礦物質(zhì)對神木煤熱解及燃燒特性的影響.pdf

1、煤熱解是煤化工中最重要的反應(yīng)之一，是煤加氫、燃燒及氣化的基礎(chǔ)反應(yīng)，熱解始終伴隨著這些反應(yīng)過程。煤炭通過熱解過程可獲得焦炭、焦油及煤氣等產(chǎn)品，低溫?zé)峤饪梢蕴岣呙恨D(zhuǎn)化過程中的經(jīng)濟(jì)性。在熱解過程中引入催化劑，可影響煤熱解過程及產(chǎn)品分布。
　　本文以神木煤、脫礦物質(zhì)神木煤及添加礦石煤樣（煤/礦石=10∶1）為實(shí)驗(yàn)用煤，在固定床反應(yīng)器上考察了熱解氣氛、熱解溫度對神木煤熱解行為的影響及添加不同礦石煤樣在氫氣氣氛下的半焦產(chǎn)率及焦油產(chǎn)率的變化規(guī)律

2、;并借助氣相色譜(GC)對煤熱解焦油的組分進(jìn)行分析;在熱重分析儀上研究了內(nèi)在礦物質(zhì)及外加礦石對神木煤熱解及燃燒行為的差異性影響;利用熱重-質(zhì)譜聯(lián)用(TG-MS)技術(shù)，研究了礦物質(zhì)對煤熱解過程中氣體逸出規(guī)律的影響;通過對脫礦物質(zhì)煤樣及外加礦石煤樣燃燒動(dòng)力學(xué)的分析，討論了礦物質(zhì)對神木煤燃燒作用的機(jī)理。
　　1)不同熱解氣氛(氫氣、氮?dú)?、混合?10％CO，25％CO2，25％CH4，40％H2))及溫度下神木煤熱解結(jié)果顯示:熱解溫度和

3、氣氛會顯著影響半焦產(chǎn)率和焦油收率。相同溫度下，不同熱解氣氛所得半焦產(chǎn)率及焦油產(chǎn)率各有差異，半焦產(chǎn)率由高到低依次為:N2＞混合氣＞H2，焦油產(chǎn)率隨著溫度的升高呈現(xiàn)出先增加后降低趨勢。
　　2)熱重分析結(jié)果表明，煤中內(nèi)在礦物質(zhì)對神木煤熱解及燃燒行為有著明顯影響。脫礦物質(zhì)煤樣熱解的最終轉(zhuǎn)化率低于原煤，最大失重速率小于原煤，說明內(nèi)在礦物質(zhì)對煤熱解過程具有促進(jìn)作用;脫礦物質(zhì)煤樣最大燃燒速率所對應(yīng)的溫度比原煤降低了約26℃，表明內(nèi)在礦物質(zhì)抑制

4、煤燃燒過程。
　　3)外加礦石對神木煤熱解產(chǎn)物、焦油組成及燃燒行為影響顯著。氫氣氣氛下，添加礦石煤樣的半焦產(chǎn)率及焦油產(chǎn)率均小于原煤，這可能是由于礦石催化焦油進(jìn)一步發(fā)生裂解，生成氣體分子。不同礦石對焦油產(chǎn)率影響不同。含有FeO(OH)的1＃礦石可使煤的揮發(fā)分產(chǎn)率提高1.88 wt.％。從熱解焦油組成來看，外加礦石煤樣熱解所得焦油中烯烴和烷烴總含量明顯減少，而苯、甲苯和苯酚等輕質(zhì)芳香類化合物含量顯著增加;1＃礦石對燃燒的促進(jìn)作用最為顯