PDF《氢气压力对煤加氢反应影响的热重 - 气相色谱实验研究》

1 中0.

1 MPa Ar 和0.

1 MPa H2 实验结果. 随着压力的提高,大分子焦 油产物的沸点升高,其析出受到抑制,同时压力提高 引起的扩散系数降低使得气相产物在炽热颗粒表面 的停留时间延长,从而增大了聚合和碳化反应的可 能性,挥发分的产率又会降低. 煤粉失重速率随氢 气压力的变化受以上几种作用的共同影响. 对于府 谷烟煤,其失重速率随氢气压力的升高而减小,如图 1(c)所示;

而对于海拉尔褐煤,氢气压力对失重速 率的影响不大,如图 1(d)所示. 这主要是因为府谷 烟煤在热解过程中发生软化并呈现一定的流动性, 从而抑制了传质过程,而提高压力会促进煤的软化

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9 摇 燃摇 料摇 化摇 学摇 学摇 报第43 卷 过程[11] ,使得传质过程对于府谷烟煤的热分解影响 较大. (3)从约

700 益至

1 000 益(约75 min),在Ar 气氛下,主要发生缩聚反应,析出 H2 、CO 等气体,失 重速率与(2)相比减小很多. 在H2 气氛下,失重速 率随着氢气压力的提高而迅速增大(0.

1 ~

3 MPa), 由于此阶段挥发分的析出较少,因此,煤样的失重主 要是由于煤粉脱挥发分后生成的半焦与氢气的气化 反应. 当氢气压力达到

5 MPa 时,对于府谷烟煤,由 于实验系统的压力波动和实验数据的浮力修正过程 带来的误差,其失重曲线和失重速率曲线存在较大 偏差;

对于海拉尔褐煤,由于其半焦中的活性位在高 压下达到饱和,因而当氢气压力达到

5 MPa 时其失 重速率不再增大. (4)从约

75 min 至实验结束,反 应温度为

1 000 益,在Ar 气氛下,失重速率和失重 量几乎为 0. 在H2 气氛下,失重速率与(3) 相比迅 速降低,最后达到比较低的失重速率,说明半焦的活 性随着反应的进行逐渐下降,此时主要发生相对惰 性的焦炭的加氢气化反应. 研究中煤加氢反应前三 个阶段的反应温度范围与文献[10] 中煤热解三个阶 段的温度范围类似,文献[10] 中以

550 益作为半焦生 成........