煤中水与灰分对煤/重油加氢共炼反应的影响研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lixiner
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我国的低阶煤资源丰富,但低阶煤中水分和灰分含量过高,过多的水分和灰分在煤液化反应中不能充分转化,也会对环境造成污染。因此,低阶煤的脱水和脱灰处理,对高效利用煤炭资源和保护环境至关重要。本论文以5种不同水分和灰分含量的原料煤为研究对象,通过热干燥脱水法和化学脱灰法分别对原料煤进行了不同程度的脱水和脱灰处理,采用低场核磁共振、工业分析、FT-IR、XRD、SEM等多种表征手段考察了脱水和脱灰前后煤结构的变化,并考察了不同水分和灰分含量的原料煤配制的油煤浆稳定性及其进行加氢共炼反应性能的变化,初步探讨了煤中水分和灰分对煤/重油加氢共炼反应的影响。研究表明,煤中存在不冻水、吸附水、颗粒间水和自由水四种水分赋存状态,大部分的水易于脱除,小部分的不冻水和吸附水与煤的结合程度较强,不易脱除。脱水煤的有机质结构基本没有变化,但煤中孔隙比例有所增加。煤中含有CaCO3、高岭土、铁的氧化物与硫化物等无机矿物质,其中高灰煤中非催化作用的Si、Ca含量较高。经过脱灰处理后,煤中大部分的无机矿物质被脱除,同时煤中的有机碳质结构受到破坏且缩合程度有所降低,煤中孔隙比例也有所增加。由原料煤及其脱水、脱灰煤分别与重油配制成的油煤浆粘度和稳定性差异可知,在同一温度下,脱水煤与重油配制成的油煤浆粘度减小,稳定性有一定程度的降低;脱灰煤与重油配制成的油煤浆粘度增加,稳定性有一定程度的提高。在相同的反应条件下,由原料煤及其脱水、脱灰煤分别与重油进行加氢共炼的反应性能差异可知,脱水煤与重油进行加氢共炼的干基无灰煤转化率和油收率增加,表明过量的水分在液化过程中起抑制作用;经过脱灰处理后的高灰煤与重油进行加氢共炼的干基无灰煤转化率和油收率逐渐增加,表明过量的灰分在液化过程中起抑制作用;而经过脱灰处理后的低灰煤与重油进行加氢共炼的干基无灰煤转化率和油收率略有降低,表明煤中适量的矿物质对液化反应具有一定程度的催化作用。
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