作者/来源:周 华,王 强,陈志雄,王知彩,水恒福(安徽工业大学 煤洁净转化与综合利用安徽省高校重点实验室,马鞍山 243002) 日期: 2010-09-09 点击率:1437
煤的热解对煤的气化、液化和焦化有着重要的影响。深入了解这一过程,将有助于增进对煤利用方式的理解,尤其是对低阶煤资源的有效利用有着重要的现实意义。神华煤是一种煤化度相对较低的长烟煤,具有较高的反应活性。该煤种低硫、低灰,是我国煤直接液化工业示范装置的首选煤种,因而有关神华煤的液化性能已经开展了持续而广泛的研究。煤的直接液化即为煤的热解和加氢过程。煤液化转化率和液化油收率主要取决于煤大分子结构的适度裂解和裂解产物(自由基)的及时加氢,因而研究煤的热解过程和动力学对于优化煤液化反应条件和工业装置的设计,提高煤液化效率,充分利用优质煤资源具有重要意义。本文主要通过神华煤的热重试验,考察不同升温速率的热失重变化,研究热重分析与煤液化性能之间的内在联系,通过对煤热解动力学研究,探索适合的煤液化条件和煤液化过程的反应机理。
近代煤结构认为,煤是非均一的混合物,既有分子量大小不一的有机化合物,又含有多种无机矿物质。煤的主体结构是三维空间的高分子化合物,它是由结构相似但又不完全相同的结构单元通过桥键联结而成。因此,对于煤热解机理的研究不能应用纯物质热解机理单一的研究方法来简单处理。本文根据 Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法求解热解动力学参数的结果,对温度进行合理的分段处理,这样,既避免了由于机理和反应级数不同使得人为地对温度的分段处理,而且还可以将采用其他方法的计算结果与FWO法计算的结果进行平行比较,从而推测出合理的机理模型。
1 试 验
1.1 原料
试验使用煤样为神华煤,其元素分析及工业分析数据列于表1。
1.2 热重分析
神华煤的热重试验采用SHIMADZU TG-60差热分析仪,样品质量约10mg,热重分析采用的载气是流量为50mL/min....