煤催化加氢热解及催化气化行为的研究.pdf

第2l卷增刊 分子催化 V01．21，Suppl． 2007年8月 JOURNALOFMOLECULAR 2007 CATALYSIS(CHINA) Aug． 文章编号：KI．．-21 煤催化加氢热解及催化气化行为的研究 马晓迅，何涛，刘艳，徐龙，曾彬 (西北大学化工学院。西安710069) 关键词；煤，热解，气化，催化，动力学 煤的热解技术利用了煤分子结构中含氢的潜 1．2原煤在氮气和氢气下的热解 在优势及丰富的芳香结构，通过低温热解能使煤中 富氢部分产物以优质液态和气态的能源、化工原料 产出i¨。 目前应用的煤气化技术尽管各有优势，但存在 的缺点也相当明显。煤的催化气化技术具有诸多突 出的优势121：可显著提高气化速率；气化温度可降 低2000c--3000C；并且对脱硫、除尘、环保等都非 常有利。 1热解部分 图l煤分别在氮气和氢气下的热解TG／DrrG曲线 1．1实验部分 图l为原煤分别在氮气和10％氢气氛下的热解 实验所用原料煤为铜川煤，粒度约100目。几 失重曲线(TG)和失重速率曲线(DTG)。加氢热 种煤的元素分析、工业分析结果如表l。实验中所 解转化率为30．75％，比氮气下的28．88％，相对增 用催化剂均为本实验室所制各的，其中Y分子筛的 加6．5％；另外加氢热解的第二个热解峰的峰温降低 制备采用导向剂法，NiS的制备采用硫化钠沉淀法。 约360C。部分活性氢参与了热解反应，稳定了一些 表l煤样的工业分析和元素分析 自由基碎片，降低了固化率13刮。 m“ 工业分析，％ 元素分析，％ M_Ad、oFcf‰‰‰吣钆 1．3Y分子筛催化加氢热解 17．8859．9140．0967．195．400．9826．330．08 云南煤12．74 41．0658．9476．044．461．5／ 17．000．8I 新疆煤7．酌13．73 铜川煤5．031i．1735．8756．9780．284．550．88 13．840．m 韩城煤0．5912．3516．1283．8888．3l4．241．203．332．56 本文中热解实验采用瑞士Mettier-ToIedo公司 生产的TGA／SDTA851。热重热分析系统。热解实验 设定的条件为：起始温度1000C，终温8000C，升 温速率300C／rain，保护气N2的流量20ml／min，反 应性气体流量80m1／min，压力为常压。该仪器要求 图2添加5％Y分子筛后煤的加氢热解TG／DTG曲线 氢气浓度不能超过10％，故本文中的加氢热解实验 均在10％氢气(体积比，其余90％为氦气)氛下进 图2为以Y分子筛为催化剂的催化加氢热解曲 行。煤热解转化率定义为煤热解过程中的失重率， 线。可见，添加5％Y分子筛后加氢热解的转化率 所有转化率的计算均以于基煤为基准。 达到31．72％，比原煤加氢热解相对增加3．2％，第 马晓迅等：煤催化加氢热解及催化气化为的研究 增刊 二个热解峰的峰温降低约490C。 1．4NiS催化加氢热解 n∞