略论煤炭液化技术

这样就能够在较小污染的前提下，将煤炭资源转化为其他形式的能源进行储存或者运输。煤液化过程可以通过图1来表示:煤中所存在的能量较小的C－C、C－N、C－O和C－S等化学键，在反应的过程中发生断裂，形成了数量众多的自由基碎片。然而大量存在的自由基碎片又可以通过化学反应，与溶剂和氢气中的活性氢相结合，形成较为稳定的化合物。该化合物中的H/C原子比将有0．8%上升至2．0%。在一系列的化学反应后，之前煤中的固态大分子成为了液态小分子化合物。煤液化后就可以形成液化油、沥青烯、前沥青烯、液化残渣、少量的水和气体。煤液化可以大致分为热溶解裂解、氢转移和加氢三大步骤。

1、热溶解裂变:粉状煤炭与循环溶剂制备成的混合油煤浆在约250℃高温的环境下，煤中键能较小的化学键将会出现断裂，一旦温度超过250℃，煤的大分子将发生热裂解反应，那些不稳定的化学键也会断裂。煤中出现大量的自由基碎片。

2、氢转移:煤中一些弱碱断裂所形成的自由基碎片，在断裂处会出现未配对的自由电子，这些带有未配对电子的自由基碎片我们称之为自由基。煤基质或者溶剂中的活性氢原子将与自由基结合，达到稳定状态。稳定状态下的生成物中，分子量最大的就是前沥青烯，其次是沥青烯，分子量最小的就是液化油。大分子量前沥青烯在经过加氢反应后，可以生成较小分子量的沥青烯、油以及烃类气体。同样，沥青烯在经过加氢反应后也可以生成油或者烃类物质。

3、加氢:煤液化反应过程中，氢气分子在压力以及催化剂的作用下活化，之后这些H分子可以直接与热裂解所形成的自由基或者稳定分子进行反应。该过程主要有芳烃加氢饱和，加氢脱氧、氮、硫等杂原子以及加氢裂化等。根据加氢条件的约束程度不同，可以控制加氢催化剂活性已近加氢反应深度。接下来对煤加碱预处理过程进行研究实验:预处理的主要作用就是提高煤的活性，本实验采用0．4%－1．6%的NaOH碱溶液对煤进行预处理，以研究碱处理后的煤经过液化其油出率的变化。表1给出了实验结果。经过实验，我们可以发现，当NaOH碱溶液的浓度达到0．8%时，轻馏分收率的值达到最大值19．1%，为不加碱时分收率(10．6%)的1．8倍;总油出率61．8%，为不加碱时(57．2%)的1．08倍。对煤进行预处理能够明显提高油出率。煤炭的液化过程需要考虑很多方面的因素，温度、压力、催化剂等等，很多环境条件都会对煤炭的液化结果产生影响。本文介绍了煤炭液化的过程，并对碱溶液在煤预处理中所起到的作用，以及对最终液化油出率影响进行了分析。在今后的工作中，笔者将对煤炭液化其他过程以及相应影响因素进行更为深入的研究，以期能够进一步提高煤炭利用率。

本文作者：陈时争工作单位：宁夏工业职业学院