煤中低温热解焦油可用于制取液体燃料或高值化学品。提高热解焦油产率和焦油品质是实现热解制油工业化的关键技术之一。作为煤热解反应体系的主要中间产物之一,半焦的改质在煤热解焦油中的作用备受研究者关注。相关研究表明,利用热解反应器中的神木烟煤进行快速热解,可以提供稳定的挥发分来源。通过调节下游移动床反应段中新生半焦的停留时间,研究人员发现,稳态条件下的半焦床层温度半焦床层高度对煤快速热解焦油的改质具有显著影响。

具体实验结果显示,与无半焦-挥发分作用相比,新生半焦显著减少了沥青质的生成,进而提高了焦油品质。当半焦床层高度为3 cm且温度低于610 ℃时,轻质焦油的产率保持不变,但其中苯酚和其他芳香类含氧化合物的含量降低,而苯和萘类芳烃化合物的含量上升。相反,当温度高于610 ℃时,气相缩聚反应增强,不利于焦油品质的提升。随着半焦床层高度的增加,虽然沥青质的产率有所降低,但轻质焦油的产率仍保持稳定。

这些研究结果表明,新生半焦的改质作用有助于在热解过程中原位减少重质焦油的生成,从而有效延缓或抑制后续处理过程中的结焦和设备堵塞。这对于中低温热解过程中的低阶煤分质清洁利用具有重要的应用价值。

进一步了解相关研究成果,可参考以下文献: