第43卷第5期生物質(zhì)化學(xué)工程Vol 43 No 52009年9月Biomass Chemical Engineering煤與生物質(zhì)的共熱解液化研究進(jìn)展鄭志鋒2,黃元波!,潘晶',蔣劍春2,戴偉娣2(1.西南林學(xué)院西南山地森林資源保育與利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南昆明650224;2.中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所;生物質(zhì)化學(xué)利用國家工程實(shí)驗(yàn)室;國家林業(yè)局林產(chǎn)化學(xué)工程重點(diǎn)開放性實(shí)驗(yàn)宣,江蘇南京210042)要:煤與生物質(zhì)共熱解液化將是燃料與化學(xué)品重要的轉(zhuǎn)化技術(shù)之一。本文從共熱解液化機(jī)理、共熱解液化反應(yīng)動力學(xué)、煤與生物質(zhì)的協(xié)同作用、催化劑、共熱解液化工藝、共熱解液化產(chǎn)物等方面對煤與生物質(zhì)共熱解液化研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,指出煤與生物質(zhì)的快速共熱解液化將是重要的發(fā)展方向,催化劑的應(yīng)用和液化產(chǎn)物的精制將對提升液化油的品位和降低成本,對實(shí)現(xiàn)共液化油替代現(xiàn)行石化液體油具有更重要的意義。關(guān)鍵詞:煤;生物質(zhì);共熱解液化中圖分類號:TQ351;TQ529文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673-5854(2009)05-0055-06Research Progress in Co-pyrolysis-liquefaction of Coal and BiomassZHENG Zhi-feng", HUANG Yuan-bo, PAN Jing, JIANG Jian-chun, DAI Wei-di2(1. Key Laboratory of Protection, Cultivation and Utilization of Forest Resource in Southwest CountryCooperated by Ministry of Education with Yunnan Province, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China2. Institute of Chemical Industry of Forest Products, CAF; National Engineering Laboratory for ChemicalUtilization of Biomass; Key and Open Lab. on Forest Chemical Engineering, SFA, Nanjing 210042, China)Abstract: The co-pyrolysis-liquefaction of coal and biomass is one of the new methods to convert coal and biomass to fuel andchemical materials. The mechanism of co-pyrolysis-liquefaction, reaction kinetics, the synergy of coal and biomass, catalystprocessing technics and co-pyrolysis-liquefied products during the co-liquefaction of coal and biomthis paper. The fast co-pyrolysis of coal and biomass will be an important co-processing technology in the future. Promoting thequality of co-liquefied oil and reducing production costs for the application of the catalysts during the co-liquefaction of coal andbiomass and the upgrading of co-liquefied products are pointed out. The co- liquefied oil of coal and biomass will be a substitutefor the current petrochemical oil.Key words: coal; biomass; co-Pyrolysis-liquefaction我國的能源特點(diǎn)是富煤缺油,在未來50年內(nèi)物質(zhì)資源,緩解能源緊張,保護(hù)環(huán)境。