低温热解提质对褐煤半焦影响的研究

我国低阶煤热解提质技术现状及研究进展一、引言低阶煤是一种质量较差、热值低的煤炭资源，占据了我国煤炭资源的绝大部分。

然而，低阶煤在燃烧和利用过程中存在着许多问题，如高含灰量、高含硫量、易发生自燃等，对环境造成了严重污染。

为了充分利用这些资源并减少对环境的影响，我国近年来加大了对低阶煤热解提质技术的研究力度，取得了一系列研究成果。

本文将对我国低阶煤热解提质技术的现状及研究进展进行全面评估和探讨。

二、低阶煤热解提质技术现状1. 低温干馏提质技术低温干馏是一种对低阶煤进行热解处理的技术，通过对低温下的热解过程进行控制，实现低阶煤中有机质的裂解和提质。

该技术在我国早期被广泛应用，但由于设备简单、成本低、能够有效处理一些低级煤种等优点，目前仍在一些地区得到应用。

2. 高温高压条件下的热解技术随着煤炭加工技术的不断发展，高温高压条件下的热解技术逐渐受到重视。

在高温高压条件下，低阶煤中的有机质能够更充分地裂解，提质效果更加显著。

这种技术相较于低温干馏技术，虽然设备投入和运行成本较高，但能够得到更高品质的煤炭产品。

3. 生物质共热解技术生物质具有较高的固定碳含量和较低的硫、磷等杂质含量，可以作为优质的热解剂。

通过生物质与低阶煤的共热解，不仅可以提高低阶煤的质量，还可以减少环境中的二氧化碳排放量，是一种可持续发展的解决方案。

三、低阶煤热解提质技术的研究进展1. 热解条件优化近年来，研究人员通过实验和模拟等手段，对低阶煤热解过程中的温度、压力、反应时间等条件进行了优化，使得热解过程更加高效、节能。

2. 催化剂的应用催化剂在低阶煤热解提质过程中发挥着重要作用。

研究人员通过引入合适的催化剂，可以有效地降低热解温度，提高反应速率，从而实现低阶煤的高效提质。

3. 热解产品的利用除了提高低阶煤的热值和质量外，研究人员还通过进一步对热解产物进行加工利用，生产出更多高附加值的化工产品、燃料等。

四、个人观点和理解低阶煤热解提质技术是我国煤炭资源利用的重要领域，也是解决环境污染和能源短缺的关键之一。

科技论坛褐煤提质技术的探讨与研究徐宝生（中煤黑龙江煤炭化工集团有限公司，黑龙江依兰154854）1褐煤提质原理、技术现状褐煤提质是指褐煤通过合理的干燥过程，降低煤含水量提高褐煤能量密度的技术。

提质技术是以特定的工艺方法脱除影响褐煤热值的水、氧和低热值挥发份物质，使褐煤发热组份富集，热值提升，达到中高热值煤炭指标，生产出优质褐煤提质产品及煤焦油产品。

提质后的褐煤将更有利于利用、运输和贮存。

目前，国内褐煤提质技术还没有大规模工业应用。

国内，多采用高温烟气通过磨煤机干燥煤粉、工艺大都采用燃煤烟气直接接触的转筒式干燥气流及链式干燥机等。

这些工艺单机处理量小、占地面积大、投资高、污染大等问题不符合中国节能减排的要求。

国外，最成熟先进的提质工艺是过热蒸汽流化技术（SFCU 技术）、德国RWE 公司已经在德国建成3套过热技术装置，最大脱水能力达到110t/h 。

美国Encoal 、Coaltek 、K-fuel 、澳大利亚Coldry 和神户钢铁分别利用冷凝水余热、微波、高压蒸汽蒸煮等方式进行提质，但存在装置投资大、运行费用高等缺点。

大唐华银与五环公司合作开发的低阶煤转化技术（LCC ），该技术是在美国伊煤公司（ENCOAL ）低温煤液化技术（LFC ）基础上进行二次开发，并重新申请了相关专利和商标，在褐煤热解提质领域处于国际领先水平。

2低阶煤转化技术（LCC ）该技术是一种煤炭轻度热解工艺技术。

褐煤提质加工过程主要分为三步：第一步是干燥，除掉褐煤中的平衡水分；第二步是轻度热解，除掉褐煤中的一部分挥发分，使褐煤改质成为物理化学性质相对稳定的优质固体燃料-半焦（PMC ），轻度热解过程可副产液态燃料-低温煤焦油（PCT ）；第三步是精制，对干燥热解后的固体产物进行钝化处理，降低活性。

项目工艺过程简图如下：褐煤提质加工可得到固体燃料-半焦（PMC ），半焦性质稳定，可长途运输、长期贮存，销售半径大大增加，燃烧特性大大优化，热值提高接近一倍，硫含量大大降低，是一种优质环保的固体燃料，除可作为化工厂煤气化的造气原料外，还可用于高炉喷吹、铁合金等行业用做还原剂掺合料。

我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势【摘要】本文针对我国低阶煤热解提质技术进行研究，通过对低阶煤热解技术概述、提质技术现状和未来发展趋势进行分析，揭示了该领域的技术挑战和突破方向。

