西部地区富油煤开发利用潜力分析和技术体系构想

【目的】富油煤是集煤、油气属性为一体的宝贵煤炭资源,催化热解是实现其绿色低碳开发的重要途径。然而,高效可回收催化剂的研发仍面临着极大的挑战。【方法】以HZSM-5@SiO₂@MgFe₂O₄ (HSMF)为原料,采用水热法与碱改性制备具有多级孔结构的HZSM-5@SiO₂@MgFe₂O₄ (mHSMF),再通过沉淀法制备铈改性mHSMF (5-CeO₂/mHSMF);并利用固定床反应器考察了5-CeO₂/mHSMF对神府富油煤热解产物的调控作用及其抗积炭性能。
【结果和结论】结果表明,CeO₂改性有助于在HSMF表面形成微−介孔多级孔道结构;在5-CeO₂/mHSMF催化剂上,650 ℃、N₂气氛、反应1 h的条件下,神府富油煤焦油产率达到13.38%,是格金试验焦油产率的176%;相较于原煤热解,催化热解得到的焦油中脂肪烃类及苯类化合物含量分别增加了3.04%和3.07%,煤气中H₂和CH₄含量提高了10.49%;经CeO₂改性后,催化剂的抗积炭性能增幅达86.1%,积炭量仅为11.60 mg/g,且积炭趋于稳定的石墨化结构。5-CeO₂/mHSMF对神府富油煤催化热解产物的分布及组成具有明显调控作用,并表现出良好的抗积炭效果和磁性可回收性能。