本文就國內(nèi)以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)將不會改變由于世界上外煤與生物質(zhì)共熱解液化中幾個重要問題的研究其它化石能源的日漸匱乏,煤炭在未來能源系統(tǒng)進(jìn)展作一綜述。中的地位將更為重要。同時(shí)我國每年產(chǎn)生大量的秸稈、稻殼、人畜禽的糞便以及城市垃圾等廢棄1煤與生物質(zhì)共液化的機(jī)理生物質(zhì),可加以充分利用;隨著化石燃料的日益短煤液化反應(yīng)機(jī)理可用圖1表示2,或認(rèn)為煤缺生物質(zhì)能的開發(fā)和利用已經(jīng)引起世界各國的的直接液化過程分為兩個階段:第一階段是一高度重視。發(fā)展煤與生物質(zhì)共熱解液化(簡稱個熱解過程,反應(yīng)主要生成前瀝青烯、瀝青烯,并共液化)技術(shù)符合我國能源特點(diǎn),可充分利用生伴隨有一些氣體液化油及大分子縮聚物的生成;收稿日期:200-06-08H中國煤化工CNMHG基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(308086730671649);教育部科學(xué)孜術(shù)鈉究軍點(diǎn)壩日(411);中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(20080430465);云南省社會發(fā)展科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(20070068M)作者簡介:鄭志鋒(1975-),男,福建福安人副教授博士后(在站),碩士生導(dǎo)師主要從事生物質(zhì)轉(zhuǎn)化研究工作。生物質(zhì)化學(xué)工程第43卷第二階段是在有氫供給條件下,一部分前瀝青烯、些模型具有較好的普適性。而生物質(zhì)能源開發(fā)步瀝青烯加氫生成液化油,也有部分大分子縮聚物伐的加快,生物質(zhì)液化的動力學(xué)研究也受到重再次加氫裂解生成低分子質(zhì)量的液化油。視。在此基礎(chǔ)上,隨著煤與生物質(zhì)共液化研究C1C4氣體的開展,人們也開始進(jìn)行兩者共液化動力學(xué)的研究。 Akash和 Calvani10等認(rèn)為煤與木質(zhì)素煤。熱卿前瀝青烯瀝青烯←油共液化時(shí),首先煤與木質(zhì)素單獨(dú)發(fā)生液化反應(yīng),而后木質(zhì)素液化生成的產(chǎn)物再與煤發(fā)生反應(yīng)。這一模型能夠很好地解釋煤與木質(zhì)素共液化時(shí),木質(zhì)不溶有機(jī)物素對煤液化的促進(jìn)作用,但存在不能預(yù)測液化產(chǎn)物分布的不足。炭或半焦國內(nèi)華東理工大學(xué)的徐潔等2基于煤與木圖1煤加氫液化反應(yīng)機(jī)理屑以及高分子的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的不均Fig. 1 Mechanism of coal hydrogen liquefacti勻性及煤與木屑中包含大量的順序和平行反應(yīng)的生物質(zhì)的液化是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素事實(shí),提出一個模擬煤與木屑共液化的反應(yīng)動力等被降解成低聚體,低聚體再經(jīng)脫水、脫羥基、脫學(xué)模型。該模型認(rèn)為煤與木屑共液化經(jīng)歷了以氫、脫氧和脫羧基而形成小分子化合物小分子化下過程:煤與木屑裂解生成前瀝青烯瀝青烯和合物一經(jīng)形成,就可以通過縮合、環(huán)化聚合而生小分子的氣態(tài)產(chǎn)物:前瀝青烯與瀝青烯進(jìn)一步轉(zhuǎn)成新的化合物?；捎汀７磻?yīng)的活化能分別為43.7、59.8和而煤與生物質(zhì)共液化過程其實(shí)也是共熱解過84.0kJ/mol,其中,在一定的反應(yīng)條件下煤與木程包括直接共熱解液化和溶劑共液化,其機(jī)理目屑以及前瀝青烯與瀝青烯均分為兩部分:即可反前仍只是較為籠統(tǒng)的認(rèn)識,目前一般認(rèn)為屬于自應(yīng)部分和不可反應(yīng)部分。