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共热解过程中煤与生物质相互作用的研究进展

2021-07-28张玉洁王焦飞白永辉宋旭东苏暐光于广锁

化工进展 2021年7期

张玉洁,王焦飞,白永辉,宋旭东,苏暐光,于广锁,2

(1 宁夏大学化学化工学院,省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏银川 750021;2 华东理工大学洁净煤技术研究所,上海 200237)

煤炭是我国的主体能源之一,根据2020 年BP世界能源统计年鉴,全球煤炭产量相比于2019 年增长了1.5%,其中我国的增幅最大,达到3.2 EJ(1 EJ=1018J),我国煤炭消费相比于2019 年也增长了1.8 EJ,表明在较长时间内我国以煤为主的能源结构状况很难发生改变[1]。传统的煤炭利用手段,如燃烧发电,往往存在着大量的环境污染和煤炭利用率低等问题[2-4]。煤热解是煤气化、液化等技术的基础过程,也是实现煤炭高效清洁转化的重要途径之一,通过热解得到的液态焦油可作为化工产品或液体燃料的原料,而固体产物半焦可直接作为燃料及气化原料使用。但由于煤中H/C较低,导致热解焦油重质组分含量较高,且易造成腐蚀和堵塞管道的问题,因此煤热解技术的工业化受到限制。

生物质作为目前世界上最主要且最具潜力的可再生能源之一,储量丰富,具有H/C和O/C高的特点,将其与煤进行共热解可以有效地提高煤热解转化率和焦油品质[5-6]。生物质与低阶煤的热解温度区间有部分重叠,因此生物质热解产生的羟基自由基和氢自由基可参与煤热解自由基反应的过程,稳定煤热解产生的大分子自由基结构,进而促进焦油和气体的形成,减少半焦的产生[7-9]。而在生物质与部分较高阶煤共热解过程中,二者并……

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