《溫和條件下的低階煤多級分離提質及其動力學研究》是依託華中科技大學，由李顯擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：溫和條件下的低階煤多級分離提質及其動力學研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李顯
- 依託單位：華中科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
低階煤的脫水提質及多聯產是我國煤炭加工轉化的重點任務之一。目前低階煤的脫水提質方法普遍耗能較高，分級轉化多聯產也主要以傳統的高階煤轉化技術為基礎，如熱解和氣化等，缺少有針對性的低階煤分級轉化方法。本項目在京都大學Miura教授提出的煤熱溶劑萃取法的基礎上，提出一種以低階煤萃取物為萃取溶劑、萃取和提質分段進行的低階煤多級分離提質方法。此方法無需添加溶劑、催化劑及氫氣且條件溫和（＜350℃、＜4Mpa），總轉化率預計在70%以上。主要產物不僅無水無灰、低氧低硫、發熱量高，而且被分成性質不同的若干組分，為實現低階煤的多聯產提供基礎。本研究從設計一種針對低階煤多級分離提質的兩段式固定床反應裝置開始，循環利用萃取物為溶劑把低階煤分成若干組分並同時對其脫氧提質，考察此過程中各操作參數對產物收率及性質的影響規律，建立動力學模型，並對其做較深入的機理研究。我們的前期工作已經表明此方法可行性很高。
結題摘要
低階煤的脫水提質及多聯產是我國煤炭加工轉化的重點任務之一，也是十三五的重要發展方向。目前低階煤的脫水提質方法普遍存在耗能較高的問題，分級轉化多聯產也主要以傳統的高階煤轉化技術為基礎，如熱解和氣化等，缺少有針對性的低階煤分級轉化方法。本項目在京都大學 Miura 教授提出的煤熱溶劑萃取法的基礎上，提出一種以低階煤萃取物為萃取溶劑、實現低階煤的提質-多級分離的方法。此方法無需添加溶劑、催化劑及氫氣且條件溫和（ ＜350℃、 ＜4Mpa）。本項目主要從四個方面對本方法進行了較深入研究：（1）低階煤和生物質的熱溶處理基本條件考察；（2）熱溶處理機理及動力學研究；（3）溶劑循環的可行性及對產物性質的影響規律研究；（4）熱溶處理產物的利用，及煤的水熱提質研究。研究發現，溫度對低階煤和生物質熱溶提質效果影響較大，壓力影響較小，水分對其產物收率有促進作用，發現熱溶處理過程中煤或生物質發生了明顯的脫氧反應，主要脫氧產物為CO2和水，萃取物氧含量低至8%左右，碳含量高達85%。通過前期研究，建立了煤或生物質熱溶提質反應機理及動力學模型，計算發現不同處理溫度下其主要轉化途徑不同。通過溶劑循環實驗發現，低分子量萃取物可以作為溶劑循環使用，並且能促進其高分子量萃取物的收率及脫氧效果。另外，發現提質煤的燃燒特性優於原煤，其也可以作為更好的活性炭製備原料使用。本項目的研究不僅推動了低階煤熱溶萃取技術的實際套用進程，也為低階煤的分質分級轉化利用提供了一個新思路。