现行技术在热解过程中存在着降解率低、产物质量差等问题，未来发展趋势则是推进技术创新，提高低阶煤转化率和产品质量。

面对挑战，需解决原料多样性、热解机理不清晰等问题，技术突破方向应聚焦于热解反应条件优化和催化剂研发。

该研究具有重要意义，未来可望实现低阶煤资源的高效利用和清洁转化，为我国能源结构调整和经济发展提供有力支持。

结论指出未来发展方向，展望低阶煤热解提质技术的广阔前景。

【关键词】低阶煤、热解、提质技术、研究现状、发展趋势、技术挑战、技术突破、研究意义、展望未来、结论总结1. 引言1.1 背景介绍低阶煤是我国煤炭资源中的主要组成部分，但其热值低、灰分高等特点导致其利用受到较大限制。

为了充分利用低阶煤资源，提高其经济价值，低阶煤热解提质技术应运而生。

通过热解过程，低阶煤中的有害成分可以被分解，同时可以提取出具有高附加值的产品，如焦油、气体等。

这不仅可以减少环境污染，还可以实现低阶煤资源的有效利用。

随着我国煤炭资源日益紧缺，对于低阶煤热解提质技术的研究和应用愈发重要。

目前，我国在低阶煤热解提质技术领域取得了一些进展，但与发达国家相比，仍存在一定差距。

深入研究低阶煤热解提质技术，提高其产物品质和产率，具有十分重要的现实意义和广阔的市场前景。

本文旨在对我国低阶煤热解提质技术的研究现状及未来发展趋势进行探讨，以期为相关领域的科研人员和决策者提供参考。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨我国低阶煤热解提质技术的现状以及未来的发展趋势，为我国低阶煤资源的有效利用和高效转化提供技术支撑和方法指导。

通过系统的研究和分析，能够更好地了解低阶煤热解技术在提质方面的应用现状，找出存在的问题和不足之处，并提出有效的解决方案和改进措施。

褐煤低温热解及其工艺现状分析X张玉宏,王文军(内蒙古国电能源有限公司电力工程技术研究院,内蒙古呼和浩特　010010) 摘　要:分析了褐煤低温热解的意义,解释了褐煤热解的概念,描述了褐煤低温热解产品的用途,通过国内外褐煤低温热解工艺技术的比较,说明了热解技术的内涵,探讨了目前国内褐煤低温热解技术的现状。

关键词:褐煤低温热解;热解工艺技术;半焦;煤焦油 中图分类号: 文献标识码:ATD849+.2 文章编号:1006—7981(2012)14—0044—02 我国的能源结构是贫油少气富煤,在丰富的煤炭资源储量中,褐煤占有较大的比例。

特别是在新疆和内蒙古蒙东地区褐煤储量非常丰富,更重要的是目前褐煤的利用已经成为我国能源利用的一个重要环节。

然而褐煤具有含水量大、热值低、易碎、运输难等缺点。

因此如何高效地利用褐煤已经成为一个重要的课题。

本文就褐煤利用的其中一种途径褐煤低温热解的工艺做一个介绍和分析。

1　褐煤低温热解基本理论1.1　褐煤低温热解基本概念褐煤低温热解是指褐煤在隔绝空气或惰性气氛中,在500-650℃的温度区间,持续加热升温的条件下发生的一系列化学和物理变化,在这一过程中化学键的断裂是最基本的行为,褐煤热解的产物主要是半焦、煤焦油和煤气。

