过度金属氧化物担载型分子筛催化剂上榆林煤热解特特性的研究.docx

过度金属氧化物担载型分子筛催化剂上榆林煤热解特特性的研究催化热解是煤洁净转化技术的重要方式之一, 催化剂可以提高煤解过程中的热失重 , 降低二次热解反应阶段的表观活化能, 影响热解产物中主要挥发分的组成与分布 , 实现煤炭资源的高效利用。 本文以 ZSM-22作为载体 , 引入过渡金属 Co、Mo,利用离子交换法制备CoOx/ZSM-22、MOOx/ZSM-22以及 CoOx-MoOx/ZSM-22催化剂 , 并运用 BET、XRD、TEM以及 NH3-TPD等手段对催化剂进行结构表征, 利用TG-FTIR联用技术和固定床反应器考察了催化剂、热解气氛对榆林煤( 正文简写为 YL 煤) 热解特性和气态产物分布规律的影响。(1)TG-DTG结果揭示 YL煤热解主要分为三个阶段, 第二阶段 (350-650 ) 是煤热解的主要阶段。 CoOx/ZSM-22、MoOx/ZSM-22和 Coox-MoOx/ZSM-22催化剂均能有效促进煤的热解。(2) 原位 FTIR 分析发现 YL 煤热解产物主要有 H2O、CO2、CO、CH4、轻质芳烃化合物、脂肪烃类等物质 , 整个热解阶段均有 H20和 C02存在 , 并且 C02呈双峰。CoOx/ZSM-22、MoOx/ZSM-22和 COOx-MoOx/ZSM-22催化剂均能抑制C02的产生；CoOx/ZSM-22和 MoOx/ZSM-22催化剂均能促进H20和轻质芳烃化合物的产生而CoOx-MoOx/ZSM-22催化剂对促进 CH4和脂肪烃类化合物的生成方面作用不明显。(3) 在选取的固定床热解优化条件下研究了 YL 煤热解行为。发现 YL 煤热解焦油收率最低 , 为 8.11%, 催化剂的添加均能明显提高 YL煤热解焦油收率 , 特别是YL 煤在 CoOx/ZSM-22催化剂上热解焦油产率最高为15.85%,增加了近一倍。(4) 动力学计算数据表明 , 干燥脱气阶段活化能最小 , 活泼热分解阶段活化能最大 , 并且明显高于二次脱气阶段的表观活化能, 说明活泼热分解阶段是YL 煤热解最主要的阶段 , 所需的能量较高。 H2 气氛和催化剂 , 均能有效降低热解活化能,促进 YL 煤热解峰温提前。