Zn催化剂对次烟煤及其镜质组富集物催化解聚影响

摘要

选用一种次烟煤为研究对象,利用格金干馏实验装置、全二维气相色谱-质谱联用仪(GC×GC-MS)、气相色谱仪,通过考察添加不同含量的ZnCl_(2)催化剂对催化解聚产物分布、焦油组成、气体组成及半焦的影响,探讨添加ZnCl_(2)催化剂及催化剂添加量对原煤催化解聚反应的影响规律和可能作用机制。催化解聚产物分布结果表明,添加Zn基催化剂可促进煤热反应程度,降低半焦产率,提高焦油产率。Zn添加量为0.10%时对煤热反应过程的促进程度最高,焦油产率增加也最高,从原煤的12.05%增加至13.83%,其焦油组分分析表明,焦油中多环芳烃类物质的相对含量增加幅度最大。结合气体组分分析,气相中H_(2)体积分数增加明显,而CH_(4)体积分数略有降低,C^(2+)等低碳烃类气体明显减少,CO,CO_(2)体积分数基本不变,表明在Zn基催化剂作用下,较小自由基更倾向于与一些大自由基碎片结合生成大分子焦油,而不是小分子气体。在此基础上,考察了0.10%Zn基催化剂添加对原煤提质分离所得的镜质组富集煤样的催化解聚效果,结果表明,原煤提质可显著提升焦油产率,镜质组富集煤样焦油产率达到16.17%,较原煤增加了4.12%,且Zn基催化剂添加可进一步提升镜质组富集煤样热解聚程度,进一步提升焦油产率至17.87%。