折流内构件移动床中煤在不同停留时间下的热解行为特性

针对常规移动床煤热解工艺所面临的无法处理粉煤,轻质焦油产率低、焦油品质差等问题,开发了折流内构件移动床热解工艺来调控气固两相的热质传递和热解反应过程。利用多段集气系统可及时地收集煤在不同热解阶段释放出的油气产物,研究了淖毛湖煤在不同温度和停留时间下的热解行为特性和产物品质。结果表明,折流内构件强化了颗粒间的热量和挥发分物质的传递,使其可处理0.4−6.0 mm的粉煤;在热解温度550℃,停留时间为3.0 h时,热解焦油产率达到最高为11.38%(占格金焦油产率的86.87%,质量分数),焦油馏分中低于360℃的轻质组分质量分数为85.0%;随着停留时间的延长,热解气中的H2体积分数从22.1%增加到了35.1%,CO体积分数从8.0%增加到了9.5%;在第一和第二层反应器中的焦油产率随停留时间的延长而增加,在第三和第四层反应器内当停留时间为2.0 h时焦油产率最大;随着床层数的增加,焦油模拟蒸馏馏分中的轻质组分含量增加,焦油脂肪烃化合物含量减小,而单环芳烃和二环芳烃的含量逐渐增加。

折流内构件移动床新疆淖毛湖煤热解试验研究

为了提取低阶煤中天然赋存的油气资源以获得高品质的焦油和煤气产品,并解决现有热解技术无法处理小粒径煤、焦油产率低、焦油品质差等技术瓶颈,提出了一种新型外热式折流内构件移动床热解工艺。以新疆淖毛湖煤为研究对象,考察了热解温度、分段控温、多段集气等因素对热解产物分布和品质的影响,验证了新型反应器(折流内构件和多段集气系统)强化小粒径低阶煤热解反应的可行性和先进性。结果表明:折流内构件移动床热解工艺可以处理小粒径低阶煤;折流内构件可强化颗粒的运动,可显著提高颗粒的传热速率,当颗粒进入第2床层时(大约需要40 min)可达到目标温度,且整个试验过程的温度分布较稳定;淖毛湖煤在低温下热解所得焦油品质较差,焦油中的脂肪烃含量较高,适当提高温度会促进焦油的二次反应并有助于提高焦油的品质;通过建立逐渐升温的温度梯度可以提高焦油品质;多段集气系统确保了挥发分物质及时排出,并抑制了挥发分物质在高温下的二次裂解反应;对于粒径为0.4~6.0 mm的新疆淖毛湖煤,当进煤量为5.0 kg/h、停留时间为2.0 h、热解温度为550℃时,焦油产率最高为10.81%,占格金焦油产率的82.5%,焦油中沸点大于360℃的重质组分含量为15.0%,该条件下的焦油的产率及品质均较高;在折流内构件强化热解反应的同时,通过协同调控反应器温度和分段集气可有效提高焦油的产率和品质。