褐煤热解的产物的性质分布受煤的性质、加热速率、热解温度等特定条件的影响。

1.2　褐煤热解过程当煤颗粒被加热后,最初在颗粒内部的热分解反应将产生挥发分和半焦,这称为一次热解反应。

一次挥发分中含有气体(如H 2,CO ,CO 2,H 2O ,CH 4和其他小分子碳氢化合物等)和液体产物,焦油一般被定义为常温下以液态形式存在的产物。

一般认为芳香团簇结构是焦油的主要来源,而非芳香性气体则来源于煤外围官能团和团簇之间的链接,热解产物通过扩散和对流被输送到颗粒外部。

煤颗粒释放出的由热解产生的一次挥发分在颗粒间的高温气相中发生热裂解反应称为二次热解。

在二次热解反应中,一次挥发分进一步转变成气体和固体形态的焦炭。

温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能马淞江;刘晓芳;戴谨泽;戴财胜;刘学鹏;梁丽静【摘要】为研究褐煤半焦的高效洁净利用及其燃烧性能的判别,模拟工业生产中煤炭热解外热式直立炭化炉,组装煤炭热解实验装置对内蒙褐煤进行热解.采用热重分析法对半焦/煤进行燃烧性能研究,探讨了影响褐煤热解半焦燃烧性能的主要因素,并对半焦与煤的燃烧性能进行比较.结果表明:热解条件是影响半焦燃烧性能的重要因素,随热解温度的升高和热解时间的延长,内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能变差;半焦的燃烧性能与其本身的质量参数相关,用半焦的燃料比可以准确预测半焦的燃烧性能;对比半焦与煤的燃烧性能,发现内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能"异常"好,其主要原因是内蒙褐煤半焦具有发达的孔隙结构,碳的活性高,其性质类似于木炭,有优异的燃烧性能.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2015(040)005【总页数】7页(P1153-1159)【关键词】褐煤;半焦;热解;燃烧性能【作者】马淞江;刘晓芳;戴谨泽;戴财胜;刘学鹏;梁丽静【作者单位】湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,湖南湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】TQ530马淞江,刘晓芳,戴谨泽,等.温和热解条件下内蒙褐煤热解半焦的燃烧性能[J].煤炭学报,2015,40(5):1153-1159.doi:10.13225/ ki.jccs.2014.1004Ma Songjiang,Liu Xiaofang,Dai Jinze,et bustion performance of semi-coke from Inner Mongolia lignite under mild pyrolysisconditions[J].Journal of China Coal Society,2015,40(5):1153-1159.doi:10.13225/ ki.jccs.2014.1004我国褐煤资源丰富,已探明褐煤的保有储量高达1 300亿t,约占全国煤炭总储量的13%,主要分布于内蒙古东部、黑龙江东部和云南东部[1]。

褐煤提质技术分析1、褐煤提质的必要性近年来，世界优质煤炭资源越来越少，煤炭价格大幅上涨，价格相对低廉的褐煤开发利用被重视起来。

拥有褐煤资源的国家现都积极研究褐煤作为燃料煤的使用方法和用量，其中德国、美国和俄罗斯作为储量大国，均将褐煤作为未来重要战略资源加以开发和利用。

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，已探明的褐煤保有储量达到1300亿t，占到全国煤炭总储量的13%左右，迄今对褐煤尚未进行大规模的开发和利用。

褐煤是煤化程度最低的煤种，煤化程度介于泥炭和烟煤之间，含水量高，在空气中易风化，含一定量的原生腐殖酸，碳含量低，氧含量高，氢含量变化大，挥发分一般在45％～55％。

褐煤与其他煤种相比，含氧量高、灰分及灰熔点变化较大、密度小、易自燃，煤粉容易爆炸，褐煤中较高的水分含量，增加了褐煤的运输成本，长距离运输还会带来自燃和爆炸的问题，限制了褐煤向较远地区的运输。

褐煤直接燃烧的热效率较低，且温室气体的排放量也很大，难以大规模开发利用。

此外，褐煤作为原料转化利用也受到限制，褐煤液化、干馏和气化都需要把煤中水分降至10％以下。

褐煤若不经过提质加工将难以满足多种用户的质量要求。

因此褐煤提质加工脱除褐煤中的水分，消除褐煤脱水后发生自燃、爆炸的潜在危险，从而提高褐煤品质，是扩大褐煤应用范围的关键。

褐煤脱水提质加工后，水分显著降低，发热量大幅度提高，既可防止煤炭自燃、便于运输和贮存，又有利于发电、造气、化工等使用。

2、褐煤提质的意义长距离运输高水分、低热值的褐煤在经济上是不合算的。

美国曾对褐煤脱水后减少运输量的效果做过评估，一种水分42.52%、发热量2847kcal/kg的褐煤，经2.02Mpa的蒸汽处理后，水分降至14.43%，发热量增加到4315kcal/kg，相当于提高了热值51.6%。

发电厂240万千瓦机组一年大约要用褐煤1100万吨，如果能将褐煤水分由36%降至16%左右，则一年可减少220万吨煤炭运输，节省运费6600万元。

褐煤低温热解特性研究王亚峰【摘要】研究了褐煤进行低温热解时，热解温度对热解气相产物的影响，分析了褐煤低温热解产生的低温煤焦油的基本组成。

结果表明，热解温度对煤气的组成产生一定的影响。

热解气中可燃组分H2、CH4和CO最大含量可达27．92％、31．14％和17．21％；低温煤焦油烷烃含量可达33．84％，芳烃含量达16．73％，酚类含量为11．89％。

【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2011(000)014【总页数】3页(P25-27)【关键词】褐煤;热解;低温煤焦油【作者】王亚峰【作者单位】长治职业技术学院,山西长治046011【正文语种】中文【中图分类】TQ530.20 前言我国在已探明的化石能源储量中，煤炭占94.3%，石油天然气仅占5.7%，“缺油、少气、富煤”是中国的基本国情。

因而，液体燃料短缺的大规模缓解只能通过煤直接液化和间接液化生产以汽油、柴油、航空煤油以及石脑油、烯烃等为主的煤基替代燃料实现，煤化工替代石油产品将是一项长期战略。

