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煤热解是煤转化的第一步,也是关键步骤,如何提高能源利用率,实现煤的清洁高效利用,是现阶段我国能源战略中的大问题,也是广大学者研究的热点。本研究通过在热重-红外联用仪和自搭建的固定床反应器上对低变质煤种-神东煤进行加氢/加氢催化热解实验,来探究催化剂和热解气氛对煤热解过程的影响。通过静态水热法合成HZSM-5型分子筛,并选取Ni、W、P等元素,采用等体积浸渍法和水热浸渍法对ZSM-5进行了多种改性,并对催化剂进行了系列表征。在5%H2+95%N2气氛下,利用TG-FTIR对不同催化剂上神东煤的热解性能进行评价。研究发现:相对于ZSM-5,单金属Ni、W改性ZSM-5能够提高煤热解转化率,降低了一次和二次热解峰温,改善了热解产物的组成和分布。两种改性方式所得的多种NiW/ZSM-5型催化剂中,Ni-W最理想的配比均为4-6%;同样Ni-W配比的NiW/ZSM-5中,水热浸渍法制备的催化剂活性更高,主要表现为煤的热解峰温提前,总转化率提高,其中4-6%NiW/ZSM-5(SR)失重最大,相对原煤热解转化率提高了 4.3%;经过P改性得到的4-6%PNiW/ZSM-5(SR)催化剂热转化率相对原煤热解提高了 7.2%,P改性有助于增强催化剂的活性,使煤热解条件更加温和。相对而言4-6%PNiW/ZSM-5(SR)对神东煤热解催化效果最佳。在固定床反应器上考察了催化剂对神东煤热解产物的催化改性,具体如下:1.H2气氛有利于提高热解转化率,增加焦油收率,对煤粉具有更好的脱硫脱氮性能,而且明显提高了焦油中BTX和萘类含量;2.相比于非催化热解,催化热解均能提高芳香烃和萘类化合物含量。在N2气氛下,ZSM-5对芳烃化合物有最大选择性,从19.07%增加到50.28%;4-6%NiW/ZSM-5(SR)能够明显促进萘类化合物的生成,从10.72%增加到39.04%;而4-6%PNiW/ZSM-5(SR)对焦油中酚类化合物的生成有明显的促进作用,从38.65%提高到50.57%。在H2气氛下,6%W/ZSM-5对芳烃化合物有最大选择性,从22.78%增加到39.34%;ZSM-5对萘类有最大选择性,从18.95%增加到53.95%;催化剂(除过ZSM-5)能够提高焦油中BTX含量,其中4-6%PNiW/ZSM-5(SR)对BTX的选择性最高。