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煤高温热解过程中氯的释放特性研究OA

Characteristics of Chlorine Release from Coal Pyrolysis at High-Temperatures

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[目的]我国焦化企业副产品粗苯普遍存在氯含量波动及超标现象,而入炉煤特性对氯迁移转化行为具有重要影响.[方法]基于煤结构特性与氯形态分布特征,解析5种炼焦煤在热解过程中氯的释放行为,研究挥发分二次反应温度与停留时间对氯释放过程的影响.[结果]结果表明,煤中以有机形式存在的氯更容易释放,有机氯含量较高的煤样在相同热解条件下氯释放更为充分,柳林煤热解煤气和焦油中氯占比 44.20%和 53.67%(氯的释放率高达97.87%),这是因为煤中有机氯主要通过共价键或碱性、含氧等基团配位与煤有机含碳结构结合,易分解转化形成 HCl或有机氯化物.然而,内蒙古煤中氯的释放率为85.01%,这是因为煤中钙、镁等金属组分可与 HCl等反应生成相对稳定的无机氯化物.与停留时间相比,挥发分的二次反应温度对氯释放的影响更为显著,高温下大分子物质(如 C13H19Cl和 C20H12Cl2)裂解形成了含氯自由基,与富氢自由基结合后转化为 HCl和碳原子数较低的含氯物质(如 C2H2Cl2O,C2H2Cl4),有机氯化物和 HCl两种形态间存在交互迁移行为.

[Purposes]As a by-product of coking enterprises in China,crude benzene commonly exhibits fluctuations and exceedances in chlorine content.The characteristics of coal significantly im-pact the migration and transformation behavior of chlorine.[Methods]On the basis of the structural characteristics of coal and the distributions of chlorine forms,release behavior of chlorine during cok-ing coal pyrolysis was analyzed.The effects of secondary reaction temperature and residence time of volatile on the chlorine release process were also investigated.[Results]The results indicate that chlo-rine in organic forms in coal is released more readily.Coal samples with higher organic chlorine con-tent have more complete chlorine release under the same pyrolysis conditions.The chlorine content of pyrolysis gas and tar from Liulin coal is 44.20%and 53.67%,respectively(with a chlorine release rate of 97.87%).This is because the organic chlorine in coal is primarily bound to the coal structure via co-valent bonds and/or coordinations with alkaline and oxygen-containing functional groups.It is there-fore easily decomposed and converted into HCl or organic chlorides.However,the chlorine release rate for Inner Mongolian coal is only 85.01%,which is due to the presence of metallic components,such as calcium and magnesium.These metallic components can react with HCl to form relatively sta-ble inorganic chlorides.Compared with residence time,the secondary reaction temperature of volatiles has a more significant impact on chlorine release.Macromolecular compounds(e.g.,C13H19Cl,C20H12Cl2)undergo cleavage to form chlorine-containing free radicals.Then,they are converted into HCl and lower-carbon-number chlorinated substances(e.g.,C2H2Cl2O,C2H2Cl4)after combining with hydrogen-rich free radicals.There is interactive migration behaviour between these two forms of organic chloride and HCl.

薛丹;张艳强;闫伦靖;范润汉;白天育;鲍卫仁;王美君;廖俊杰;常丽萍

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化学化工

煤热解氯形态释放特性二次反应热解温度

coal pyrolysischlorine formrelease characteristicssecondary reactionpyrolysis temperature

《太原理工大学学报》 2026 (3)

500-509,10

国家自然科学基金(22578307)山西省科技成果转化引导专项(202304021301042)山西省省筹资金资助回国留学人员科研项目(2024-039)山西梗阳新能源有限公司技术开发项目(GYXNY[2024]135)

10.16355/j.tyut.1007-9432.20250633

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