水煤漿熱解及煤焦結構特性分析

王旭陽，于 潔，徐林林，孫路石

(華中科技大學 煤燃燒國家重點實驗室，湖北 武漢 430074)

0 引 言

我國能源利用中，煤炭資源占據(jù)重要地位，在未來相當長的時間內，我國以煤為主的能源結構不會改變[1]。水煤漿作為一種新型清潔能源，在工業(yè)上有一定的應用[2-6]。目前對于煤熱解已研究較多[7-9]，但水煤漿熱解過程與煤熱解過程有所不同。水煤漿在熱解過程中伴隨水分蒸發(fā)，會對熱解氣的產生和煤焦結構產生影響，因此需要進一步探討水煤漿的熱解機理。Wang等[10]利用居里點裂解儀熱解水煤漿和原煤，研究發(fā)現(xiàn)水煤漿熱解速率快于煤粉，最終的揮發(fā)分產率也高于煤粉。孟德潤等[11]采用固定床反應器對水煤漿及其制漿原煤在惰性氣氛下進行熱解試驗，研究 HCN和NH3的釋放特性，結果表明，水煤漿的HCN和NH3釋放量高于原煤。Sheng等[12]通過拉曼光譜對熱處理下炭結構的演變進行表征，研究發(fā)現(xiàn)，熱處理溫度的升高導致IG/IAll升高和ID1/IG、ID3/IG降低，表明煤炭結構石墨化程度的增加。Lu 等[13]采用沉降爐對5種澳大利亞黑煤在不同溫度下制備焦炭，通過元素分析和XRD研究了炭的物理、化學結構與熱解溫度的關系，研究表明，隨著熱解溫度升高，焦炭有序結構增加。Ding等[14]研究了水分對水煤漿和不同級別煤粉熱解氣化特性的影響，發(fā)現(xiàn)在快速熱解過程中，水分有利于小分子氣體的釋放；其中H2是主要的氣態(tài)產物，其產率隨煤中水含量的增加和熱解溫度的升高而增加，水煤漿的焦炭產率也低于粉煤，同時水煤漿煤焦比煤粉焦炭具有更高的石墨化度。……