由該模型得到的理論值由基過程,即煤、生物質(zhì)發(fā)生熱解反應(yīng),生成自由與實(shí)驗(yàn)值能夠較好地吻合,比煤單獨(dú)液化動力學(xué)基“碎片”,此自由基“碎片"不穩(wěn)定,如能與氫結(jié)模型口中前瀝青烯與瀝青烯進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為油的合就生成分子質(zhì)量比煤和生物質(zhì)低得多的初級加反應(yīng)活化能(19k/m)低35k/mol,這說明在氫產(chǎn)物從而變得穩(wěn)定,如不能與氫結(jié)合則以彼此煤與木屑共液化時(shí),由于木屑的加入能夠有效地結(jié)合的方式縮聚為高分子不溶物變得穩(wěn)定,變?yōu)榻档头磻?yīng)的活化能。焦類重質(zhì)產(chǎn)物?？捎靡韵禄瘜W(xué)反應(yīng)式表示3煤與生物質(zhì)的協(xié)同作用RCH2-CH2-R→RCH2+R′-CH2RCH2+R'CH,+2H-+RCH, +R'CH3.1生物質(zhì)對煤的脫硫、脫氮作用CH2+R’-CH2→R-CH2-CH2-R脫硫、脫氮是煤資源潔凈利用的主要方面研2RCH2→RCH2-CH2R究表明,添加生物質(zhì)并采用較高的溫度有利2RCH2→R'CH2CH2R′于煤中硫和氮的熱解脫除,隨著溫度的升高、煤粒其中,氫的供給是煤與生物質(zhì)共熱解液化油度的減小和煤變質(zhì)程度的降低,脫硫和脫氮率增轉(zhuǎn)化率的重要貢獻(xiàn)因素,生物質(zhì)本身熱解得到的大,而且對于強(qiáng)黏結(jié)性煤,生物質(zhì)的加入可阻止煤氫是重要來源之一,但數(shù)量畢竟有限。因此往往熱解過程中顆粒之間的黏結(jié)。 Cordero等研需要采取更有效的措施來供氫以提高煤與生物質(zhì)究表明當(dāng)煤與生物質(zhì)以1:2比例混合熱解時(shí),生共熱解液化轉(zhuǎn)化率,這包括:1)使用有供氫性能物質(zhì)具有明顯提高煤熱解過程中硫脫除率的作用的溶劑;2)提高系統(tǒng)氫氣壓力;3)提高催化劑活尚琳琳等采用熱重分析和色譜一質(zhì)譜偶聯(lián)性;4)加入其它供氫物質(zhì)等。技術(shù),對生物質(zhì)與煤共熱解過程中產(chǎn)生的含硫氣體進(jìn)2煤與生物質(zhì)共液化的反應(yīng)動力學(xué)熱解生物質(zhì)與煤共中國煤化工影響,生物質(zhì)的由于煤的液化受到很大重視其直接液化的加入CNMHG作用,且這種促動力學(xué)研究十分活躍6,這些動力學(xué)模型能夠預(yù)進(jìn)作用隨著生物質(zhì)比例的增加而增強(qiáng)。生物質(zhì)的測各種反應(yīng)條件發(fā)生變化時(shí)的液化結(jié)果,使得這加人,也使煤熱解析出H2S的溫度提前(在200鄭志鋒,等煤與生物質(zhì)的共熱解液化研究進(jìn)展490℃范圍內(nèi)),而煤單獨(dú)熱解時(shí)H2S在300~分的逸出和擴(kuò)散造成主要影響,生物質(zhì)的存在有480℃范圍內(nèi)析出。周仕學(xué)等的研究也認(rèn)利于向著煤熱解方向進(jìn)行隨著生物質(zhì)比例增大為生物質(zhì)的加入能促進(jìn)煤的脫硫。煤與生物質(zhì)共大量生物質(zhì)可能在煤揮發(fā)分析出之前黏附覆蓋液化時(shí),大量來自煤的氮到了液體產(chǎn)品中,而煤單在煤表面,堵塞煤毛細(xì)孔,抑止煤揮發(fā)分的逸出和獨(dú)液化得到的液體產(chǎn)品中沒有檢測到氮,且有更擴(kuò)散的作用轉(zhuǎn)為主導(dǎo)作用,不利于煤的揮發(fā)分析多的來自木質(zhì)素CA進(jìn)入到了液體產(chǎn)品中。因出。 Karaca等”3的研究表明,煤與生物質(zhì)共熱此,通過煤與生物質(zhì)的共熱解,可使得煤和生物質(zhì)解能夠提高液化產(chǎn)率和改善液體產(chǎn)品品質(zhì)。倪獻(xiàn)得以潔凈綜合利用。智等對生物質(zhì)與褐煤1:4(質(zhì)量比)混合進(jìn)行熱32煤與生物質(zhì)共熱解的協(xié)同作用解研究,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與加權(quán)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較表對于煤與生物質(zhì)共熱解的協(xié)同作用,目前存明:半焦產(chǎn)率的實(shí)驗(yàn)值大于計(jì)算值焦油產(chǎn)率的實(shí)在兩種對立的觀點(diǎn)。 Vuthaluru(2分別對煤和生驗(yàn)值小于計(jì)算值,煤氣產(chǎn)率的實(shí)驗(yàn)值小于計(jì)算值;物質(zhì)的不同質(zhì)量比的熱重分析表明,其熱重曲生物質(zhì)與褐煤共熱解所得半焦的單位吸附量有明線分為3段,前兩段為生物質(zhì)熱解,最后一段為顯的增加。