我国褐煤储量丰富，褐煤的资源量为3 194.38亿t，占我国煤炭资源总量的5.74%。

随着勘探开发的进展，我国褐煤的资源量、探明保有资源量不断增加，分布区域也扩大到新疆等地区。

高效洁净地利用褐煤资源显得日益重要和突出。

褐煤的主要特点是水分含量高，氧含量高，发热量低。

根据国内176个井田或勘探区统计资料，褐煤全水高20% ～60%，收到基低位发热量一般为11.71～16.73 MJ/kg。

由于高水分，高氧含量，发热量低，再加上褐煤易风化和自燃的特性，不适合远距离运输，应用受到很大限制。

褐煤热解与相关工艺优化组合成多联产，提高综合经济效益，对褐煤高效洁净利用意义重大。

1 实验部分1.1 样品及性质实验所用的内蒙某地褐煤煤质分析结果如表1所示。

表1 褐煤的煤质分析%项目 Mad Aad Vad Vdaf Cad Had Oad Nad St，ad指标 19.60 13.83 37.09 49.41 50.16 2.64 15.53 1.08 0.161.2 实验仪器实验采用高温常压固定床反应器是煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院生产的MJF-Ⅱ型反应器，反应管为耐高温合金钢(GH23)，内径140 mm，外径160 mm，高度640 mm，电炉丝为高温铁铬铝合金，最高使用温度1 400℃，控制精度±0.5℃。

我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势1. 引言1.1 研究背景我国低阶煤热解提质技术研究已经成为当前煤炭行业的热点问题之一。

