西部三種煤熱解特性研究.pdf

1、能源問題一直是我國乃至全球面臨的緊迫議題之一，如何提高能源利用率和發(fā)展新能源成為當(dāng)今世界不得不應(yīng)對的挑戰(zhàn)。隨著社會的發(fā)展，人們生活水平的提高，在可見的未來能源的需求量一定還會持續(xù)增長。傳統(tǒng)能源的開采及利用，新能源的開發(fā)及應(yīng)用都需要相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)，而依賴技術(shù)的生產(chǎn)成為能源的根本生產(chǎn)方式。我國當(dāng)下正處于“高速”發(fā)展階段，所消耗的能源總量巨大。我國是油氣資源相對缺乏而煤炭資源豐富的國家，煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比例遠(yuǎn)高于世界平均水平，所以加強(qiáng)

2、煤炭高效清潔利用技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，是我國能源研究的重要方向，有著極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
　　通過熱解來生產(chǎn)的潔凈燃料既可以減少燒煤所產(chǎn)生的環(huán)境污染，又能充分利用煤中所含的具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的化合物。與其他轉(zhuǎn)化方式的熱能效率相比，煤熱解轉(zhuǎn)化效率最高。所以研究煤熱解技術(shù)有利于環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源以及合理高效利用煤炭資源，具有重大意義。而煤熱解過程非常復(fù)雜，產(chǎn)物極為豐富，相互作用很大，影響產(chǎn)物的因素多，很多情況尚不明了。雖然國內(nèi)外的學(xué)者在近百年來不斷

3、的改良和發(fā)展煤熱解技術(shù)，但仍值得進(jìn)一步深入研究。
　　本文主要以三種低變質(zhì)煤（神東煤、神府煤、新疆煤）為研究對象，利用熱重-紅外聯(lián)用儀對三種低變質(zhì)煤進(jìn)行煤熱解基礎(chǔ)特性研究，及利用鋁甑實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行低溫干餾實(shí)驗(yàn)，并對熱解產(chǎn)物進(jìn)行分析研究。
　　通過熱重-傅立葉變換紅外光譜聯(lián)用儀考察升溫速率對神東煤、神府煤、新疆煤對熱解過程的影響，并進(jìn)行熱解動(dòng)力學(xué)分析。結(jié)果表明:不同升溫速率(5℃/min、10℃/min、30℃/min)對三種煤

4、的失重率基本沒有太大影響，而且隨著升溫速率的升高，熱解階段的節(jié)點(diǎn)和最大失重速率對應(yīng)的溫度呈現(xiàn)向高溫方向移動(dòng)的趨勢，產(chǎn)生熱滯后現(xiàn)象。比較三種煤的熱解特性發(fā)現(xiàn)，水分含量有高到低的順序?yàn)?新疆煤、神東煤和神府煤。
　　三種煤在熱解過程中，隨著升溫速率的提高，所有氣體的析出量均呈現(xiàn)增大的趨勢。而且每種氣體吸收峰的出現(xiàn)溫度和最高吸收峰出現(xiàn)溫度均呈現(xiàn)向高溫方向移動(dòng)的特性。產(chǎn)物氣體（CH4、H2O、CO和CO2）的析出情況為: CH4和CO的析

5、出曲線大致相同，CO2析出情況各不相同。神東煤和神府煤的H2O析出變化趨勢基本一致，而與新疆煤的析出情況差別較大。對三種煤的熱解變化進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，結(jié)果顯示第一個(gè)階段的活化能均高于第二個(gè)階段。并且神府煤和新疆煤在熱解過程中，隨著升溫速率的增大，反應(yīng)活化能先增大后減小。
　　通過鋁甑低溫干餾實(shí)驗(yàn)得到產(chǎn)物產(chǎn)率，對產(chǎn)物中焦油進(jìn)行GC-MS分析。結(jié)果顯示，神東煤、神府煤和新疆煤的半焦產(chǎn)率都在70％以上，神府煤的半焦產(chǎn)率最高，神東煤的半焦產(chǎn)