
【化】 coal hydrogenation
coal
【化】 coal
【医】 anthraco-
add; append; increase; plus; tot; tote
【医】 add; adde; addition; admov.
hydrogen
【医】 H; hydr-; hydro-; hydrogen; light hydrogen
煤加氢(Coal Hydrogenation)是指通过催化加氢反应将煤炭转化为液态或气态烃类燃料的工业技术过程。该技术主要包含两种形式:直接液化(DCL)和间接液化(ICL)。在高温(400-450°C)、高压(10-20 MPa)条件下,氢气与煤中的大分子碳结构发生断键重组,生成轻质油、柴油等产物。这一过程需依赖铁系或镍钼系催化剂,可有效降低反应活化能。
从能源转化效率分析,煤直接液化的碳转化率可达60%-70%,优于传统煤气化技术。美国能源部《清洁煤技术路线图》指出,该技术能使低阶煤的热值利用率提升25%以上。中国科学院山西煤化所的研究表明,通过优化反应器设计,产物中高附加值芳烃的占比可提升至40%。
环保效益方面,煤加氢技术较传统燃煤发电减少30%二氧化碳排放,同时有效固定煤中的硫、氮元素。德国IGOR工艺的工业化案例证明,该技术可将硫化物排放控制在50mg/Nm³以下。当前技术瓶颈在于催化剂寿命(通常不足2000小时)和装置投资成本较高,中国神华集团百万吨级示范项目数据显示,单位产能建设成本约比原油炼制高35%。
煤加氢是指煤在氢气环境中通过化学反应实现转化或改性的过程,主要分为直接液化加氢和轻度加氢两种类型。以下是详细解释:
煤加氢是通过向煤中添加氢气,在特定条件下(如高温、高压、催化剂等)改变煤的化学结构,使其转化为液态烃类燃料或改善原有性质。其核心是提高煤的H/C原子比,降低O/C原子比,从而接近石油的组成。
轻度加氢(非破坏性加氢)
在温和条件下进行(如较低温度、压力),煤仅与少量氢结合,外形和元素组成变化不大,但物理化学性质显著改善。例如,低/高变质烟煤的黏结性、溶解度提升,接近中等变质烟煤特性。
深度加氢(破坏性加氢/直接液化)
在激烈条件下(如>400℃、>6MPa高压、催化剂及溶剂作用),煤大分子结构解聚、裂解并加氢,直接转化为液态油及少量气体。此过程需高温高压,对煤种要求较高。
煤的有机质是高分子缩聚物,加氢时发生以下变化:
煤加氢是实现煤炭高效清洁利用的关键技术,尤其直接液化加氢可将低质煤转化为高附加值油品。其分类与工艺选择需综合考虑煤种特性、反应条件及目标产物。
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