低阶煤是指挥发值低于40%的煤种，在我国煤炭资源中占据相当大的比例。

由于低挥发分含量高、热值低，低阶煤的利用一直受到限制。

随着环境保护意识的增强和煤炭资源的日益紧缺，对低阶煤的高效利用成为迫切需求。

目前，我国低阶煤热解提质技术仍处于探索阶段，尚未形成成熟的产业化技术路线。

热解提质技术能够将低挥发分煤炭转化为高附加值产品，提高煤炭资源的利用率，减少环境污染排放。

深入研究低阶煤热解提质技术，探索技术创新，加速产业化进程，对于推动我国煤炭产业的转型升级和可持续发展具有重要意义。

在这一背景下，开展我国低阶煤热解提质技术研究，探索未来发展方向，具有重要的现实意义和战略意义。

1.2 研究目的研究目的是深入探讨我国低阶煤热解提质技术的现状和发展趋势，分析其在能源领域的重要性和应用前景。

通过对该技术的概述和现状分析，了解其在煤炭资源开发利用中的作用和优势，为我国能源结构调整和可持续发展提供技术支持和指导。

通过对未来发展趋势和市场前景的展望，为相关研究和产业发展提供参考和指导，推动低阶煤热解提质技术在我国的广泛应用和推广。

通过本次研究，希望能够全面了解该技术的发展现状和面临的挑战，为促进低阶煤资源的高效开发利用和推动我国能源结构转型升级做出贡献。

2. 正文2.1 低阶煤热解提质技术概述低阶煤是指固定碳含量低于65%的煤，通常在我国资源丰富，但利用率低的情况下被广泛开采。

低阶煤燃烧时产生的高硫、高灰、高水等问题使其在燃烧利用方面受到限制，同时也限制了低阶煤的市场潜力。

为了解决低阶煤的高污染、低利用率等问题，低阶煤热解提质技术应运而生。

低阶煤热解提质技术是指通过高温加热低阶煤，在无氧或低氧条件下使其发生热分解反应，通过改变其分子结构从而提高煤的品质和利用价值的一种技术手段。

该技术能有效减少煤中含硫量、挥发分含量，提高固定碳和热值，改善煤的燃烧性能和化学性质，使其更适合用于燃烧、气化或液化等高值利用途径。

半焦对生物质与低阶煤低温共热解产物的影响程晓晗;何选明;张杜;曾宪灿【摘要】为进一步改善生物质与煤低温共热解油的品质,采用自行改装设计的干馏炉,进行了对野生凤眼莲(EC)和低阶煤(LC)低温共热解添加不同质量半焦的实验研究.结果表明,当半焦添加量为30％时,热解油的产率为11.16％,比未添加半焦时11.7％的热解油产率降低了4.62％;选取添加半焦前和添加不等量的半焦作催化剂所产生的热解油进行GC-MS检测,添加30％半焦作催化剂时所得热解油中直链烷烃类含量(27.256 6％)比未添加半焦时(23.593 6％)提高了15.53％;同时,羰基类化合物和苯及其衍生物的含量明显下降,说明半焦的添加明显改善了热解油的品质,实现了一定程度的轻质化.【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2015(038)004【总页数】4页(P75-78)【关键词】生物质;低阶煤;共热解;半焦;热解油;轻质化【作者】程晓晗;何选明;张杜;曾宪灿【作者单位】武汉科技大学化学工程与技术学院,430081武汉;武汉科技大学化学与工程技术学院,煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室,430081 武汉;武汉科技大学化学工程与技术学院,430081武汉;武汉科技大学化学工程与技术学院,430081武汉【正文语种】中文【中图分类】TQ530.2;TQ523我国低阶煤资源丰富，约占总储煤量的40%[1]，但传统的利用方式造成了能源的极大浪费和严重的环境污染.近年来，生物质与低阶煤低温共热解成为研究热点[2]，低温热解所得到的热解产物热解油是一种有高附加值的化工原料.[3]而且生物质与低阶煤共热解的研究发现，共热解所得到的热解油相比于低阶煤单独热解的热解油[4]，在品质上得到了提高[4]，从而可以替代部分石油，缓解我国油气资源短缺的矛盾，同时提高低阶煤的利用效率，减少温室气体的排放，实现煤炭资源的清洁高效利用.目前针对热解油提质，在共热解的机理和温度影响等方面已有大量研究[4-5]，而循环利用热解半焦来进行热解油提质的研究却不多见.丁亮等[6]研究发现，热解半焦具有复杂的空隙结构和良好的表面特性，含有K，Ca和Na等碱/碱土金属元素；Cho et al[7]研究表明，Fe2O3对烃类的裂解有明显的促进作用.因此，本研究用热解半焦替代碱/碱土金属催化剂添加到共热解的煤样与生物质样中，可能会对共热解起到催化作用，进一步提升热解油的品质，以期实现共热解产物热解油的轻质化及其清洁高效的利用.实验原料为野生凤眼莲(EC)和陕西神木榆林长焰煤(LC)，凤眼莲使用前在40 ℃的鼓风干燥箱中烘干，粉碎，过80目标准筛.煤样的制备参照GB 474-2008.所用试剂均为分析纯，样品的元素分析和工业分析见表1.本实验所用的热解装置是自行改装设计的干馏炉，实验装置见第76页图1.由文献[8]可知，当凤眼莲的掺混比例为30%时，所得热解油产率最高，且与理论加权值之差最大.在此基础上，相同的实验条件(总量20 g，凤眼莲与低阶煤掺混比为6∶14，热解终温为510 ℃，保温时间为30 min)下制得热解半焦(BJ).本实验凤眼莲与低阶煤低温共热解基础实验的掺混比例为经正交实验确定的最优掺混比例7∶13(总重20 g)[9]，半焦的添加量分别为10%(2 g)，20%(4 g)和30%(6 g)，将混合样放入干馏炉内进行热解，升温程序为：30 min升到260 ℃，再30 min升到550 ℃，保温25 min.热解油是液体产物经脱水后所得，采用美国安捷伦公司的6890N/5970N型GC-MS联用仪测定热解油组分(配备Agilent 19091s-433 HP-5MS型毛细管柱，0.25 mm×30 m×0.25 μm).分析条件：载气He，流速为1.0 mL/min，分流比为2∶1，进样口温度为300 ℃；EI源；离子化电压为70 eV，离子源温度为230 ℃，质量扫描范围为30 aum～500 aum，进样量为0.2 μL；升温从50 ℃开始，以6 ℃/min升至90 ℃，保温1 min，再以6 ℃/min升至170 ℃，保温1 min，最后以6 ℃/min升至280 ℃，保温8 min.将共热解基础实验及半焦的添加量为10%(2 g)，20%(4 g)和30%(6 g)的实验分别编号为1#，2#，3#和4#，并在进行半焦的添加之前分别对半焦进行单独干馏做空白实验，热解气用气袋收集，液体产物用定制试管收集，固体产物倒入已知质量的称量瓶中进行称量.所得各样品的热解产物产率见图2.由图2可知，样品热解后的三相产物中，半焦产率最高，其次是煤气，再次是热解油.由1#～4#实验对比来看，半焦的添加使得热解油产率呈现下降趋势，而在2#～4#的半焦添加实验中，当添加量为30%时，热解油产率最高.对比1#和4#实验，30%半焦的加入使得半焦和煤气产率升高，热解油产率由11.7%下降到11.16%，热解油品质通过后续热解油的GC-MS检测分析.由于半焦含有丰富的碱/碱土金属，并具有复杂的孔隙结构和良好的表面特性[6]，其多孔的高含碳结构使其对气体和液体有很强的物理吸附能力，是一种碱/碱土金属化合物催化剂.在生物质与煤共热解的过程中，半焦有可能起到催化剂的作用，热解油产率虽略有降低，但其中的轻质组分有可能增加，从而提高煤基油品的品位和价值，改善热解油的品质.将脱水后的低温煤热解油进行GC-MS检测，得到热解油总离子色谱，定性采用NIST标准谱库检索主要组分并与标样对照，定量采用归一化面积法校正，从而得到各组分的相对质量分数.经数据处理，最终确定出两组热解油样的主要化学成分的质量分数(见表2).由表2可以看出，在热解油的10种主要成分中，直链烷烃、苯及其衍生物这两类化合物的含量相对较高，其中直链烷烃的相对含量在20%～30%，苯及其衍生物含量为50%～70%；而另外8种化合物含量相对较低，含量均在3%以下.由于汽油的主要成分是C4～C12的脂肪烃和环烃类，柴油的主要成分是C10～C22的链烷烃、环烷烃和芳烃，所以热解油中烷烃类的含量可以在某种程度上表明热解油轻质化的程度.对比两组热解油成分，添加30%半焦作催化剂的热解油中烷烃类含量为27.256 6%，相比未添加半焦时的23.593 6%增加了3.663%，醇类化合物的含量也由之前的0.603 4%增至5.173 6%，含量增加近9倍；而苯及其衍生物的含量由原来的69.021%降至56.844 2%.以上数据均表明，30%半焦量的添加实现了共热解产物热解油品质的提升，有益于以煤代油来缓解石油危机.萘及其衍生物、苯及其衍生物、芴及其衍生物和茚类化合物含量均变化不大，这些组分都是非常重要的有机化工原料.这些组分变化主要是因为生物质挥发分含量较高，n(H)/n(C)也比较高，挥发分裂解产生有机自由基增多，有利于自由基反应合成各类烷烃，同时生物质的热解温度比较低，半焦中含矿物质的灰成分在热解过程中起到催化作用，使得煤中断裂的小分子与生物质裂解活性分子结合，从而使一些高附加值化工产品如酚、萘和芴等得到一定富集，有利于分离及提纯，在一定程度上实现煤热解油的轻质化.图3中5#和6#分别代表煤样和凤眼莲样热解的基础实验.由图3可以看出，无论是煤样、凤眼莲样还是混合样，热解后C都倾向于残留在半焦中，但是凤眼莲样热解的C元素在产物半焦、煤气和热解油中的分配还是相对均匀的.原料中H在产物中的分配差别较大，煤样热解的H主要残留在半焦中，凤眼莲热解的H除了以H2O的形式存在外，转移到热解油中较多.由于各种样品的元素含量不同，且热解产物产率不同，导致热解产物中的元素含量与原料中元素在产物中的分配不完全一致，但由产物元素分析中可以看出，凤眼莲热解油和共热解所得热解油的n(H)/n(C)都比煤热解油的n(H)/n(C)要大.原料中O在产物中分配比较一致，基本都以H2O的形式脱除，其次残留在半焦中，而在热解油中的分配相差不大.杂元素N主要残留在半焦中，除凤眼莲，其他样品的N在热解产物煤气中转移很少.S主要迁移到煤气中，其次残留在半焦中.从元素分配来看，低温热解所得热解油是相对清洁的燃料，并且热解半焦的添加使热解油n(H)/n(C)增大，实现了热解油的轻质化，提高了热解油品质.1) 添加30%半焦作催化剂后，热解油产率略有降低，苯及其衍生物由原来的69.021 0%降至56.844 2%，降幅为17.64%，而直链烷烃类含量上升了3.663%，可见半焦的添加使得热解油组分发生一定的轻质化，这对替代石油是有利的.2) 添加30%半焦作催化剂后，苯及其衍生物，酚及其衍生物、芴及其衍生物和茚类化合物均变化不大，这些组分都是非常重要的有机化工原料.3) 共热解后热解油的n(H)/n(C)增大，N和S元素主要留在半焦和热解气中，低温热解得到的热解油是相对清洁的燃料.【相关文献】[1] 郭树才.年轻煤固体热载体低温干馏[J].煤炭转化,1998,21(3):51-54.[2] 朱孔远，谌伦建，黄光许，等.煤与生物质共热解的TGA-FTIR研究[J].煤炭转化,2010,33(3):10-16.[3] 马林转，何屏.褐煤与生物质热解实验研究[J].云南化工,2007,34(2):76-80.[4] 倪献智，丛兴顺，马小隆，等.生物质热解及生物质与褐煤共热解[J].煤炭转化,2005,28(2):39-47.[5] Nonaka M,Hirajima T.Upgrading of Low Rank Coal and Woody Biomass Mixture by Hydrothermal Treatment[J].Fuel,2011,90(8):2578-2584.[6] 丁亮，张永奇，黄戒介，等.热解压力对生物质焦结构及气化反应性能的影响[J].燃料化学学报,2014,42(11):1309-1315.[7] Cho Wan-taek,Kim Sangdo,Choi Ho-kyung,et al.Characterization of Chars Made of Solvent Extracted Coals[J].Koran Journal of Chemical Engineering,2012,29(2):190-195. [8] 何选明，王小娟，方嘉淇，等.凤眼莲与低阶煤低温共热解特性研究[J].煤炭转化,2014,37(2):10-15.[9] 何选明，王小娟，王春霞，等.基于正交实验优化凤眼莲与低阶煤共热解条件[J].煤炭转化，2015,38(1):23-26.。

