in higher temperature zone. In the lower temperature zone, the mass loss rate of coal pyrolysis in CO2 environment is lower than that in N2 environment. The burning process of pulverized coal in O2/CO2 environment is delayed compared with that in O2/N2 environment for equivalent oxygen concentrations. With the oxygen concentration increase or the coal particle size decrease, the burning rate of coal increases and burnout time is shortened. As the heating rate increases, coal particles are faster heated in a short period of time and burnt in a higher temperature region, but the increase in heating rate has almost no obvious effect on the combustion mechanism of pulverized coal. During the programmed heating process, species in flue gas including H2O, CO2, CO, CH4, SO2 and NO were determined and analyzed using the Fourier-transform infrared (FTIR) spectrometer. Compared with pulverized coal combustion in O2/N2 environment, much more CO is produced in O2/CO2 coal combustion process, but the releases of SO2 and NO are less than those released in O2/N2 environment. The present results might have important implications for understanding the intrinsic mechanics of pulverized coal combustion in O2/CO2 environment.  相似文献   

15.
Solid/liquid- and vapor-phase interactions between cellulose- and lignin (Japanese cedar milled wood lignin)-derived pyrolysis products were studied under the conditions of N2/600 °C/40–80 s. A dual-space closed ampoule reactor was used to eliminate the solid/liquid-phase interactions, and careful comparison of the resulting data with those of the pyrolysis of the mixed samples gave some insights into the solid/liquid- and vapor-phase interactions separately. With the solid/liquid-phase interactions, the tar yields from both cellulose and lignin increased with the decreasing yields of the char fractions in a short pyrolysis time of 40 s (primary pyrolysis stage). Most of the identified tar components from cellulose and lignin increased in their yields. The vapor-phase interactions were significant at a longer pyrolysis time of 80 s (secondary reaction stage) when the methoxyl groups of the lignin-derived volatiles were cleaved homolytically. The vapor-phase interactions accelerated the gas formation from the cellulose-derived volatiles with suppressing the vapor-phase char formation of the lignin-derived volatiles. The yields of methane and catechols from lignin also increased greatly instead of the formation of o-cresols. Most of these influences are explained with a proposed interaction mechanism, in which the cellulose-derived volatiles act as H-donors while the lignin-derived volatiles (radicals) act as H-acceptors.  相似文献   

16.
在自制两段新型固定床反应器上进行了褐煤热解及"热"半焦的原位气化反应的研究。在高纯氩气、400/600/800 ℃的条件下,对褐煤热解5 s后,立刻将反应器移到气化段,同时切换气氛为15%水蒸气对"热"半焦进行原位气化反应(900 ℃、2~30 min),制得原位气化半焦。利用TGA和Raman光谱仪,对原位气化半焦进行反应性和微观结构表征。结果表明,原位气化半焦产率及反应性在气化10 min内降低幅度相对较大,10~30 min降低相对缓慢。大部分的含氧官能团在气化2 min内被释放,气化2 min后含氧官能团变得非常少。半焦中小的芳环与大环体系之比在气化2 min内急剧降低,2~30 min降低较为缓慢。半焦的微观结构对其反应性有一定的影响,随着气化反应的不断进行,半焦中无定形结构、小的缩合芳环等活性基团逐渐减少,反应性相应降低。  相似文献   

17.

Oxyfuel combustion represents one way for cleaner energy production using coal as combustible. The comparison between the oxycombustion and the conventional air combustion process starts with the investigation of the pyrolysis step. The aim of this contribution is to evaluate the impact of N2 (for conventional air combustion) and CO2 (for oxy-fuel combustion) atmospheres during pyrolysis of three different coals. The experiments are conducted in a drop tube furnace over a wide temperature range 800–1400 °C and for residence time ranging between 0.2 and 1.2 s. Coal devolatilized in N2 and CO2 atmospheres at low temperatures (?1200 °C) and longer residence times (>?0.5 s), the char-CO2 reaction is clearly observed, whose intensity depends on the nature of the coal. Furthermore, the volatile yields are simulated using Kobayashi’s scheme and kinetic parameters are predicted for each coal. The char gasification under CO2 is also accounted for by the model.

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18.
神木煤显微组分热解和加氢热解的焦油组成   总被引:1,自引:1,他引:0  
利用色谱-质谱联用技术测定了神木煤镜质组和惰质组在不同热解条件下焦油的组成,考察了显微组分类型和反应气氛对苯类、酚类、萘类、含氧杂环和多环芳烃类化合物产率的影响。结果表明,惰质组和镜质组焦油在组成和长链烃类、芳烃、含氧杂环和多环芳烃的相对质量分数方面存在很大差异。镜质组焦油中长链烃类的种类和相对质量分数较高,惰质组焦油中芳烃、含氧杂环和多环芳烃的种类和相对质量分数较高,反映了镜质组显微组分芳香度较低以及烷基侧链长和多以及惰质组稠环芳烃结构多和芳环缩聚程度高的特点。加氢热解比热解有较高的焦油收率,随氢气压力的增加,焦油的收率大幅度增加。镜质组和惰质组热解和加氢热解焦油组成和相对质量分数的差异反映了热解过程中氢气的加氢稳定化作用和加氢裂解作用。  相似文献   

19.
采用管式炉热解实验装置对浸渍K2CO3松木进行直接热解,并将松木热解气通过含钾石英砂层、含钾焦层以模拟钾对热解气体反应的影响。结果表明,松木中浸渍K后会促进热解固体焦生成,提高H2/CO比,低温下K会降低液相产率、提高气相产率,而热解温度较高时则使气体产率下降、液体产率提高。松木热解气经过含K石英砂后发生催化裂解,液体产率降低,CO、CO2和H2产量上升。松木焦也可以催化裂解焦油,使气体产物增加,H2和CO2产量提高,CO、CH4和C2产量降低。K与松木焦共同作用,不仅使焦油发生裂解而且促进更多焦参与气固反应。钾对松木热解作用是通过对松木的直接热解、对气体中间产物再反应的均相催化及对固体焦气化的非均相催化等复杂过程实现的。  相似文献   

20.
固体热载体热解淮南煤实验研究   总被引:6,自引:3,他引:3  
自制处理量为1 kg煤的间歇式固体热载体热解装置,以淮南烟煤为原料,石英砂作热载体,对该煤进行热解特性评价实验。考察了热载体初始温度700 ℃~900 ℃、反应 4 min~16 min、煤粒径及热载体与煤的质量比5~9对热解产物产率和性质的影响。结果表明,提高热载体初始温度,气、液产率增加;延长反应时间和提高热载体比例,气体产率有所增加;热载体初始温度对热解气组成影响显著。提高热载体与煤的质量比和热载体初始温度,可以抑制半焦对热解反应器内壁的黏附。  相似文献   

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