煤热解过程焦油二次反应对半焦缩聚过程的影响OA

研究煤焦油与半焦间的缩聚机理,可为煤焦化过程的反应调控提供支持。在含有甲苯、邻甲酚、1-甲基萘和喹啉4种典型煤焦油特征组分的气氛下,对600℃(HLL600,高活性)与800℃(HLL800,低活性)制备的红柳林煤半焦进行再热解实验,结合产物分布与FTIR、XRD、HRTEM、N_(2)物理吸/脱附等表征手段,探究了焦油在半焦上的二次反应对半焦缩聚过程的影响。焦油组分加剧半焦缩聚反应,使微晶横向、纵向尺寸分别由1.68 nm和1.03 nm增加至1.71~2.16 nm和1.08~1.28 nm。HRTEM数据表明,HLL600在含有1-甲基萘和喹啉气氛下≥3×3的芳环占比分别由N_(2)气氛下的28%增长为35%和39%,高于含有甲苯(31%)与邻甲酚(29%)的气氛,且HLL600在各气氛下大尺寸芳核占比均高于HLL800。多芳环结构作为缩聚反应的生长单元,杂环可以在半焦表面发生强吸附作用,它们能够促进焦油与半焦大分子结构间的缩聚反应,形成横向尺寸较大、排列方向较为一致的芳核。单芳环结构在侧链位阻的作用下,与在半焦大分子母体边缘发生有序缩聚的概率较小,单芳环结构会在半焦孔道中缩合,形成有一定堆叠度但不会充分延展的微晶结构。半焦的活性决定了其与焦油分子通过二次反应发生缩聚的潜力,HLL600在与甲苯、邻甲酚、1‑甲基萘、喹啉的二次反应中,相较于HLL800表现出更强的反应活性,在再热解的液、固相产物分布及微观结构演变上均呈现出更为明显的变化;而HLL800在各类煤焦油模型化合物的作用下,产物分布与微观结构的变化幅度均较小。