
【化】 coal hydrogenation
coal
【化】 coal
【醫】 anthraco-
add; append; increase; plus; tot; tote
【醫】 add; adde; addition; admov.
hydrogen
【醫】 H; hydr-; hydro-; hydrogen; light hydrogen
煤加氫(Coal Hydrogenation)是指通過催化加氫反應将煤炭轉化為液态或氣态烴類燃料的工業技術過程。該技術主要包含兩種形式:直接液化(DCL)和間接液化(ICL)。在高溫(400-450°C)、高壓(10-20 MPa)條件下,氫氣與煤中的大分子碳結構發生斷鍵重組,生成輕質油、柴油等産物。這一過程需依賴鐵系或鎳钼系催化劑,可有效降低反應活化能。
從能源轉化效率分析,煤直接液化的碳轉化率可達60%-70%,優于傳統煤氣化技術。美國能源部《清潔煤技術路線圖》指出,該技術能使低階煤的熱值利用率提升25%以上。中國科學院山西煤化所的研究表明,通過優化反應器設計,産物中高附加值芳烴的占比可提升至40%。
環保效益方面,煤加氫技術較傳統燃煤發電減少30%二氧化碳排放,同時有效固定煤中的硫、氮元素。德國IGOR工藝的工業化案例證明,該技術可将硫化物排放控制在50mg/Nm³以下。當前技術瓶頸在于催化劑壽命(通常不足2000小時)和裝置投資成本較高,中國神華集團百萬噸級示範項目數據顯示,單位産能建設成本約比原油煉制高35%。
煤加氫是指煤在氫氣環境中通過化學反應實現轉化或改性的過程,主要分為直接液化加氫和輕度加氫兩種類型。以下是詳細解釋:
煤加氫是通過向煤中添加氫氣,在特定條件下(如高溫、高壓、催化劑等)改變煤的化學結構,使其轉化為液态烴類燃料或改善原有性質。其核心是提高煤的H/C原子比,降低O/C原子比,從而接近石油的組成。
輕度加氫(非破壞性加氫)
在溫和條件下進行(如較低溫度、壓力),煤僅與少量氫結合,外形和元素組成變化不大,但物理化學性質顯著改善。例如,低/高變質煙煤的黏結性、溶解度提升,接近中等變質煙煤特性。
深度加氫(破壞性加氫/直接液化)
在激烈條件下(如>400℃、>6MPa高壓、催化劑及溶劑作用),煤大分子結構解聚、裂解并加氫,直接轉化為液态油及少量氣體。此過程需高溫高壓,對煤種要求較高。
煤的有機質是高分子縮聚物,加氫時發生以下變化:
煤加氫是實現煤炭高效清潔利用的關鍵技術,尤其直接液化加氫可将低質煤轉化為高附加值油品。其分類與工藝選擇需綜合考慮煤種特性、反應條件及目标産物。
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