第43卷第11期廣州化工Vol.43 No. 112015年6月Guangzhou Chemical IndustryJun.2015非等溫氣化實(shí)驗(yàn)條件下溫度對煤氣化的影響戴永燕(鞍山鋼鐵集團(tuán)公司教育培訓(xùn)中心，遼寧鞍山114032)摘要:目前煤炭氣化技術(shù)作為清潔、高效利用煤炭的先進(jìn)技術(shù)之一是我國能源領(lǐng)域的重要發(fā)展對象，煤的氣化是利用氣化劑將煤及其干餾產(chǎn)物最大限度的轉(zhuǎn)變?yōu)槊簹獾倪^程。本文是利用熱重分析法對褐煤進(jìn)行非等溫氣化，研究褐煤在CO2氣氛下的氣化特性，并且進(jìn)行了相應(yīng)的分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在非等溫條件下，通過FT-IR的分析得到不同熱解溫度的半焦物理化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:褐煤;煤氣化;非等溫?zé)嶂丶夹g(shù);熱重分析中圖分類號: TQ53文獻(xiàn)標(biāo)志碼: B文章編號: 1001 -9677(2015)011-0103-03Analysis of the Temperature Influence on Coal Gasificationin Non- isothermal Gasification ExperimentDAI Yong-yan( Education and Training Center, Anshan lron and Steel Group Corporation, Liaoning Anshan 114032, China)Abstract: At present， the coal gasification technology， as a clean and efficient use of coal， is an importantdevelopment object in the energy field in china, the coal gasification is a process that change the coal and its pyrolysisproducts to gas by using the gasifying agent. Lignite was selected as the research object, through the coal into particles ,and the non - isothermal methods use in the lignite, the gasification characteristics in CO2 atmosphere were studied,respectively. Under non - isothermal conditions, through FT- IR analysis， the physical and chemical characteristic ofdiferent pyrolysis temperatures was studied.Key words: brown coal; coal gasification ; non - isothermal thermogravimetrie technique ; thermogravimetric analysis .煤炭在我國能源生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)中- -直占主導(dǎo)地位甲，煤(2)把粉碎后的樣品用自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)振篩機(jī)取粒徑為100~200目。炭的開發(fā)和加工利用已經(jīng)成為我國環(huán)境污染物排放的主要來(3)將篩好的樣品裝袋，密封備用。源。因此，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)、提高煤炭利用率是我國能源發(fā)展1.2 樣品的工業(yè)分析戰(zhàn)略的必然選擇。作為潔凈、高效利用煤炭的先進(jìn)技術(shù)之一的M,=10.9%，M.=3. 64%煤炭氣化技術(shù)是我國能源領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展對象2]。A. =63.21%，Au=68. 38%, A。=70. 97%煤的氣化是利用氣化劑將煤及其干餾產(chǎn)物如半焦、碎焦、V。=13.62%，Vu=14. 73%，V=15. 29%，Vur=52. 66%焦炭的有機(jī)物最大限度的轉(zhuǎn)變?yōu)槊簹獾倪^程。所用的氣化劑為水蒸氣、空氣(或氧)、氫氣及其他物質(zhì)的結(jié)合氟將煤中的碳轉(zhuǎn)2實(shí)驗(yàn)設(shè) 備與實(shí)驗(yàn)方法化為可燃性氣體，它是一一個(gè)熱化學(xué)的過程，這一一 過程稱之為煤的氣化。煤炭氣化時(shí)，必須具備三個(gè)條件，即氣化爐、氣化2. 1實(shí)驗(yàn)設(shè) 備劑、供給熱量，三者缺-不可可。BGZ- 140電熱鼓風(fēng)干燥箱，常州諾基儀器有限公司; PCI常用的煤氣化工藝- -般分為3種類型:移動(dòng)床( 有時(shí)也被180150密封錘式破碎機(jī)，鎮(zhèn)江市科瑞制樣設(shè)備有限公司; SCH-4稱為同定床)流化床和氣流床:相比而言，氣流床氣化爐是最自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)震篩機(jī)，上海寶藍(lán)有限公司; Nicolet is5傅立葉變換清潔，也是最高效的煤氣化類型41。紅外光譜儀，賽默飛世爾科技有限公司; Diamond TC/DTA6300熱重分析儀，美國PE公司。1實(shí)驗(yàn)樣品2.2實(shí)驗(yàn)方 法和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.1樣品的制備本實(shí)驗(yàn)采用非等溫?zé)嶂胤治?