靳鑫 ，王倩，李晓荣，李挺 ，王美君,*，孔娇，闫伦靖 ，常丽萍,*，王建成 ，鲍卫仁

（1.太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室，山西太原030024；；2.煤科学与技术教育部重点实验室，山西太原030024）

中国煤炭资源储量丰富，其中低阶煤约占55%左右[1]。低阶煤具有挥发分含量高，低灰低硫、含氧量高、含水量高的特点，直接用于燃烧发电不利于低阶煤的高值化利用。中低温热解技术可以将低阶煤中的挥发分转化为高价值的液体燃料，是实现低阶煤高效清洁利用的有效途径[1,2]。然而，中低温热解焦油存在重质组分含量高、焦油品质差等问题，重质组分易冷凝、缩聚形成积炭堵塞管道，严重制约了煤热解技术的工业化进程[3,4]。为提高焦油品质，研究者们通过引入催化剂来定向调控挥发分的反应[5−8]。Jin等[8]在固定床反应器中考察了煤热解焦油在半焦（char）和活性炭（AC）催化剂上的原位提质，结果表明，在这两种催化剂作用下焦油产率降低，但轻质焦油（沸点< 360℃）的产率增加，且活性炭作用下轻质焦油产率的提高更加显著。炭基催化剂的高比表面积和碳结构缺陷是催化焦油重质馏分向轻质馏分转化的关键。Wang等[9]利用红油（烷基化废酸）制备了红油基炭材料（RDCMs），比较其与活性炭（AC）、半焦（char）对煤热解挥发分的催化提质性能。结果表明，与AC、char相比，RDCMs具有最优的催化提质性能，轻质焦油产率较单纯煤热解提高了18.2%，这与其较大的比表面积、丰富的孔道结构和硫嵌入碳骨架形成的缺陷位有关。硫的掺杂改变了RDCMs上的电荷分布[10,11]，可活化热解H2O分子均裂形成·H和·OH，这些小分子自由基被大分子自由基片段捕获形成了焦油组分，从而抑制了积炭的形成。此外，大量学者[5,12, 13]采用分子筛催化剂用于煤热解挥发分提质，但由于分子筛的微孔结构和其较强的酸性导致分子筛极易积炭失活，不适合工业长周期生产。

目前，对于催化剂上积炭的认识多以与催化剂物理化学结构的关联为主，而反应物（挥发分）及产物的组成变化可以较好地解析催化剂上积炭的来源、分析其形成机理，有必要对其进行分析探讨。本研究利用实验室下行床连续热解装置，考察了两种商业活性炭（AC-1、AC-2）对煤热解产物分布及组成的影响，定量分析了活性炭上的积炭行为。为了探究积炭在活性炭催化剂上的形成过程，通过改变进煤量，考察下行床连续进料过程中不同进料时间下活性炭上积炭量的变化规律；……