长焰煤热解特性及产物性质研究

长焰煤的结构与理化性质研究_李⽂静在我国的煤炭分类中，长焰煤是变质程度最低的烟煤，是煤化程度仅⾼于褐煤的煤种。

长焰煤作为我国重要的动⼒⽤煤和民⽤煤，在⼀次能源结构中占着不可或缺的重要地位。

对长焰煤的煤质特征进⾏分析，研究查明其变化规律，对长焰煤煤炭资源综合开发及利⽤具有重要的意义。

我国长焰煤多数为侏罗纪低变质程度煤，已探明储量约155.1 Gt [1]，主要产地有⽢肃的靖运、河南的义马、陕西的彬县、辽宁的⾩新、抚顺，⼭西的⼤同及平朔等[2]。

1 长焰煤的结构特征1）基本结构单元。

煤的基本结构单元包括规则部分和不规则部分。

规则部分为基本结构单元的核部分，由⼏个或⼗⼏个苯环、脂环、氢化芳⾹环及杂环（含氮、氧、硫）所组成。

在苯环的周围连接着各种含氧基团和烷基侧链，属于基本结构单元的不规则部分。

随着煤化程度的提⾼，苯核逐渐增多，⽽不规则部分逐渐减少。

长焰煤的基本结构单元如图1。

图1 长焰煤分⼦结构的两种主要形式2）基本结构单元的边缘基团。

长焰煤基本单元结构的边缘基团是其结构的不规则部分，主要是含氧官能团和烷基侧链，还有很少的氮和硫的官能团以及桥键。

①含氧官能团。

长焰煤的含氧官能团主要为酚羟基（—OH）。

⼀般认为，绝⼤多数煤只含酚羟基⽽极少含有醇羟基。

它们存在于泥炭、褐煤和烟煤中，是长焰煤的主要含氧官能团。

另外，在长焰煤的基本结构单元中还含有⼀些羰基（C=O）。

②烷基侧链。

煤的红外光谱、核磁共振、氧化和热裂解的研究都已确认煤的结构单元上连接有烷基侧链。

烷基侧链随煤化程度的增加很快缩短，然后变化减缓。

长焰煤属低变质程度的烟煤，其烷基侧链碳原⼦数平均为2左右。

③含硫和含氮官能团。

硫中有机硫的主要形式是噻吩。

其次是硫醚键和巯基（—SH）。

长焰煤中含氮1%～2%，⼤约50%～75%的氮存在于吡啶环或喹啉环形式中，此外还有氨基、亚氨基、腈基和五元杂环等，其结构⾮常稳定。

④桥键：次甲基键—CH 2—，—CH 2—CH 2—，—CH 2—CH 2—CH 2—等；醚键和硫醚键—O—，—S—，—S—S—等；次甲基醚键—CH 2—O—，—CH 2—S—等；芳⾹碳—碳键—C AR -—C AR —。

《神府长焰煤催化加氢增粘工艺研究》篇一一、引言煤是我国主要的能源来源之一，其利用方式和质量对我国的经济和社会发展具有重要影响。

神府长焰煤作为我国典型的优质动力煤，其应用领域广泛，但在某些特定场合，如煤的液化、气化等过程中，其粘度较低，影响其使用效果。

因此，对神府长焰煤进行催化加氢增粘工艺研究，提升其使用价值和效益，具有非常重要的意义。

二、神府长焰煤的特性及增粘必要性神府长焰煤是一种高热值、低灰分、低硫分的优质动力煤。

然而，其低粘度特性在煤炭的液化和气化过程中可能带来一些挑战。

特别是在催化裂解过程中，低粘度的煤浆往往流动性好但难以有效附着于催化剂表面，降低了催化效率和产品品质。

因此，有必要对神府长焰煤进行增粘处理。

三、催化加氢增粘工艺原理催化加氢增粘工艺是一种通过引入催化剂和氢气来改变煤的结构和性质的技术。

在这一过程中，催化剂能有效地提高煤的转化率，同时氢气能够参与反应，改善煤的分子结构，从而提高其粘度。

对于神府长焰煤而言，通过催化加氢增粘工艺，可以有效地改善其低粘度特性，提高其在煤炭液化、气化等过程中的效率和产品品质。

四、神府长焰煤催化加氢增粘工艺研究我们的研究主要围绕以下几个方面展开：1. 催化剂的选择和优化：我们选择了多种不同类型的催化剂进行试验，通过对比试验结果，选择出对神府长焰煤增粘效果最好的催化剂。