煤粉热解调控及半焦富氧燃烧若干理论与试验研究在未来很长一段时间内,煤炭依然是我国最重要的能源,开展煤炭清洁高效利用技术的研究对我国能源安全与可持续发展有重要战略意义。

煤炭分级利用并耦合富氧燃烧的多联产技术是一种新型的煤炭清洁利用技术,一方面能够分级分质提取煤中高价值成分,同时又可对污染物、CO₂等排放进行综合控制。

本文按照“煤粉固定床高温热解特性→煤粉沉降炉高温热解特性→热解半焦着火特性研究→热解半焦转化过程形态及分子结构研究→热解半焦富氧燃烧及燃烧模型开发→含半焦在内的多种燃料加压富氧燃烧特性研究”的研究思路探索了煤粉热解气析出特性与组份调控方法、半焦不同转化方式下的着火、燃烧、气化特性以及相关理论与模型。

采用高压管式炉系统研究了煤粉在高温、中速加热、高压条件下的煤粉固定床热解气生成特性;热解温度升高会导致热解失重率增加,可从900^oC时的33.6%升高至1100^o C的36.6%;热解压力升高会导致热解失重率下降,在10atm内降低幅度较大,高于10atm热解失重率变化较小;热解气组份以H₂和CO为主,CH₄和CO₂次之,C₃H₈和O₂含量几乎接近于零;H₂、CO产率随热解温度升高而增大,而CO₂、CH₄、C₃H₈产率随热解温度升高而降低;热解气中各组分产率随热解压力呈先增大后减小趋势,在5atm左右达到最大值。