這說明生物質(zhì)與褐煤的熱解中間產(chǎn)物煤熱解,同時(shí)生物質(zhì)所占原料的比例與固體焦之間存在著一定的相互作用生物質(zhì)熱分解所產(chǎn)生成線性關(guān)系,這些說明,生物質(zhì)與煤混合共熱解的焦油成分與固相物發(fā)生縮聚反應(yīng),從而一部分可不具有協(xié)同作用。同時(shí)Pan21、 Belle-Oudry')、析出物被固定于半焦中。徐潔等的研究表明Bigm2Mse× Kastan2) Moghtaderi( 28)、在煤與木屑共液化過程中木屑能夠有效地促進(jìn)煤Jones{)、 Sadhukhan等對生物質(zhì)與煤的共熱解的轉(zhuǎn)化提高油收率改善油品質(zhì)量減緩反應(yīng)條件研究也表明,二者沒有明顯的協(xié)同作用。李文的苛刻度。Wang等4的研究表明,木粉熱解形成等Ⅶ將好鋸末與煤的質(zhì)量比為1:1、2:1、3:1分別的產(chǎn)物有助于煤液化中間產(chǎn)物(前瀝青烯與瀝青混合,在終溫為650℃條件下熱解表明,鋸末的烯)的加氫反應(yīng)進(jìn)而形成液體油。UⅢa等研最大熱解峰為297℃,熱解完全時(shí)的溫度為究表明煤與輻射松木粉的熱解存在相互影響,尤400℃,而大同煤的熱解峰為470℃,兗州煤連續(xù)其是在熱解溫度400℃以上時(shí)。出現(xiàn)兩個熱解峰分別為398和470℃,煤的劇烈但Clt等4采用固定床和流化床反應(yīng)器研熱解溫度與鋸末的相差101~173℃,二者并無協(xié)兗煤和生物質(zhì)共熱解時(shí),發(fā)現(xiàn)在這兩種反應(yīng)器中焦同作用;在稻殼同煤的熱解研究中也得出相同的油和揮發(fā)分有一些差別但不足以證明它們之間有結(jié)論。馬林轉(zhuǎn)對褐煤與鋸末的質(zhì)量比為1:1、協(xié)同反應(yīng);而在用波蘭煤和森林殘余物共熱解時(shí)發(fā)2:1分別混合在終溫為400℃進(jìn)行共熱解表明現(xiàn)森林殘余物的半焦超過了煤的半焦混合物中二者沒有協(xié)同作用。尚琳琳等到的研究表明,生有30%是煤半焦是單獨(dú)煤熱解產(chǎn)生半焦的3倍,物質(zhì)與煤的熱解特性差異很大:生物質(zhì)熱解溫度認(rèn)為可能存在協(xié)同反應(yīng)推測是白樺中的礦物質(zhì)低熱解速率快,而煤相對熱解速率慢,熱解溫度(較高的鉀含量)對煤熱解產(chǎn)生了催化應(yīng)用。高;在生物質(zhì)與煤共熱解時(shí),總體熱解特性分階段值得重視的是,大量的研究表明,煤與木質(zhì)素呈現(xiàn)生物質(zhì)和煤的熱解特征,即生物質(zhì)對煤的熱的熱解均存在很好的協(xié)同作用。 Akash39解無明顯影響Lalyam01等認(rèn)為煤與木質(zhì)素共液化時(shí),首先煤但文獻(xiàn)[34-35]報(bào)道了應(yīng)用熱解-色譜分析與木質(zhì)素單獨(dú)發(fā)生液化反應(yīng),而后木質(zhì)素液化生法生物質(zhì)與煤共熱解時(shí)存在協(xié)同作用。閻維平成的產(chǎn)物再與煤發(fā)生反應(yīng)。 Larsen等認(rèn)為生等的研究表明生物質(zhì)與不同煤化程度煤共熱物質(zhì)中木質(zhì)素含有苯酚類基團(tuán),而使用含有苯酚解時(shí),煤的揮發(fā)分析出溫度與終止溫度均隨生物類基團(tuán)的溶劑進(jìn)行液化時(shí)煤的轉(zhuǎn)化率有顯著增質(zhì)摻混比例及煤種不同而與煤單獨(dú)熱解的情況明加,故可能是由于這類基團(tuán)使煤中的醚鍵斷裂,或顯不同體現(xiàn)了生物質(zhì)與煤共熱解過程中,生物質(zhì)者由中國煤化工片的溶解性摻混比例組成和特性及灰中礦物質(zhì)成分對煤熱Coug其在較低溫度解過程的促進(jìn)作用或抑制作用。當(dāng)摻混比例較小下降CNMH基進(jìn)攻煤使當(dāng)中時(shí),生物質(zhì)提前熱解,其催化、CaO和H的影響占脂肪族上的C_C鍵斷裂而且此假設(shè)也在以愈主導(dǎo)作用,生物質(zhì)的提前熱解不會對煤熱解揮發(fā)創(chuàng)木酚為溶劑可促進(jìn)煤轉(zhuǎn)化率提高至80%左右物質(zhì)化學(xué)工程第43卷的實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)。 Lalvani等研究了煤在中共催化熱解液化機(jī)理方面展開深入的研究。等壓力溫度條件下的液化,加入木質(zhì)素可以起到一個增效的作用,能夠顯著地提高液化產(chǎn)品的質(zhì)S煤與生物質(zhì)共熱解液化的工藝量和產(chǎn)率(達(dá)到33%),且木質(zhì)素提高了煤分解由于煤與生物質(zhì)劇烈熱解溫度相差100℃反應(yīng)的穩(wěn)定性來自木質(zhì)素的苯氧自由基能促進(jìn)以上協(xié)同反應(yīng)發(fā)生困難。