半焦催化裂解煤焦油試驗研究

劉思源，張 軍，蔡錦羽，陸柒安

(東南大學 能源與環境學院，江蘇 南京 210096)

0 引 言

通過電廠煤粉原位制備的粉狀活性焦進行煙氣脫硫是目前較新的工藝技術。煤粉熱解制備活性焦過程中產生的焦油，一方面會在熱解氣輸送管道上凝結，導致管道堵塞；另一方面，會凝結在活性焦顆粒表面，堵塞活性焦表面的孔隙，從而降低活性焦活性。因此，在該制焦工藝過程中需采取有效的焦油控制方法。控制熱解氣中焦油含量的方法很多，催化裂解技術因其條件相對溫和、焦油轉化率高而受到重視[1-2]。研究表明，與堿金屬、天然礦石催化劑、活性氧化鋁等催化劑相比，熱解過程中產生的半焦經活化后用做催化劑具有明顯的優勢：豐富的孔隙結構、表面含有金屬物質、生產成本低[3-6]。另外，在電廠煤粉原位制備粉狀活性焦過程本身即產生半焦，因此采用半焦作為催化劑來降解焦油可大幅減少運行成本。熱解產生的半焦成本低、易獲得，眾多學者對其作為催化劑催化裂解焦油進行了研究。Matsuhara等[7]在750～900 ℃以褐煤快速熱解產生的半焦重整焦油，結果發現，900 ℃時，重整非常迅速和廣泛。劉殊遠等[1]對比研究了熱態半焦和冷態半焦催化裂解煤焦油的效果，研究表明，相同條件下，熱態煤半焦比冷態煤半焦具有更高的催化裂解焦油能力。Wang等[8]發現，相對于未活化半焦，經水蒸氣活化后的半焦可促進焦油組分中多環物質的多次重整，總體焦油產率大幅降低。現有研究大多關注不同操作條件(溫度、停留時間)對熱解產物分布和焦油產率的影響[8-11]，但無法區分是由于溫度和停留時間的變化對焦油的影響，還是由于半焦催化劑的加入對焦油產生的影響。……