一种提高煤热解焦油品质和可燃气体产率的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112760108A(43)申请公布日2021.05.07(21)申请号202011452977.9(22)申请日2020.12.11(71)申请人大连理工大学地址116023辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人靳立军鲍振兴胡浩权朱家龙(74)专利代理机构大连智高专利事务所(特殊普通合伙)21235代理人祝诗洋(51)Int.Cl.C10B53/00(2006.01)C10B57/00(2006.01)C10B53/02(2006.01)C10G1/00(2006.01)C10J3/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种提高煤热解焦油品质和可燃气体产率的方法(57)摘要本发明提供了一种提高煤热解焦油品质和可燃气体产率的方法，属于能源技术领域。该方法通过合理利用生物质半焦具有一定的催化提质活性的特点，将固定床中的煤原料与生物质半焦排布成上下两层式结构，生物质半焦在下层，煤原料在上层，于400‑1000℃在固定床上进行催化热解反应，该方法实现了煤热解挥发分和生物质半焦充分接触，促进了煤热解挥发分二次反应充分进行，达到了提高轻质焦油含量、产率和可燃气体产率的目的。该方法为提高煤热解焦油和气体品质提供了新途径。CN112760108ACN112760108A权利要求书1/1页1.一种提高煤热解焦油品质和可燃气体产率的方法，其特征在于，将煤原料和生物质半焦按照上下两层式排布方式装填在固定床上，在一定反应温度、一定升温速率下进行热解，热解过程中产生的高温挥发分经冷阱冷却后收集；所述的上下两层式排布方式采用生物质半焦在下层，煤在上层的结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤原料包含泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤中任一种或多种；生物质半焦通过农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物中任一种或多种制得。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生物质半焦和煤的进料比为0.05‑2.0。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反应温度为400‑1000℃。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的反应温度为500‑800℃。2CN112760108A说明书1/4页一种提高煤热解焦油品质和可燃气体产率的方法技术领域[0001]本发明涉及一种提高煤热解焦油品质和可燃气体产率的方法，属于能源技术领域。背景技术[0002]当今世界煤作为最主要的化石能源之一，在人类社会发展的过程中占据着重要的地位。由于大量的煤炭被直接燃烧利用造成了严重的环境污染问题，因此开展煤炭清洁高效利用势在必行。热解技术是实现煤炭清洁高效利用的重要途径之一。但是由于煤直接热解得到的焦油中重质组分含量高，导致热解过程管道堵塞、设备腐蚀以及油尘分离困难等，而轻质组分含量(沸点小于360℃)相对较少，尤其是富含高附加值精细化学品的产率较低，同时，热解气体中可燃气体(如氢气、甲烷、乙烷乙烯等)含量和产率较低，不利于热解气体的有效利用。因此提高煤焦油的轻质焦油含量和热解气体中可燃气体的收率、降低煤焦油中重质组分含量是煤炭热解过程中需要解决的重要问题。生物质作为一种可再生的、来源途径广的能源，其热解后产生的炭材料与传统的煤基炭材料相比，在降低碳排放和实现资源循环利用方面具有重要的意义。因此，利用生物质热解半焦对热解过程中的产物调控，尤其是在提升热解焦油品质和提高热解气体中可燃气体产率等方面具有非常重要的实际应用价值。发明内容[0003]针对目前存在的问题，本发明以不同热解温度下的生物质半焦为催化剂，利用生物质半焦中的活性位点来促进煤热解过程中的重质焦油发生二次裂解等反应，同时借助生物质半焦的多孔结构延长气相产物在生物质半焦表面的停留时间，进一步促进大分子自由基的分解。煤热解产生的焦油通过生物质半焦的催化作用后，降低了焦油中的重质组分含量，产生更多的轻质焦油和高热值的气体。本发明在固定床装置中，将煤粉与生物质半焦采用上下两层的紧密排布方式，达到了提高煤热解焦油品质和可燃气体产率的目的。[0004]本发明采用的技术方案为：在一定的温度下制备生物质半焦，将用于进行反应的生物质半焦和煤原料干燥后研磨筛分至相同目数，将煤与生物质半焦采取上下两层排布的方式，在固定床装置中进行热解反应，反应温度为400‑1000℃。热解后的半焦、焦油、水及气体产物分离后称重再分别收集。[0005]进一步的，煤原料包含泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤中任一种或多种。生物质半焦通过农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物中任一种或多种制得。更优选的，花生壳热解半焦碳含量高，对煤热解具有较好的催化提质效果。白音华煤作为一种煤阶处于中间的煤种，适合用于本发明的实施。[0006]进一步的，本发明所述的上下