煤温和液化与共处理研究现状

由国际能源机构(IEA)主办,每两年一次的国际煤科学会议(ICCS)于1997年9月7～12日在德国鲁尔区的中心城市埃森市举行。本次会议为第9届,由德国石油、煤科学技术协会(DGMK)承办。来自世界各地37个国家和地区的540多名代表参加了本届会议。会上发表论文559篇,其中483篇编入由DGMK编辑出版的论文集中,内容主要有:①煤的物理、化学及岩相表征,②备煤和洗选,③热解与炭化,④燃烧,⑤气化,⑥液化,⑦生物加工,⑧与环境有关的基础研究。本届会议除了往届主要集中于煤的本质、性质和特性的基础研究外,首次把生物化工技术以及与生物质和废物等有关的基础研究纳入会议议题中。此外还就"现代仪器用于煤的结构、性质和反应表征的现状与前景"以及"反应与反应器计算机模拟的经验与展望"两个议题进行研讨。

哈密煤温和液化固体产物的理化性质及热解特性

为了合理利用哈密煤温和液化固体产物(MLS),对MLS的理化性质进行了考察,并利用热重分析技术研究了MLS及其萃取组分的热解特性和各萃取组分在热解过程中的相互作用。结果表明,相比于神华煤直接液化残渣,MLS中重质油含量较高(HS,36%),沥青烯(A,13%)、前沥青烯(PA,9%)含量较低。GC-MS结果表明,HS中烷烃含量较高(41.8%)。红外结果表明,HS中含较多烷烃侧链和取代官能团,A、PA次之,而四氢呋喃不溶物(THFIS)中基本不存在,表明其芳香性较高。MLS中的矿物质主要有液化过程生成的CaCO_3、原煤中的惰性组分SiO_2、NaCl、Al_2O_3·2SiO_2·2H_2O和残留的催化剂转化产物Fe_(1-x)S。热重结果表明,MLS起始热解温度和最大失重峰温均偏低,950℃失重率较高(54%),说明其热解活性较高。MLS各萃取组分在热解过程中存在正负两种相互作用,且与MLS中HS含量有关:当HS含量较高时,HS为MLS热解过程提供小分子自由基以促进挥发分逸出;当脱除部分HS或将HS全部脱除后,MLS各萃取组分中大分子自由基之间相互结合而抑制挥发分逸出。

哈密煤温和液化固体产物热解过程中硫的变迁规律

利用固定床反应器研究了哈密煤温和液化固体产物(MLS)在热解过程中含硫气体的释放规律以及不同形态硫的变迁规律,并分析了矿物质对硫变迁规律的影响。结果表明,在实验考察的条件范围内,MLS热解过程中大部分的硫残留在半焦中,仅有不到10%的硫迁移到焦油中或转化为含硫气体逸出。热解生成的含硫气体以H 2S为主,当热解温度为400℃时H 2S的逸出速率达到最大。通过改进方法测定了MLS及其热解半焦中各种形态硫的含量,发现MLS热解过程中以硫化物硫和有机硫的分解和转化为主。随着热解温度的升高,MLS中有机硫逐渐分解并以含硫气体的形式逸出;当热解温度低于600℃时,MLS中硫化物硫逐渐转化为含硫气体、有机硫和少量的黄铁矿硫;当热解温度高于600℃时,MLS中碱性矿物质吸收气相中的H 2S转化为硫化物硫,硫化物硫缓慢增加。醋酸酸洗可以保留MLS中大部分的硫化物硫,且酸洗后MLS热解生成的H 2S逸出速率增大,峰温向低温方向移动;当热解温度高于600℃时,有机硫和硫化物硫的脱硫反应速率降低,并且MLS中的碱性矿物质与H 2S反应生成金属硫化物,导致H 2S逸出速率明显降低。

温和条件下褐煤直接液化的集成工厂及其经济效益分析

国家科技成果重点推广计划、<利用煤炭直接液化制取柴油>项目,珠海三金煤制油技术有限公司使用自有专利知识产权的<热溶催化煤制油方法>,及液化残渣气化集成,把1984年德国Cornils提出、并经我国刘振宇等在1998年分析论证其合理性的集成煤直接液化工厂概念(Integrated Coal-hydrogenation Plant),优化为现实可行的方案<珠海三金煤直接液化集成方案>(Zhuhai San-jin Integrated Coal Plant,简称SJICL).SJICL全盘考虑煤直接液化的总体经济效益、工艺简单、设备制造容易有利国产化、操作稳定、安全.煤在温和条件下液化(温度390～440℃,反应压力3.5～8 MPa,不加气体氢),液化残渣用于气化和制造氢气,提供自用燃气和煤液化产品粗油精制用氢气,不再需要液化煤以外的煤供热和制造氢气.用SJICL方法概括做出500万吨/年褐煤液化的集成工艺路线,并做出经济效益概算与投资风险分析,结果表明SJICL方案适合我国国情,在安全,稳定和环保条件下有良好的经济效益和抗风险能力.