因此,人們嘗試通過對煤的解聚。而且研究還表明,木質(zhì)素衍生液體反應(yīng)器和工藝的改進(jìn)來解決溫度差的問題。學(xué)者( lignin- derived liquids)在溫和條件下(375℃和們提出了兩步法熱解并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究(如2.17~-3.55MPa)與煤共液化,能夠提髙煤的降圖2所示),結(jié)果表明,煤與生物質(zhì)兩步法熱解,解速率并可使煤的轉(zhuǎn)化率提高30%。造紙黑液當(dāng)煤的熱解是在生物質(zhì)熱解氣氛下進(jìn)行時(shí),生物的加入,煤的轉(zhuǎn)化率提高38.6%峒。且有更多質(zhì)的熱解對煤的熱解起到了促進(jìn)作用,生物質(zhì)熱的來自木質(zhì)素C4進(jìn)入了共熱解液化液體產(chǎn)品解的氫有可能會取代昂貴的純氫。馬光路等2中21。但這些研究為了加入木質(zhì)素以提高煤的初步設(shè)想利用兩段管式爐進(jìn)行耦合的手段分步控轉(zhuǎn)化率特意將木質(zhì)素從生物質(zhì)中提取出來或?qū)氐姆椒ㄟM(jìn)行共熱解(如圖3所示),分別把煤樣門利用木質(zhì)素衍生物費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不僅不會降低液與生物質(zhì)放入上下兩個爐段中熱解,利用程序控化成本,反而增加了成本。溫,在同一時(shí)間分別達(dá)到二者熱解的最佳溫度,順煤與生物質(zhì)共液化的催化劑利實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)中的富氫向煤的轉(zhuǎn)移生物質(zhì)富氫氣煤催化劑在煤和生物質(zhì)各自熱解液化中所起的作用非常明顯,也一直是研究的重點(diǎn)。到目前為止,已有多種類型催化劑例如Na2CO3鋅-鉻-鐵氧化物、 Lewis酸、磷酸、草酸等用于生物質(zhì)原料的液化反應(yīng),用于煤液化的催化劑有鐵系催化劑錫和鋅水溶液、含碘催化劑堿金屬氫氧化物、CrMo-Ⅷ族加氫催化劑等,但在煤與生物質(zhì)生物炭生物油煤質(zhì)炭煤焦油共液化中催化劑的研究很少。 Ikenaga等對微圖2兩步法共熱解工藝流程藻生物質(zhì)和煤共液化用催化劑進(jìn)行的研究表明,ig 2 Flow chart of two-step co-pyrolysis process在液化中,FeS充足的地方液化被認(rèn)為是活躍的;轉(zhuǎn)化率和正己烷可溶物的產(chǎn)率接近于各自的單一反應(yīng)的產(chǎn)率的加和計(jì)算出的值;綠藻與Yallourn煤1:1混合反應(yīng),在400℃、S/Fe=4產(chǎn)品回收程序控溫AFe(CO)s下獲得了99.8%的轉(zhuǎn)化率和65.5%生物質(zhì)熱的乙烷可溶物。螺旋藻與微藻類似,在鐵催化劑解富氫氣下,結(jié)果相近。另一方面,伊利諾斯州6號煤與藻程序控溫」類共液化即使在S/Fe=2的條件下,共液化的油產(chǎn)率接近于Fe(CO)3作催化劑各自的反應(yīng)的加2c分合。在微藻類與煤共液化中Ru(CO)12也是有效圖3兩步法煤與生物質(zhì)熱解流程圖催化劑Fig3 Flow chart of coal and biomass two-step pyrolysis國內(nèi)白魯剛等姒研究了煤與生物質(zhì)加氡共生物質(zhì)的快速熱解制備生物油是比較成熟的液化反應(yīng)催化劑,認(rèn)為從催化效果和經(jīng)濟(jì)性方面種來看硫鐵化物是較適合的催化劑。硫鐵催化劑550r中國煤花工或溫度(400),在無氧條件可有效降低共液化反應(yīng)的苛刻度在300-400℃下高CNMH速熱解的過程,范圍內(nèi)能明顯提高轉(zhuǎn)化率和油品產(chǎn)率,油品產(chǎn)率其結(jié)果是生物質(zhì)原料分解,產(chǎn)物經(jīng)冷卻和濃縮后,最高可增加18%。但未在共催化熱解液化特性得到深棕色的生物油產(chǎn)品。因此,如果通過使煤第5期鄭志鋒,等:煤與生物質(zhì)的共熱解液化研究進(jìn)展與生物質(zhì)在極短停留時(shí)間內(nèi)同時(shí)熱解,從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本,對實(shí)現(xiàn)熱解液化油替代現(xiàn)行的液體油煤與生物質(zhì)的共熱解液化,這將更好地解決煤與品將具有更重要的意義生物質(zhì)熱解不同步的問題,同時(shí)其液體產(chǎn)物的產(chǎn)參考文獻(xiàn):率也會得到提高、品質(zhì)得到改善。