刘 芸, 张 源, 郭娅男, 马新华

(华北理工大学教育部现代冶金技术重点实验室, 唐山 063210)

通过热解气化工艺将挥发分和部分焦炭在较低温度下转化成煤气,再将残炭燃烧利用的分质分级利用技术是煤炭企业转型发展的重要方向。不同于传统的煤炭燃烧模式,分质分级可以实现资源的充分利用,还能减轻大气污染[1-2]。目前,煤热解技术还没有完全突破,如何提高该技术对煤种的适应性,进一步提高油气产品质量,对未来煤炭利用具有重要意义。

学者对低阶煤热解提质技术开展大量研究[3-4]。Wang等[5]通过分析低阶煤的热解特性获得了反应动力学参数,为热解反应器的设计提供了依据。Song等[6]研究四种低阶煤的热解特性和动力学特征,指出热解特性和动力学与其化学结构密切相关。杨会民等[7]发现Na、Ca和Fe化合物的添加会影响热解过程中H2、CH4和CO2气体的生成量和峰值温度。此外,Wu等[8]对多种生物质与低阶煤共热解特性和表面形貌特征进行了研究。但这些研究主要针对低阶煤,对其他煤种鲜有研究。

煤气化反应活性也受压力、温度、停留时间等因素影响[9-10]。Kajitani等[11]指出褐煤气化过程中热解产生的自由基会与半焦作用,从而影响半焦的结构,导致反应性降低。当气化条件相同时煤焦的微观结构对气化活性有较大影响[12]。温雨鑫等[13]研究了不同升温速率和压力下煤焦的气化活性,指出煤焦孔结构特征是影响气化活性的重要因素。此外,孙加亮等[14]通过对H2O、O2及其混合气氛下胜利褐煤气化的研究,发现碳转化率与比表面积相关。……