同时，我们还对催化剂的用量进行了优化，以找到最佳的催化剂用量。

2. 反应条件的优化：我们研究了反应温度、压力、时间等因素对增粘效果的影响，通过优化反应条件，提高了增粘效果和产品的品质。

3. 工艺流程的优化：我们设计了一种新型的催化加氢增粘工艺流程，通过简化流程、提高效率等手段，提高了整个工艺的经济性和可行性。

五、实验结果与分析通过实验，我们发现：1. 合适的催化剂和催化剂用量能有效提高神府长焰煤的增粘效果。

其中，XX类催化剂在适当的用量下表现出最佳的效果。

2. 优化反应条件能显著提高增粘效果和产品品质。

长焰煤贫氧燃烧放热特性参数实验研究马李洋;杨宇轩;王晓霞;易明浩;王文正;王雁鸣【摘要】采用差示扫描量热（DSC）法测试了煤田火区和什托洛盖长焰煤在贫氧、不同氧浓度气氛下的氧化燃烧放热过程；并对热流曲线进行了分峰、积分处理；分析了长焰煤氧化燃烧的放热历程；研究了放热特性参数在贫氧不同氧浓度气氛下的变化规律；进而分析了氧气浓度对煤火空间演化过程的影响。

研究表明，长焰煤燃烧放热过程主体分为以煤氧化学吸附和挥发分燃烧放热为主的放热阶段A，和以煤焦及半焦高温燃烧放热为主的放热阶段B。

在贫氧条件下，随着氧气浓度的降低，阶段A和阶段B的峰值温度Ta 和Tb 逐渐升高，阶段A的放热量先增大后减小，并在16％时达到最大；阶段B的放热量逐渐减小。

研究确定了16％氧气浓度为煤火空间演化的关键氧气浓度。

%Differential scanning calorimetry ( DSC) method was adopted to test the exothermic oxidation com-bustion process of long-flame coal from coal fire field of Heshentuoluogai under different oxygen concentration within the range of oxygen-depleted , and then sub-peak and integration process were conducted on the heat flow curve to analyze the exothermic oxidation combustion process of long-flame coal , the variation law of exothermic characteris-tic parameters under different oxygen concentration within the range of oxygen-depleted was obtained and the influ-ence of oxygen concentration on coal fire space evolution was further analyzed .The research results show that the combustion exothermic process of long-flame coal can mainly be divided into two stages:Exothermic stage A which is mainly characterized by oxygen chemical adsorption and volatile combustion heat of coal , andExothermic stage B which is mainly characterized by the combustion heat release under high temperature of coal and char .The peak temperature Ta of stage A and Tb of stage B gradually increased with the decrease of oxygen concentration under oxy-gen-delpleted condition , the heat release of stage A was first increased but then decreased among which the peak point of oxygen concentration is at 16%, the heat release of stage B gradually dropped .Thus, the oxygen concen-tration of 16%can be determined to be the critical oxygen concentration for coal fire space evolution .【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P10-12,16)【关键词】地下煤火;贫氧;氧气浓度;燃烧;放热特性【作者】马李洋;杨宇轩;王晓霞;易明浩;王文正;王雁鸣【作者单位】中国矿业大学安全工程学院，徐州221116;中国矿业大学安全工程学院，徐州221116;中国矿业大学安全工程学院，徐州221116;中国矿业大学安全工程学院，徐州221116;中国矿业大学安全工程学院，徐州221116;中国矿业大学安全工程学院，徐州221116【正文语种】中文【中图分类】O612.4;TD752化学地下煤火造成大量煤炭资源损失，危害生态环境，释放大量温室气体，是一种严重的自然灾害。

煤热解调研报告梁欢一、煤热解概述煤的热解也称为煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，煤在不同的温度下发生一系列的物理变化和化学反应的复杂过程。

煤热解的结果是生成气体（煤气）、液体（焦油）、固体（半焦或焦炭）等产品，尤其是低阶煤热解能得到高产率的焦油和煤气。

焦油经加氢可制取汽油、柴油和喷气燃料，是石油的代用品，而且是石油所不能完全替代的化工原料。

煤气是使用方便的燃料，可成为天然气的代用品，另外还可用于化工合成。

半焦既是优质的无烟燃料，也是优质的铁合金用焦、气化原料、吸附材料。

用热解的方法生产洁净或改质的燃料，既可减少燃煤造成的环境污染，又能充分利用煤中所含的较高经济价值的化合物，具有保护环境、节能和合理利用煤资源的广泛意义。

总之，热解能提供市场所需的多种煤基产品，是洁净、高效地综合利用低阶煤资源提高煤炭产品的附加值的有效途径。

各国都开发了具有各自特色的煤炭热解工艺技术。

1.热解工艺分类：煤热解工艺按照不同的工艺特征有多种分类方法。

按气氛分为惰性气氛热解（不加催化剂），加氢热解和催化加氢热解。

按热解温度分为低温热解即温和热解（500 ～650 ℃）、中温热解（650 ～800 ℃）、高温热解（900 ～1000 ℃）和超高温热解（＞1200 ℃）。

按加热速度分为慢速（3 ～5 ℃／min）、中速（5 ～100 ℃／s）、快速（500 ～105℃／s）热解和闪裂解（＞106℃／ s）。

按加热方式分为外热式、内热式和内外并热式热解。

根据热载体的类型分为固体热载体、气体热载体和固－气热载体热解。

根据煤料在反应器内的密集程度分为密相床和稀相床两类。

依固体物料的运行状态分为固定床、流化床、气流床，滚动床。

依反应器内压强分为常压和加压两类。

煤热解工艺的选择取决于对产品的要求，并综合考虑煤质特点、设备制造、工艺控制技术水平以及最终的经济效益。

慢速热解如煤的炼焦过程，其热解目的是获得最大产率的固体产品－焦炭；而中速、快速和闪速热解包括加氢热解的主要目的是获得最大产率的挥发产品－焦油或煤气等化工原料，从而达到通过煤的热解将煤定向转化的目的。

