高堿低階煤熱解及熱解半焦研究進展

解 強,梁鼎成,劉金昌

(中國礦業大學(北京) 化學與環境工程學院，北京 100083)

0 引 言

高堿煤在世界各地均有分布，如美國、澳大利亞、德國等，在中國主要賦存于新疆準東。新疆準東煤田是我國最大的整裝煤田，約占全國煤炭總儲量的7%，煤中堿(土)金屬(Alkali and alkaline earth metals，AAEMs)含量高，煤種多是揮發分高的低階煙煤，是優質的動力和化工用煤[1-2]。高堿煤燃燒時引起鍋爐受熱面沾污、結渣，氣化時造成反應器結塊、腐蝕等問題，給生產運行帶來安全隱患。低階煤具有內水高、氧含量高、揮發分高、碳含量低、發熱量低以及易氧化自燃等特性，給其儲存、運輸、加工、轉化、利用帶來了極大的難題。高堿煤，尤其是高堿低階煤的安全高效潔凈轉化利用技術難題亟待解決。

熱解是實現低階煤高效潔凈利用的重要方法。以低階煤熱解為先導的煤炭分級分質梯級利用技術逐漸在我國得到不同程度、不同規模的工業應用。熱解既是一項可單獨應用的煤轉化利用技術，還是燃燒、氣化、直接液化等煤化學轉化利用過程的起始或伴隨反應。通過把熱解與燃燒、氣化等過程解耦，或將熱解與燃燒、氣化、活化等過程耦合，可以形成煤轉化利用的新工藝，以達到高效潔凈轉化利用煤炭的目的。與此同時，對熱解過程的研究，還是認識煤炭熱轉化本質與特性的重要途徑。因此，低階煤熱解成為過去幾十年間煤化學、煤化工領域研究的熱點。

目前，煤熱解研究的重點仍主要集中在如何提高熱解流體產物(焦油、煤氣)的數量及質量上，對熱解產物中占50%～70%的固態產物(熱解半焦)未予以足夠重視；……