本實(shí)驗(yàn)所采用的樣品為神華低階煤，實(shí)驗(yàn)過程中所需要樣(1)首先通入N2升溫速度為100 C/min分別升溫至300 C,品的制備過程如下:400C，500C, 600 C。(2)對不同熱解溫度得到的半焦通人co,進(jìn)行氣化、升溫，104廣州化工2015年6月速率為10C/min至1000C。00).63非等溫氣化TGA實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析0.5g3.1 半焦氣化TG, DTG曲線分析0t對于200~600C的半焦氣化曲線因?yàn)樽鲆粋€(gè)圖的趨勢相似不好對比，所以做兩個(gè)圖來對比。40.0100J 0.T/C80圖4非等溫氣化 300 C半焦的TG，DTG 曲線goof . 下co.40.630f20.4號60400 600 800 :一 1000+0.2圖1200-400C半焦氣化曲線0.1.000-T/T圖5非等溫氣化400 C半焦的TG，DTG曲線下00.64o4三0.30δ204000 Td02蓋20-圖2 400~600 C半焦氣化曲線0.00200 400 600 800 000圖1和圖2是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用origin軟件做出的5]，分別代表200~400C半焦氣化曲線和400~600C半焦氣化曲線。圖6非等溫氣化500C半焦的TC，DTG曲線從圖1和圖2可以看出兩個(gè)圖像的趨勢-一樣，隨著溫度的增加，失重在減少。).s3.2 200 ~600 °C半焦TG/DTG曲線0.4_+0.5。0.220F4010000圖7非等溫氣化 600 C半焦的TG，DTG 曲線1 0.1δ 200 400 600 800 1000根據(jù)圖3~圖7是非等溫氣化200~600 C下半焦的TG,T/9DTG曲線，每個(gè)圖都有三個(gè)峰值，第一個(gè)峰值是脫水，第二個(gè)圖3非等溫氣化200C半焦的TG，DTG曲線峰值是脫氣，第三個(gè)峰值是氣化。第43卷第11期戴永燕:非等溫氣化實(shí)驗(yàn)條件下溫度對煤氣化的影響1053.3非等溫氣化原煤、300C、500C半焦TG/DTG焦炭在此處峰值卻減弱了說明這種官能團(tuán)已經(jīng)隨氣體釋放了。曲線在原煤，氣化震動(dòng)伸縮峰值為1384. 64 cm '時(shí)，原煤中有CH,對稱彎曲振動(dòng)，而500C半焦和1000C焦炭伸縮峰值為788.74cm-'時(shí)，原煤中有3個(gè)相鄰H原子被取代的苯環(huán)中CH100的面外變形振動(dòng)，而500C半焦和1000C焦炭在此處峰值卻消r 5000失了說明這種官能團(tuán)已經(jīng)隨氣體釋放沒有了。原碟3001從總體看出氣化過程中所有的環(huán)烷，脂肪族，亞甲基CH，芳香C=C,苯環(huán)類化合物基本會在CO2氣氛下1000 C40后隨揮分析出。表現(xiàn)為所屬波段的吸收峰的強(qiáng)度均不同程度有所減弱。0 200 400 6000800個(gè) 1000 ? 1200T/U圖8 非等溫氣化-原煤，300 C, 500 C半焦的TG曲線根據(jù)圖8中所顯示的可知原煤的失重效果比較好。包10500.6-S 1000300 C.5-S004000 350003002500 200015000050波數(shù)/em"0.4煤圖10紅外譜圖還0.34結(jié)論0.10.0(1)在非等溫氣化實(shí)驗(yàn)中得出200 ~600 C半焦的氣化曲0.1L020040060080010001200線趨勢是相同的，都是隨著溫度的升高失重在增大,從DTG曲線上可以看出熱解分為三個(gè)階段分別是200 C前脫氣，300 ~T/C600 C進(jìn)行活潑熱分解，700 ~ 1000 C煤樣中的炭被CO2氣化。圖9原煤、300 C、500 C半焦DTG2)根據(jù)紅外譜圖可看出，在N2氣氛下熱解后得到的半從圖9可以看出，從第三個(gè)峰值的大小來看氣化速率最大焦中以及 CO2氣化產(chǎn)物中，OH物質(zhì)，酚，醇，羧酸過氧化物，的是300 C半焦。環(huán)烷，脂肪族，亞甲基CH2,芳香C=C，苯環(huán)類化合物基本消B. 4 FT-IR分析如圖10所示，在原煤氣化震動(dòng)伸縮峰值為3694.94cm-'參考文獻(xiàn)時(shí)，原煤中有游離的OH,醇類、酚類和有機(jī)酸類，而500 C[1]孫風(fēng)偉. 煤氣化技術(shù)研究與發(fā)展[J].遼寧化工,2010 35(5):526-半焦和1000C焦炭在此處峰值卻消失了說明這種官能團(tuán)已經(jīng)隨氣體釋放沒有了。在原煤，氣化震動(dòng)伸縮峰值為3409. 53 cm-'2] 徐振剛.美國潔凈煤技術(shù)項(xiàng)目中的ICCC[J].潔凈煤技術(shù)，1995時(shí)，原煤中有酚、醇、羧酸、過氧化物、水中的OH伸縮振動(dòng)，(2): 52-56.而500C半焦和1000C焦炭在此處峰值卻減弱了，說明這種官3]向英溫,楊先林煤的綜合利用基本知識問答[M].北京:冶金工業(yè)能團(tuán)已經(jīng)隨氣體釋放了，在原煤氣化震動(dòng)伸縮峰值為2922. 59 em-'出版社,2002.時(shí)，原煤中有環(huán)烷或脂肪族中的CH,反對稱伸縮振動(dòng),而500 C4] 沙興中, 楊南星.煤的氣化與應(yīng)用[M].. 上海:華東理工大出版,半焦和1000C半焦在此處峰值卻消失了說明這種官能團(tuán)已經(jīng)1995 :237-378.隨氣體釋放沒有了。在原煤，氣化震動(dòng)伸縮峰值為1602. 56 em-'5]徐 秀軍.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全思考[J]今日科苑,2009(24):114-118.時(shí)，原煤中有醌中C=0的伸縮振動(dòng)，而500 C半焦和1000 C