煤炭热解特性研究及产物分析谷小虎;周文生;李毛【摘要】对平顶山矿区两个煤样进行了热解反应研究,考察了热解温度对热解的影响.结果表明,随着热解温度升高,煤气与焦油的产率增加,半焦产率下降,其中煤气产率的增幅较大,但产率较低,焦油产率增幅较小,但一直呈现出增加趋势;煤气中H2与CO含量均随温度的升高而增加,H2增加幅度大,CO增加幅度较小;CH4的含量随温度的升高而下降;CO2含量较小,随温度升高变化不大;C2～C6的含量随温度的升高而下降;随温度升高,煤气热值持续下降;由于煤质的差异,两个煤样的煤焦油性质相差较大,在≤360℃的馏分中,煤样1煤焦油以酚类及其衍生物为主,煤样2煤焦油以芳烃及芳烃衍生物为主.%The pyrolysis characteristics of two coal samples in Pingdingshan diggings were studied.The effect of temperature on pyrolysis was investigated.The results showed that with the temperature increasing,the yield of coal gas and coal tar increased and semicoke yield decreased,in which the gas yield increment was big but with low yield rate,while the tar yield increment was small but always showing the growth trend.H2 and CO content of coal gas increased with the increase of temperature.The H2 increment was big while the CO increment was small.CH4 and C2-C6 decreased with the increase of temperature.The content of CO2 was small,so it didn't have any major change along with temperature increase.The calorific value of gas decreased with the increase of temperature.The quality of coal tar of the two samples had big difference because of the coal quality difference.In the content of fraction less than 360 ℃,phenols and derivatives were mainly compounded in thecoal tar of sample 1.Aromatics and derivatives were mainly compounded in the coal tar of sample 2.【期刊名称】《煤化工》【年(卷),期】2017(045)003【总页数】4页(P66-68,84)【关键词】煤热解;煤气;煤焦油;半焦;热解温度;产率【作者】谷小虎;周文生;李毛【作者单位】炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南平顶山467000;中国平煤神马集团技术中心,河南平顶山467000;炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南平顶山467000;中国平煤神马集团技术中心,河南平顶山467000;炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南平顶山467000【正文语种】中文【中图分类】TQ52煤炭是中国的基础能源，2012 年、2013 年、2014年、2015 年、2016 年我国煤炭消费占一次能源消费的比重分别为66.6%、66.0%、64.2%、63.0%、62.0%。

典型煤种热解气化特性研究一、本文概述本文旨在深入研究典型煤种的热解气化特性，通过对煤的热解气化过程进行详细分析，以期更好地理解煤的热化学转化机制，为煤的高效、清洁利用提供理论支撑。

煤作为一种重要的化石能源，其热解气化特性直接影响着煤炭的转化效率和产品质量。

因此，本文的研究不仅具有重要的理论价值，还对推动煤炭工业的可持续发展具有现实意义。

在本文中，我们将首先介绍煤热解气化的基本原理和过程，包括热解和气化的定义、反应机制以及影响因素等。

接着，我们将选取几种典型的煤种，如无烟煤、烟煤和褐煤等，通过实验研究和理论分析，详细探讨它们的热解气化特性，包括热解产物的分布、气化反应动力学、气化效率以及气体产物成分等。

本文还将对煤热解气化过程中的污染物生成和排放特性进行研究，分析热解气化过程中硫、氮等有害元素的迁移转化规律，以及COCO等温室气体的生成和排放特性。

这将有助于我们更好地理解煤热解气化过程对环境的影响，为煤炭的清洁利用提供技术支持。

本文将对煤热解气化技术的发展趋势和应用前景进行展望，探讨新型热解气化技术、催化剂的开发应用以及煤热解气化与其他能源技术的耦合等方面的研究方向。

通过本文的研究，我们希望能够为煤炭工业的可持续发展提供有益的参考和借鉴。

二、煤种分类及特性煤是一种重要的化石燃料，广泛应用于能源、化工等领域。

由于煤的生成环境和地质条件的不同，煤的种类繁多，具有不同的物理和化学特性。

为了更好地研究煤的热解气化特性，首先需要对煤种进行分类，并了解各类煤的基本特性。

煤种分类主要依据煤的变质程度和煤化作用程度，将煤分为褐煤、烟煤、无烟煤等几大类。

褐煤是煤化程度最低的煤种，含有较高的水分和挥发分，热值较低；烟煤是煤化程度中等的煤种，挥发分和水分适中，热值较高，是主要的动力用煤；无烟煤是煤化程度最高的煤种，挥发分和水分较低，热值高，主要用于化工原料和炼焦。

不同煤种在热解气化过程中表现出不同的特性。

褐煤由于含有较高的水分和挥发分，热解气化反应活性较高，但热值较低，气化效率也相对较低。