煤炭科学技术

作者：刘淑琴, 脱凯用,

关键词：低阶煤, 微波加热, 介电响应, 干燥提质, 强化热解, 吸波剂, 共热解,

微波热处理技术具有快速均匀、选择性加热和操作灵活、安全环保的优势，为实现低阶煤的清洁高效利用提供了新途径。从低阶煤的微波辅助干燥提质和热解提质出发，综述了低阶煤对微波的介电响应特性，梳理了影响低阶煤微波干燥提质过程的因素，阐述了微波干燥提质对低阶煤品质和理化性质的作用规律，不同工艺条件对低阶煤微波热解提质的影响以及引入吸波剂和催化剂对强化低阶煤微波热解提质的作用特性。结果表明：低阶煤中的水分和矿物含量是影响其介电损耗能力的主要因素，内在水分对微波的快速响应有利于实现微波对低阶煤的快速干燥提质。微波加热干燥有效提升了低阶煤固定碳含量和燃烧热值，内在水分被优先加热发生快速迁移可促进孔隙结构形成进而增强了其可磨性，极性含氧官能团在微波诱导下易发生分解有助于抑制低阶煤的自燃倾向。相比常规热解，微波辅助低阶煤热解提质表现出加热速率快、热解效率高、焦油轻质组分丰富以及合成气产量高的优势。微波功率、辐射时间、热解终温和反应气氛是影响低阶煤微波热解提质的主要因素，基于目标导向的热解工艺参数优化是实现低阶煤高效分级分质利用的核心。利用吸波剂和催化剂充分强化低阶煤微波热解提质，有利于提高微波能利用率、加深煤热解程度、定向调控产物分布以及改善热解产物品质。此外，微波辅助低阶煤和生物质、油页岩和废塑料等富氢物质进行共热解，能够增强焦油向轻质化的转变以及提升有效气体收率，是实现低阶煤清洁高效梯级利用的重要发展方向。

来源：2021年第1期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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