本課題組目前正在嘗試?yán)每焖贌峤饧夹g(shù)實(shí)現(xiàn)煤與生物質(zhì)的共梁衛(wèi)平21世紀(jì)生物質(zhì)能研究[冂科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)熱解液化2007,17(4):167-168.[2] SoNG C S, HANAOKA K, NOMURA M Short contact-time pyro-6煤與生物質(zhì)共液化產(chǎn)物lytic liquefaction of Wandoan subbituminous coal and catalpgrading of the SCT-SRC [J]. Fuel, 1989, 68(3): 287-292對于煤與生物質(zhì)共液化產(chǎn)物的研究目前較少[3] CURTIS C W, PELLEGRINO J L Activity and selectivity of three報(bào)道,主要是由于產(chǎn)物成分復(fù)雜的緣故。 Altierimolybdenum catalysts for coal liquefaction reactions [J]. Energy等2研究了木質(zhì)素和煙煤在400℃下共液化產(chǎn)& Fuels,1989,3(2):160-168[4DEMIRBAS A Mechanisms of liquefaction and pyrolysis reactions物的特征,共液化得到的過濾物大約30%是苯of biomass [J]. Energy Conversion& Management, 2000, 41(6):可溶物,同樣質(zhì)量的煤和木質(zhì)素單獨(dú)液化得到的633-646苯可溶物大約為10%。共液化得到的產(chǎn)物苯可5 CURRAN G P, STRUCK R T, RIN E Mechanism of hydrogen溶物、更多的是戊烷可溶物的油。共液化使得大transfer process to coal and coal extract [J]. Industrial & Engi-neering Chemistry Process Design and Development, 1967, 6(2)量來自煤中的氮到了液化產(chǎn)品中,而單煤液化得166-173到的液體產(chǎn)品中沒有檢測到氮。氣體產(chǎn)品也很有[6] FERRANCE JP, HOLDER G D. Development of a general model意義,氣體主要成分中CO有50%。煤與木質(zhì)素for coal liquefaction [J]. Preprint Paperg-American Chemical共液化與在同等條件下單木質(zhì)素液化相比,有更of Fuel Chemistry, 1996, 41(3): 941-945多的來自木質(zhì)素C,進(jìn)入到液化產(chǎn)品當(dāng)中。因此,c"mm對于煤與生物質(zhì)共熱解液化產(chǎn)物的研究,往往需1992,6(2):ll3-120.要綜合考慮其固體、液體和氣體產(chǎn)物的特性,以期8】 AKASH B A, MUCHMORE C B, KOROPCHAK JA, et al. Inves獲得合理的利用。而且共液化油的精制也是非常tigations of simultaneous coal and lignin liquefaction: Kinetic重要的方面但相關(guān)研究很少studies[ J]. Energy& Fuels, 1992, 6(5): 629-634[9]AKASH B A, MUCHORE C B, LALVAM S B. Coliquefaction of7結(jié)語coal and newsprint-derived lignin[J]. Fuel Processing Techno-鑒于煤與生物質(zhì)共熱解液化表現(xiàn)出的優(yōu)勢,[ 10]LALVANI S B. MUCHMORE C B. KORO,以加強(qiáng)煤與生物質(zhì)的共熱解液化基礎(chǔ)研究也顯得更Coal liquefaction in lignin-derived liquids under low severityconditions[J].Fuel,1991,0(12):1433-1438有必要。