论文摘要
固体热载体快速热解技术可以在温和条件下获得油、气产品和高附加值化学品,是煤炭资源分级炼制煤基清洁能源的一个重要途径。但目前该技术存在重质焦油含量高,易导致管路堵塞和油尘分离困难,影响系统长期稳定运行,这是由于热载体对产物品质调节作用弱。本文以褐煤为原料,考察了不同热载体对热解产物分布和组成的影响,将催化与热载体结合,增强其对产物品质的调节作用,以获得尽可能高的煤炭转化率和轻质焦油收率。首先,以石英砂为热载体考察了热解条件对褐煤快速热解产物分布和组成的影响。30 min后气、液相产物收率基本稳定；热解温度对热解结果影响较大,焦油收率呈现先增后减的趋势,在550℃达到最大值；煤粒径在1.10mm以上各产物收率稳定。确定最佳热解条件为：煤粒径1.10～2.20mm、热解温度550℃、热解时间30 min。其次,在最佳操作条件下考察了不同热载体对热解产物分布和组成的影响。所选热载体对重质组分裂解作用效果呈以下规律：FCC废催化剂>赤泥>陶粒≈橄榄石>石英砂。陶粒、工业赤泥和橄榄石中的Fe、Ca等元素对重质组分有催化裂解的作用,废弃FCC催化剂起催化作用的是酸性活性中心。虽然重质组分含量降低在20%以下,但轻质焦油收率同时也减少,减少程度与作用强度相一致,其中橄榄石对轻质油收率影响较小。最后,考察改性橄榄石对热解产物的影响。橄榄石负载Co的量在5%时催化效果最佳。与橄榄石相比,Co改变煤内部挥发分氢的分布,使氢有效的保留在液体产物中,将焦油中重质组分转化为轻质焦油和热解气,550。C时负Co橄榄石使焦油收率提高了19.2%,轻质油收率达5.1%,其中轻油、酚油和萘油分别提高了19.6%、17%和15.2%,气体产物中富氢组分H2、CH4含量下降明显。