褐煤中弱鍵合結構與其熱解焦油品質之間關係的研究

《褐煤中弱鍵合結構與其熱解焦油品質之間關係的研究》是依託安徽工業大學，由雷智平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：褐煤中弱鍵合結構與其熱解焦油品質之間關係的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：雷智平
• 依託單位：安徽工業大學

項目摘要

目前煤快速熱解制油技術均面臨焦油質量很差、系統易堵塞和後續加工困難等問題。從煤中弱鍵合結構解離和焦油中自由基反應層面上認識煤熱解過程，可為這些問題的解決和熱解過程調控提供理論基礎。本項目以褐煤中弱鍵合結構與熱解焦油的品質和穩定性之間關係為研究目標，藉助離子液體對褐煤中弱鍵合結構的存在形態進行調控來製備含有不同弱鍵合結構的預處理煤（處理煤），進而重點研究原煤及這些處理煤在不同熱解條件下所得焦油的產率、組成（特別是重質產物、自由基和塵含量）變化規律及焦油中大自由基在不同條件下的反應行為；將焦油品質和焦油中大自由基反應行為與褐煤中弱鍵合結構相關聯，揭示褐煤中弱鍵合結構與熱解焦油品質和穩定性之間的關係及提高焦油品質的褐煤中弱鍵合結構和熱解條件的調控機制。本研究不僅有助於揭示褐煤中弱鍵合結構的熱解行為及其與焦油品質和穩定性之間的關係，而且可為褐煤高效熱解和熱解過程調控提供理論基礎。

結題摘要

本項目以褐煤中弱鍵合結構與熱解焦油的品質和穩定性之間關係為目標，重點研究了離子液體預處理對褐煤熱解焦油收率和組成的影響，主要取得了如下進展：（1）研究了褐煤經4種離子液體預處理後的結構變化情況與預處理後褐煤熱解焦油收率和組成之間的關係；分析研究了離子液體結構和預處理條件-褐煤的交聯結構、氫鍵種類和分布及含氧官能團-焦油收率和組成關係，發現通過選擇離子液體種類和預處理方式調控褐煤弱鍵合結構可顯著提高褐煤熱解焦油收率和品質（特別是高附加值組分含量）。（2）研究了不同類煤結構模型化合物在離子液體作用下的解離，揭示了離子液體對類煤模型化合物中橋鍵的解離規律，發現離子液體對特定的弱共價鍵具有解離作用、離子液體促進煤中弱共價鍵解離生成較多的自由基及離子液體作用下醚鍵和羰基可分別促進-CH2-和-O-的解離。（3）研究了褐煤和煙煤熱解揮發分反應溫度及停留時間對熱解焦油組成和收率的影響規律，揭示了煤種、揮發分反應條件對焦油組成的影響規律，發現反應溫度揮發分及焦油組成的影響最大，煤階次之，停留時間的影響最小；揮發分反應導致焦油中脂肪類化合物種類減少、苯類化合物含量增加、酚類化合物含量急劇減少。項目執行期間在國際能源燃料領域主流SCI刊物發表論文19篇、EI論文2篇、在國內能源主流刊物發表論文3篇、會議論文6篇，申請發明專利 10件，培養碩士生7名。