一方面在煤中加入生物質(zhì),可充分利用[1] LALVANI S B, MUCHMORE C E, KOROCHAK J A,a生物質(zhì)中富含的氫,降低煤熱解液化的氫耗量減Lignin-augmented coal depolymerization under mild reaction緩反應(yīng)條件的苛刻度,并可使生物質(zhì)廢棄物得到onditions[ J]. Energy Fuels, 1991, 5(2): 347-352資源化再利用。這方面還有很多工作可以深入開12]徐潔李庭琛顏涌捷等煤與木屑共液化的動力學(xué)模型[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào),2001,27(4):374-378.展包括研究煤與生物質(zhì)共熱解液化中的脫硫、脫(13AY, REN Z W, LI T C. Model for predicting catalytic and氮作用及機(jī)理,共熱解工藝的改進(jìn)(包括兩步法non-catalytic liquefaction of coal [J]. Fuel Processing Techno-快速熱解等),為實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)中富裕的氫向煤轉(zhuǎn)ogy,l997,50(2):215-224.移提供可能。另一方面通過向生物質(zhì)中加入煤[14】 IBARRA JV, BONET A., MOLINER R. Release of volatile進(jìn)行共熱解液化,利用現(xiàn)有較成熟的生物質(zhì)快速sulfur compounds during low temperature pyrolysis of coal [J]Fuel,1994,73(6):933-939熱解液化工藝使生物質(zhì)與煤同步熱解,可充分利[15] GRYGLEWICZ G. Efectiveness of high temperature pyrolysis in用煤的高碳含量和高熱值,提高液體產(chǎn)物的品質(zhì)。中國煤化工ing Technology, 1996,基于以上兩方面的考慮,筆者認(rèn)為煤與生物質(zhì)快速共熱解液化將是重要發(fā)展方向。另外,進(jìn)一步CNMH(性煤與生物質(zhì)共熱解的研究[刀燃料化學(xué)學(xué)報(bào)2000,28(4):294-297加強(qiáng)煤與生物質(zhì)共熱解中催化劑應(yīng)用的研究和對(17 CORDERO T, RODRIGUEZ. MIRASOL J, PASTRANA J, et al液化產(chǎn)物的精制研究,提升液化油的品位和降低Improved solid fuels from co-pyrolysis of a high-sulphur content第43卷coal and different lignocellulosic wastes [J]. Fuel, 2004, 83(11/the co-pyrolysis of Samca coal and a model aliphatic compound12):585-1590studied by analytical pyrolysis [J]. Journal of Analytical[18】尚琳琳程世慶張海清等生物質(zhì)與煤共熱解時(shí)COS的析Applied Pyrolysis, 2002, 65(2): 197-206.出特性研究[]煤炭轉(zhuǎn)化,2007,30(2):18-21[36]維平,陳吟穎生物質(zhì)混合物與煤共熱解的協(xié)同特性[刀][19]尚琳琳程世慶張海清等生物質(zhì)與煤混合熱解時(shí)硫化氫中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)2007,27(2):80-86的析出特性[J].煤炭學(xué)報(bào),2007,32(10):1079-1083[37]KARACA F, BOLAT E Coprocessing of a Turkish lignite with a[20]周仕學(xué)郭俊利劉夕華,等.高硫強(qiáng)粘結(jié)性煤與生物質(zhì)共熱cellulosic waste material( 1). The effect of coprocessing on lique解脫硫脫氫的研究[].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版faction yields at different reaction temperatures [J]. Fuel2000,19(2):33-37Processing Technology, 2000, 64(1): 47-55[21 ALTIERI P, COUGHLIN R W. 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