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煤溶胀对煤油加氢共炼中煤转化率的影响及机理研究
煤溶胀对煤油加氢共炼中煤转化率的影响及机理研究
摘要：煤油加氢共炼是一种重要的煤转化技术，但煤溶胀对煤转化率的影响及其机理仍未完全了解。本文通过实验研究和分析，探讨了煤溶胀对煤油加氢共炼中煤转化率的影响，并对其机理进行了初步探讨。
1.引言
煤油加氢共炼技术是一种将煤直接转化为液体燃料的重要途径，具有资源丰富、环境友好等优势。然而，在实际应用中，煤溶胀现象对煤转化率产生了一定程度的影响。煤溶胀主要指的是在热解过程中，煤在热解温度下吸收了溶剂（如煤油）中的沥青质，导致煤粒体积增大。煤溶胀现象会影响反应器的工作效率，降低煤转化率，因此煤溶胀的机理研究对于提高煤油加氢共炼效率至关重要。
2.实验方法
本实验选择一种典型的煤样进行研究，在恒定的温度和压力条件下，采用煤油加氢共炼方法，研究煤溶胀对煤转化率的影响。通过控制煤料的投入量和反应时间，分析不同溶胀程度下的煤转化率变化情况。同时，利用扫描电子显微镜（SEM）观察煤料的微观结构变化，以进一步了解煤溶胀的机理。
3.实验结果与分析
实验结果表明，煤溶胀对煤转化率有着显著的影响。随着煤溶胀程度的增加，煤转化率逐渐降低。这是因为煤溶胀会导致煤粒体积增大，使煤料与催化剂之间的接触面积减小，反应速率降低，从而导致煤转化率的降低。此外，煤溶胀还会导致煤料内部压力增大，使煤料的结构破坏，降低其可转化性能。
通过SEM观察煤料的微观结构变化，发现煤溶胀会导致煤料表面的孔隙增多，煤料表面变得更为粗糙。这可能是因为煤料吸收了溶剂中的沥青质，使煤料表面结构发生了变化。煤料表面的孔隙增多会导致煤料与催化剂的接触面积减小，进一步降低了煤转化率。
4.机理探讨
根据实验结果和观察，我们初步探讨了煤溶胀对煤转化率的机理。煤溶胀可能是由于煤料吸收了溶剂中的沥青质，在高温下热解产生了气体，导致煤料内部压力增大，产生体积膨胀。煤料体积增大会导致煤料间的接触面积减小，降低了反应速率，使煤转化率降低。
另外，煤溶胀还可能导致煤料内部的物理结构破坏，降低煤料的可转化性能。煤料内部的物理结构破坏可能是由于煤料吸收了溶剂中的沥青质，使煤料中的结合键强度降低，导致煤料的结构松散，不利于煤转化反应进行。
5.结论
本文通过实验研究和分析，探讨了煤溶胀对煤油加氢共炼中煤转化率的影响及其机理。实验结果表明，煤溶胀会降低煤转化率，影响煤油加氢共炼的效果。煤溶胀可能是因为煤料吸收了溶剂中的沥青质，导致煤粒体积增大，破坏煤料结构，减小了煤料与催化剂的接触面积，从而降低了煤转化率。进一步的研究有助于解决煤溶胀问题，提高煤油加氢共炼的效率。
参考文献：
[1]孙泽云,吴为民.离子液体对煤油加氢裂解作用的影响[J].煤炭化学工业,2013,39(6):46-49.
[2]王根生,孙江富,杨洁,等.煤油加氢反应中添加剂对煤油转化性能的影响[J].煤炭学报,2012,37(1):96-101.
[3]纳尼卡斯,雷法敏.煤溶胀与石墨烯制备应用研究进展[J].中国矿业大学学报,2017,46(5):897-905.