神府煤加氢热解过程研究

摘要

煤不仅是一种能源，更是一种宝贵的化工原料。通过煤的热解可获得高热值煤气、高附加值化学品及洁净的半焦，而且其工艺过程简单、投资少、生产成本低，是一种比较经济的煤转化路线。神府煤是比较适宜于热解的煤种，但陕北地区采用的直立炉热解技术焦油收率低、兰炭产品质量差、粉煤利用率低；采用中低温固体热载体热解技术可提高焦油收率并利用了粉煤，但由于系统微正压运行，焦油及粉尘的凝集，提高了装置运行的风险。因此，开展神府煤的热解新技术研究对提升陕北兰炭工业技术水平，提高神府煤的利用效率有着重要的理论及实际意义。
　　本研究以提高热解焦油产率和利于工业化实施为目标，利用固定床反应器，采用30℃/min的升温速率，研究了550℃～750℃温度范围内（以50℃为一个实验点）试样煤在氮气、活性气氛(50％N2+50%H2)以及模拟煤气组份（50%N2，25%H2，25%CH4）、在不同压力(0.4MPa～0.8MPa)下添加催化剂(Fe2O3)的热解行为，并对各种热解过程进行分析。
　　研究结果表明，1）在氮气无催化剂条件下，温度对半焦、气相产物和焦油收率的影响相对较小，焦油干基收率由550℃时的8.2%增加到750℃的9.32%；2）在氢气气氛下，温度对半焦、气体、焦油收率的影响和在氮气气氛中的趋势相近，但在同一温度下，氢气的加入，使得产物的收率和转化率明显比氮气气氛中时高，焦油干基收率由550℃时的9.0%增加到750℃的11.46%；3）模拟煤气组份条件下，焦油收率相对氢气气氛条件变化不明显，表明在以气化粗煤气为热载体的热解过程相对氮气气氛条件下的热解过程产物的收率和煤转化率有所提高。4）加压条件下（0.4MPa～0.8MPa）热解焦油的收率相对常压条件下无明显变化，但适当提高热解压力，与加压气化工艺协同配合，有利于提高系统整体效率。5）催化剂Fe2O3的加入，对气体的生成有明显的促进作用，但对焦油收率的影响不显著，半焦产率由于催化剂本身的影响有所提高。

目录

1 绪论

1.1 引言

1.2 煤的结构和性质

1.3 煤热解工艺技术研究

1.4 煤加氢热解

1.5 主要研究思路

2 实验部分

2.1 原料的取样和预处理

2.2 样品处理

2.3 实验反应器类型

2.4 实验仪器与试剂

2.5 热解实验

2.6 产物分析

2.7 热解条件

3 结果与讨论

3.1 温度对热解反应性的影响

3.2 煤粒径对热解反应的影响

3.3 反应气氛对热解反应性的影响

3.4 催化剂对热解的影响

3.5 压力对热解反应性的影响

3.6 小结

4 工艺路线探讨

4.1 现状

4.2 工艺路线

4.3 小结及展望

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