潞安羿神能源原料煤中低温热解半焦气化特性研究邱彦淇【摘要】原料煤热解条件对半焦气化特性影响及规律的研究是制定制取气化用半焦的热解工艺条件的基础.本文以羿神能源原料煤为研究对象,研究了原料煤在不同热解条件(热解终温、升温速度、保温时间)下半焦的产率以及热稳定性、抗碎强度等相关气化工艺指标的变化规律,研究结果表明:热解终温越低,保温时间短,半焦的产率越高;慢速升温条件下,升温速度对半焦产率影响不大;热解终温为550～600℃,保温时间为90 min,升温速度为3℃/min的热解条件下所得半焦的热稳定性最好,抗碎强度最大.【期刊名称】《煤》【年(卷),期】2018(027)012【总页数】4页(P96-99)【作者】邱彦淇【作者单位】潞安羿神能源有限责任公司,山西长治 046100【正文语种】中文【中图分类】TQ546煤焦气化是现代煤化工的基础，煤焦气化技术及气化产品的进一步合成利用，将成为今后煤化工发展的主要方向。

而半焦正是一种优质的气化原料，半焦气化与低阶原煤直接气化相比，具有产物中有效合成气产率大，气化焦油含量少，气体净化单元负担轻等优点。

中低温干馏的工艺条件(煤种、热解终温、升温速度和热解保温时间)对干馏产物的产率、组成和性质，尤其是对半焦的气化特性有着重要影响，这些影响将直接作用于半焦气化工艺的选择。

故研究中低温干馏的工艺条件对半焦气化特性的影响，在以半焦气化应用为导向，确定生产适应于不同气化炉的半焦之制焦工艺条件的过程中具有重要的现实意义。

本文研究不同热解条件(升温速率、热解终温、热解保温时间)对低阶煤中低温干馏半焦的产率以及抗碎强度、热稳定性等气化指标的影响规律，寻求适合不同气化炉的最优制焦工艺条件，以作为煤炭企业制定煤化工产业发展战略及决策的依据，为煤化工项目的设计、建设、生产管理打下坚实的基础。

1 实验研究方法1.1 半焦制备将煤试样破碎并筛分成粒度为6 mm的空气干燥煤样，各称量550 g左右，并将煤样全部转入马弗炉。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第10期·3690·化 工 进展热解气氛与温度对褐煤半焦“一步法”甲烷化活性的影响岳永强，刘永卓，常国璋，郭庆杰（青岛科技大学化工学院，清洁化工过程山东省高校重点实验室，山东 青岛 266042）摘要：为提高褐煤热解多联产技术中半焦的利用效率，本文提出将低温热解半焦用于“一步法”制甲烷技术，考察了热解条件对半焦性质和一步甲烷化活性的影响。

利用管式炉制备了不同气氛和温度的褐煤热解半焦，采用傅里叶红外光谱、X 射线衍射技术和固定床反应器，对半焦表面化学、微晶结构和甲烷化活性进行了表征。

结果表明，与N 2和H 2氛围相比，褐煤在水蒸气氛围中进行热解，半焦表面含氧官能团受到保护而含量更高，同时石墨化程度因受阻而降低，甲烷化活性更高；在水蒸气氛围中，773～873K 范围内，随着热解温度升高，褐煤裂解反应进行程度加深，半焦表面含氧官能团数量降低，石墨化程度增加，致使甲烷化活性降低。

总之，在水蒸气氛围中，773K 时热解形成了一步甲烷化反应活性最好的褐煤半焦，对于低阶褐煤热解过程与气化过程优化联产具有重要指导意义。

关键词：热解条件；褐煤半焦；甲烷化；一步法中图分类号：TQ546.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）10–3690–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2259Influence of pyrolysis atmosphere and temperature on “one step ”methanation activity of lignite semi-cokeYUE Yongqiang ，LIU Yongzhuo ，CHANG Guozhang ，GUO Qingjie（Key Laboratory of Clean Chemical Processing of Shandong Province ，School of Chemical Engineering ，QingdaoUniversity of Science and Technology ，Qingdao 266042，Shandong ，China ）Abstract ：To improve the semi-cokes utilization efficiency in multi generation technology of coal pyrolysis ，the application of low temperature pyrolysis char to methane by one step process was proposed. The influence of pyrolysis conditions on “one step ”methanation activity was investigated in this work. A series of semi-coke samples derived from pyrolysis of Erdos lignite were prepared grammed under different atmosphere and temperature using a tubular furnace. The surface chemical ，microcrystalline structure and methanation activity of these semi-cokes were investigated by means of Fourier transform infrared spectrometer （FTIR ），X-ray diffraction (XRD) and a fixed-bed reactor. The results demonstrated that the interaction of H 2O with the lignite could weaken the loss of the oxygen-containing functional groups and restrain the graphitization process of semi-cokes. Thereby ，the semi-cokes with higher content of oxygen-containing functional groups and lower graphitization degree were observed under H 2O ambiance compared with those in N 2 and H 2 atmosphere. In the range of 773K to 873K under H 2O atmosphere ，the pyrolysis reaction proceeded more deeply with increasing temperature ，which led to fewer oxygen functional groups and higher graphitization degree in the semi-cokes. As a result ，the CH 4 accumulation was reduced. The optimal pyrolysis（ZR2015BL028）项目。

