氫氣在煤液化初始高活性階段的作用.pdf

1、本文以兗州煤為研究對(duì)象，通過系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在普通液化條件下，考察了煤液化轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)液化過程中存在著初始反應(yīng)高活性現(xiàn)象，并且分析了不同氣氛對(duì)煤液化初始高活性階段的影響：其次，研究了氫氣在兩種不同液化溶劑中的溶解度規(guī)律以及氫氣預(yù)溶解對(duì)煤液化初始高活性的影響；最后，考察了鉬酸銨及高分散鐵系催化劑對(duì)煤液化初始高活性階段的影響。得到了以下主要結(jié)論：
　　 普通液化條件下，分別以萘和四氫萘為液化溶劑，發(fā)現(xiàn)液化5min時(shí)其轉(zhuǎn)化率分

2、別達(dá)到相同實(shí)驗(yàn)條件下最高轉(zhuǎn)化率的90．49％和72．36％。這表明初始5min內(nèi)的液化反應(yīng)對(duì)總轉(zhuǎn)化率作出巨大貢獻(xiàn)，此階段內(nèi)反應(yīng)活性高、反應(yīng)速度大、完成了絕大部分煤液化反應(yīng)。
　　 在450℃，氫氣或氮?dú)饫涑鯄?Mpa，煤液化初始高活性階段未添加催化劑時(shí)，不論以萘還是四氫萘為液化溶劑，氮?dú)鈿夥障碌霓D(zhuǎn)化率均略高于同條件下氫氣氣氛下的轉(zhuǎn)化率，并且各相應(yīng)液化產(chǎn)物的產(chǎn)率也相差不大，表明氫氣在該反應(yīng)條件下幾乎沒有參與煤液化反應(yīng)。
　　

3、 一定條件下，氫氣在四氫萘和萘中溶解度隨著系統(tǒng)中氫氣平衡分壓的增大而線性增火，隨著溫度的升高也增大。根據(jù)氫氣在萘及四氫萘中的溶解速度的不同可將溶解過程分為三個(gè)階段：快速溶解階段，慢速溶解階段和溶解平衡階段。尤其值的關(guān)注的是，初始5min內(nèi)，氫氣在兩種溶劑中的溶解量均已達(dá)到此條件下最大溶解量的78．54％，表明溶解過程不應(yīng)是煤液化初始高活性階段氫氣未能有效參與液化反應(yīng)的主要原因。
　　 通過添加催化劑前后煤樣的TG和DTG曲線對(duì)

4、比研究可得，添加高分散鐵系催化劑或鉬酸銨催化劑對(duì)原煤的熱解反應(yīng)影響較小。氮?dú)鈿夥障拢徽撘暂吝€是以四氫萘為液化溶劑，添加這兩種催化劑均不能提高初始高活性階段的液化總轉(zhuǎn)化率；氫氣氣氛下，不論以萘還是以四氫萘為液化溶劑，添加高分散性鐵系催化劑均能促使氫氣參與煤液化反應(yīng)，使液化總轉(zhuǎn)化率提高并使液化產(chǎn)物分布趨于輕質(zhì)化。
　　 在煤液化初始高活性階段，當(dāng)液化反應(yīng)系統(tǒng)中溶劑供氫能力較強(qiáng)，溶劑的量充足時(shí)，與縮聚反應(yīng)相比，加氫反應(yīng)占先，占優(yōu)。液