多联产系统煤热解焦油析出特性及焦油深加工利用试验研究

煤部分气化技术是煤洁净煤技术的重要研究方向之一,对我国煤炭资源的高效利用有重要意义。浙江大学开发的循环流化床煤部分气化多联产技术实现了热、电、焦油和煤气的多联产,具有很广泛的应用前景。本文主要研究多联产系统中焦油析出特性和煤焦油的深加工利用。本文在1MW热电气焦油多联产试验装置上研究热解温度、煤种对焦油产率和焦油基本特性以及焦油的成分含量的影响,结果表明,煤样的挥发份含量对焦油的产率有一定的影响,挥发份越高,其焦油产率越高。温度对焦油产率的影响较大,随着温度升高,焦油产率是先升高后降低的过程。通过GC-MS分析发现,不同于萘类、菲类等芳香重质组分,苯类、酚类和直链的烷烃类更容易在低温条件下析出。在温度较低和较高时,焦油中轻质组分含量比例较大,说明温度较高时,焦油组分趋于向低沸点和高沸点两侧范围集中分布。此外,煤中的氧含量也对焦油酚类含量有明显的影响。在此基础上,论文对12MW热电气焦油多联产系统生产的焦油进行了大量试验研究。结果表明,随温度的升高,急冷塔焦油的灰分含量、碳氢比、软化点、黏度和沥青质含量增大。针对初期制得的重质焦油,本文分别采用机械脱水、过滤和添加添加剂的方式以解决焦油的高含水率、高灰分含量和高黏度所带来的应用上的制约。为了对焦油进行深加工利用,文中用常减压蒸馏仪器对焦油进行切割,并用层析、GC-MS、FT-IR等方法对焦油不同温度段的馏分进行分析,发现焦油170℃～230℃有较高的含酚率,且焦油馏分中含有一定比例的硫化物、氮化物和烯烃。文中并进一步开展了焦油馏分的碱法提酚和加氢精制研究。为了提高本工艺的环境友好性,文中最后开展含酚废水处理的相关研究。以乙酸丁酯为萃取剂,经过多级萃取,可以将废水中的挥发酚含量降到国标要求的排放标准以内。