【摘 要】
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我国能源以煤炭为主,低变质煤占探明储量的55%以上,胜利褐煤是其中之一。胜利褐煤“三高一低”的特点决定了它的利用方式—煤的热解。煤的热解是煤炭利用的基础,并且产生的热解产物是高附加值和环境友好的化工产品,因此选择煤的热解对胜利褐煤进行利用具有重要的意义。但是煤的热解受很对因素的影响,本文通过加入催化剂和改变气氛对胜利褐煤进行研究。本研究选用的催化剂是USY分子筛并以USY分子筛为载体用两种方法对其
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我国能源以煤炭为主,低变质煤占探明储量的55%以上,胜利褐煤是其中之一。胜利褐煤“三高一低”的特点决定了它的利用方式—煤的热解。煤的热解是煤炭利用的基础,并且产生的热解产物是高附加值和环境友好的化工产品,因此选择煤的热解对胜利褐煤进行利用具有重要的意义。但是煤的热解受很对因素的影响,本文通过加入催化剂和改变气氛对胜利褐煤进行研究。本研究选用的催化剂是USY分子筛并以USY分子筛为载体用两种方法对其改性。第一种方法是通过浸渍法将Fe、Co、Ni、Mo和W过渡金属氧化物负载在USY上来合成单金属或双金属改性的催化剂;第二种以引入不同金属钨来源为目的用固体封装法在USY的内部装入固体磷钨酸来合成HPW-USY催化剂。将合成的不同催化剂进行理化性质的表征并用于粉粒流化床上进行N2气氛和H2气氛下热解终温为600℃的催化热解实验,热解产物通过热重、GC-MS和卡尔费休测水仪分析,分析表明:（1）催化剂对热解半焦的产率几乎没有影响,改变气氛影响热解半焦的产率。同一种催化剂,H2气氛比N2气氛煤的热解半焦产率减小了3%。（2）催化剂影响热解气的产率,N2气氛或H2气氛,催化剂都使热解气的产率增大;同一种催化剂,改变气氛热解气的产率发生变化,H2气氛比N2气氛热解气的产率增加了20%～41%,其中改变气氛Ni-USY催化剂对热解气产率影响最大。同一种催化剂,改变气氛同时也影响热解气的组成含量。同一种催化剂,H2气氛相比N2气氛热解生成CO、CO2、C2～C3、CH4含量增大了,H2含量因为催化剂不同有增有减。（3）N2气氛或H2气氛,催化剂使热解焦油的产率减少。同一种催化剂,H2气氛相对N2气氛热解焦油的产率影响趋势不同。改变气氛催化剂对焦油产率的影响程度:Co-W-USY＞HPW-USY＞Ni-USY＞Mo-USY＞USY＞Fe-USY＞Fe-W-USY＞Ni-W-USY＞Co-USY＞W-USY。相比无催化剂,N2气氛下所有的催化剂使杂原子化合物、酚类化合物、含氧化合物含量减小,萘类芳烃的含量增加;H2气氛下所有催化剂使焦油中联多苯环化合物、萘类芳烃和稠环芳烃的含量增加,酚类化合物、杂原子化合物和含氧化合物的含量减少。同一种催化剂,H2气氛相比N2气氛焦油的轻质化程度提高了4.41%～13.63%,其中Fe-USY催化剂改变气氛对焦油的轻质化程度影响显著。（4）N2或是H2气氛下,不同催化剂积碳率相差不大,同一种催化剂,H2气氛比N2气氛催化剂积碳率减小。（5）N2气氛下,不同催化剂热解水的产率相差不大;H2气氛下不同催化剂热解水的产率有较大的变化。同一种催化剂,H2气氛比N2气氛热解水的产率增大了5%～26%。
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