【摘 要】
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催化热解具有高轻质芳烃选择性,是煤制轻质芳烃的主要研究热点。本文通过在立式双层热解炉催化热解红沙泉煤样品来探索碱/碱土金属协同催化热解煤焦油生成的优化条件。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、气相色谱（GC）、气相色谱质谱联用仪（GC-MS）及快速热裂解气相色谱质谱联用仪（Py-GC/MS）等测试,分析探讨固有矿物及添加金属催化热解对煤热解特性及焦油产物分布的影响,为理解脱矿质及金属协同催化煤热
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催化热解具有高轻质芳烃选择性,是煤制轻质芳烃的主要研究热点。本文通过在立式双层热解炉催化热解红沙泉煤样品来探索碱/碱土金属协同催化热解煤焦油生成的优化条件。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、气相色谱（GC）、气相色谱质谱联用仪（GC-MS）及快速热裂解气相色谱质谱联用仪（Py-GC/MS）等测试,分析探讨固有矿物及添加金属催化热解对煤热解特性及焦油产物分布的影响,为理解脱矿质及金属协同催化煤热解的影响提供理论指导。通过研究发现,随热解终温的升高,煤热解产生的焦油产率及水产率先升高后降低,气体产率逐渐升高,而半焦产率则相反。热解终温为600℃下焦油产率最高,且最有利于重油裂解生成轻油从而提高焦油质量。固有矿物质可抑制热解气体、水分及半焦的生成,而促进焦油的生成。此外,固有矿物质可促进轻质芳烃的生成,且原煤轻质芳烃总量相比脱灰煤的提高了27.42%,尤其对甲苯（T）及二甲苯（X）生成的促进作用更为显著。添加金属Na及Ca催化煤热解水分和气体产率增高,而焦油产率降低。表明催化裂解反应增长,增加了煤与挥发物接触的机会,进而增长了挥发物裂解的时间,抑制了活性挥发物吸附在催化剂表面的活性位点上,降低焦油产率。此外,外源添加金属Na及Ca均可抑制胺类氮（胺-N）的生成。Na-Ca双金属协同催化煤慢速热解生成轻芳烃的效果远优于单金属催化,且可提高煤表面的活性位点,促进大分子碎片分解为小分子碎片及C-C键在含氧官能团中的解离,促进轻质芳烃生成。快速热解下Na-Ca双金属协同催化煤热解产生的甲苯产量最高,高达1.02μg/mg。
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