煤热解特性研究(3)

2005年1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　煤　炭　转　化　　　　　　　　　　　　　　　　　　0

件下煤气组成的差异性.

2.2　热解温度对煤热解的影响

温度是影响煤热解特性的最重要的外在因素之一.图4和图5分别为协庄煤样N2气氛不同热解温度干馏产物产率变化曲线和干馏气组成变化曲线.从图中曲线可以看出,随热解温度升高,热解半焦产率下降,干馏气产率增加,油产率在600℃之前随温度升高而增加,在600℃达到最大值后,温度再升高,焦油产率下降.因影响水产率的决定性因素不是温度,故水产率随温度变化的规律性不强.成随温度变化也呈现出一定的规律性:升高,干馏气组成中H24量持续下降,上,类组分

.CnHm

,峰值出现在600℃

3相连的C键能较弱,约为251.2kJ

～284.7kJ molmol,对热不稳定,所以在较低温度时脂肪烃侧链的3就断裂生成CH4,随温度

继续升高,CH4产率析出量急剧减少,少量的CH4主要来自部分挥发烃类的分解和焦炭的自由加氢反应[1],同时,H2组分的大量增加也使CH4组分的相对含量有所下降.和CO2主要来自,,CO含量的微量、醌氧键等含氧杂环中一O.

对干馏气热值有重要影响的烃类组分CnHm产率随温度变化也呈现出一定的规律性.图6为协庄煤热解气烃类组分中饱和烃(未包含CH4)和非饱和烃变化趋势,图7为烃类组分不同烃类变化趋势.由图7可见,烃类组分中饱和烃含量要高于非饱和烃类,这说明饱和烃较非饱和烃要更稳定,同时两种烃类变化曲线均成“凸”字形,即600℃前随温度升高而增加,600℃后温度升高而降低.由图7还可看到,烃类组分含碳越高

,干馏气中含量越少,这与烃类的热稳定性强弱和二次热解直接相关.

图4　协庄煤干馏产物产率随温度变化曲线

Fig.4　Relationbetween

yieldsofproducts

andtemperature

图6　协庄煤干馏气饱和烃及非饱和烃随温度变化趋势

Fig.6　Effectcurveoftemperatureon

yields

ofolefinandalkane

图5　协庄干馏煤气组成随温度变化曲线

Fig.5　Relationbetweengascompositionandtemperature

一般热解过程在约450℃～550℃之间各烃类

气体的析出速率达到一峰值,550℃以后,析出的主要是H2和CO,仅伴有少量的CH4和CO2.此时H2的来源多由煤热解的一次产物受到二次热解作用和煤结构单元中芳香部分的进一步缩聚反应生成,H2在整个热解过程中是持续增加的.CH4多来源于煤大分子结构中的大量侧链、支链,而3脂肪多半在脂肪烃侧链上,由于碳氢化合物中支链与

图7　协庄煤干馏气烃类组分随温度变化趋势～C5Fig.7　EffectcurveoftemperatureonquantityofC2

　　协庄煤和大雁煤不同温度段煤气组成变化曲线

图见第11页图8和图9.由图可以明显看出,H2在整个热解过程中含量是持续增长的,CH4在500℃