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煤热解制备高品质焦油和热解气是煤炭高效分级利用的核心技术之一。本研究针对因热解焦油中重质组分含量高而阻碍煤热解技术工业应用的的难题,以提高煤焦油的轻质化程度为目标,研究了和丰煤在固定床反应管内的热解特性及催化热解,并在两个固定床反应管串联的反应器内考察煤热解-焦油裂解的耦合过程对焦油品质的影响。研究成果有:(1)和丰煤的热解性能。N2气氛下,热解温度由500℃升至750℃,半焦产率下降,气体产率增加,焦油产率先增加后减少,于600℃达到最大值15.0wt.%,焦油中轻质焦油分率由61.0%降低到55.7%。在600℃,研究不同气氛对煤热解的影响的过程中发现,与N2气氛相比,N2+H2和N2+CH4气氛均能提高水的产率;模拟热解气气氛(SPG)对焦油产率影响较小,其轻质焦油分率稍有提高,故轻质焦油产率增加。(2)和丰煤的催化热解性能。600℃,SPG气氛下,考察HZSM-5(38)负载Ni、Mo、Co和W对煤热解性能的影响,结果表明,与无催化剂相比,HZSM-5(38)分别负载四种单金属时,焦油产率不同程度降低,轻质焦油分率提高,其中Ni基催化剂下轻质焦油分率最高,达79.4%,但焦油产率最低,为11.0 wt.%。Mo基催化剂下的焦油产率较大,为13.8 wt.%,轻质焦油分率最低,为67.8%。HZSM-5(38)负载双金属的催化热解表明:Mo/HZSM-5负载金属Ni后,较Mo/HZSM-5(38)催化剂的酸性增强,导致轻质焦油分率增大为77.9%,焦油产率稍有下降,为13.5 wt.%,最终轻质焦油的产率达到10.3 wt.%,比无催化剂下的轻质焦油产率提高了10.8%。(3)煤热解耦合-焦油催化裂解。考察了载体对焦油催化裂解性能的影响。结果表明,USY为载体时,所得焦油中轻质焦油分率最高,为71.9%,对催化剂结构的表征发现载体的比表面积与酸性共同影响了催化剂对焦油的裂解性能。