袁妮妮,白红存*,王 强,张金鹏
(1.宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏银川 750021;2.宁夏大学 化学化工学院,宁夏 银川 750021)
煤炭资源作为我国能源结构和能源消费的主要形式,实现煤炭资源清洁、高效利用是解决我国能源供应和能源转化的关键问题之一。而生物质与煤共热解协同效应,能够提高煤热解过程的转化率[1—2]。生物质与煤共热解的方式引起研究者广泛关注[3—8],主要是因为生物质作为一种可再生能源,其挥发分及氢、氧等元素含量高,可作为煤热解过程中的氢源和氧源[9]。采用共热解的方式,基于煤与生物质之间元素种类及其含量差异而存在协同效应[4,10—11],可促进煤的热解转化,实现煤炭资源高效利用[12—13],并且生物质的加入可实现煤炭资源总量增大,降低煤炭资源的消耗速度。
宁夏回族自治区煤炭资源丰富,人均占有量居全国首位。宁夏煤炭资源主要集中在宁东地区(占宁夏煤炭总储量的88.6%)。对于不同地区不同煤种,因变质环境、变质程度、成煤物种的差异而导致煤的化学组成及结构非常复杂且存在一定差异[14—15]。而宁东煤主要由褐煤、不黏结煤和弱黏结煤等低阶煤构成,其含水量高、挥发分高、煤化程度较低。随着高阶煤的过度使用,低阶煤越来越受到重视。低阶煤热解产率低主要是因为其n(H):n(C)比值较低,灰分含量较高,导致热解化学品产率低[16]。生物质作为一类产量大,清洁、可再生的富氢、富氧物质,较高的n(H):n(C)比能为低阶煤热解提供廉价的氢源和氧源。……