低阶煤热解条件对气相产物分布和半焦结构的影响任磊; 杨凤玲; 贾阳杰; 狄子琛; 程芳琴; 孟爱国【期刊名称】《《煤炭转化》》【年(卷),期】2019(042)006【总页数】11页(P17-27)【关键词】恒温热解; 热解气; 热解温度; 程序升温; 半焦【作者】任磊; 杨凤玲; 贾阳杰; 狄子琛; 程芳琴; 孟爱国【作者单位】山西大学国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西低附加值煤基资源高值利用协同创新中心 030006 太原; 山西瑞恩泽科技有限公司 030006 太原; 山西领君重工机械设备有限公司 030060 山西晋中【正文语种】中文【中图分类】TQ530.20 引言低阶粉煤是民用散煤的主要来源。

我国的低阶煤储量丰富，约占煤炭总保有量的13%[1]，其中在内蒙古地区，低变质烟煤储量占低阶煤总储量的53%，褐煤储量占低阶煤总储量的45%，低阶煤因其品质差，利用率较低。

民用散烧占到所有煤炭利用的20%，大部分民用散烧煤种为低阶煤，燃烧1 t散烧煤所产生的污染物相当于燃烧8 t电煤所产生的污染物，对雾霾的形成有一定影响。

若对原煤进行热解处理，得到洁净的民用产品，从而减少原煤在散烧过程中排放的污染物，目前大多以粉煤为原料进行热解，但是存在热解过程中难以对焦粉和焦油进行高效分离，且对原料的要求相对较高的问题[2-5]。

因此，如何将低阶粉煤价值最大程度利用[6-8]，是目前研究的重点。

洁净型煤是主要以低硫、低灰、低挥发分、较高热值的粉煤为原料，通过在其中加入清洁添加剂，运用适当工艺方法，加工成的具有一定形状和理化性质的产品，具有清洁排放、高效燃烧、使用简洁等优点[9-11]。

低阶煤的中低温热解技术具有能耗低、水耗低和投资少及操作条件温和等优点，同时可以回收油气和清洁燃料，近年来在煤化工领域尤其受到重视，并得到快速发展[12]。

目前，国内外学者对以低挥发分碳质原料为主体原料制备型煤/焦技术进行了研究，但是低阶粉煤冷压成型-炭化直接制备洁净炭化型煤的生产工艺在国内推广度较低。

煤、缺油、少气”的能源结构下，逐步采用先进的煤化工技术取代部分传统的石油化工和天然气化工，符合煤炭资源优化利用的趋势。

热解半焦是以挥发分含量较高的低阶煤为原料采用中低温热解(500～800 ℃)，得到的除热解煤气和煤焦油外的固体产品。

按照热解温度的差别，低阶煤热解半焦可分为低温半焦(500～600 ℃)、中温半焦(700～800 ℃)。

参照煤质分析方法，对以神府煤田盛产的优质侏罗纪低阶烟煤粉煤(0～30 mm)为原料和采用回转热解提质工艺生产的低温半焦进行分析，结果见表1。

通过对回转热解提质工艺生产的低温半焦品进行全面检测与分析后得出，热解半焦可划归为低阶煤中低温干馏制得半焦类产品，不仅具有低阶煤半焦的品质、特征，同时具有无烟煤固定碳含量高、挥发分低等特点。

和低阶粉煤相比，热解半焦的挥发分约减少65%，固定碳约升高34%。

其中，挥发分含量(11.52%)远低于褐煤(>40%)，固定碳含量(82.33%)略小于无烟煤。

同时，热解提质过程中氮、硫等物质大量较少。

因此，热解半焦适宜作为燃料。

和传统焦炭相比，热解半焦的特点是挥发分含量高，孔隙率大，机械强度低，而与一氧化碳、蒸汽或氧具有更强的反应活性，因而热解半焦还可以代替焦炭，作为原料广泛应用于化工领域，如电石生产、化肥造气和冶炼等。

在生产化肥和电石等高耗的产业中，热解半焦的应用效果甚至更优。

2 低阶煤热解半焦的利用目前，半焦类产品以内热式直立炉工艺为主，原料多采用块煤(30～80 mm)，产能集中在陕西、山西、内蒙、宁夏及新疆等地。

0 引言据《BP 世界能源统计年鉴2020》数据显示，2019我国煤炭产量占全球总产量的47.3%、煤炭消费量占全球总消费量的51.7%，同比2018年分别增长了1.6%和1.4%。

《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》、《煤炭清洁高效利用行动计划(2015—2020年)》《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》等明确加强开展低阶煤分质利用研究，支持中低温热解制气、制油为主要产品路线的煤炭分质分级多联产技术稳步推进、创新发展。