超精煤热解行为及动力学研究

郭龙飞,左海滨,赵 骏,王亚杰,王静松

(北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083)

0 引 言

目前,煤炭资源仍是世界能源消费的主体[1],对不同品级煤炭能源的高效利用始终是研究的热点。近年来通过可循环有机溶剂对劣质煤进行热熔萃取处理[2]成为煤炭资源综合利用的研究热点。Takanohashi等[3]使用1-甲基萘对不同煤阶煤在不同温度条件下进行处理,发现高温条件有利于提高产率,而且低阶煤处理后具有更高的热塑性。Shui等[4]在室温条件下使用CS2/NMP混合有机溶液处理非炼焦煤,有效提高了其黏结性指数,进行混煤炼焦时其焦炭强度显著提高。通过可循环有机溶剂对煤进行高温萃取,萃取混合液经分离有机溶剂后所得的萃取物称为超精煤(hyper coal,HPC)[5]。HPC具有低灰、低硫的特点,作为清洁能源使用可以有效减少污染物排放,减少对反应容器的损害。樊丽华等[5]对无灰煤的热解行为进行研究,发现无灰煤中中小型分子增多,热解初始温度降低,热失重量增加。目前对于HPC的研究主要集中在热熔萃取的机理研究和较好炼焦能力的应用上,而对于热解过程尤其是热解动力学研究相对较少。煤的热解是煤炭气化与燃烧等煤资源转换方式的初始阶段[6],并且对产物反应活性和转化有重要影响[7]。热解过程的内在机理通过宏观反应动力学的方式表现出来[8]。在热重分析仪器上采用程序升温法研究煤热解过程中的失重现象是一种成熟的手段,其具有试验量小,操作周期短,获得信息多等特点[9]。……