煤炭科学技术

作者：张志刚, 杜云峰, 王磊, 王若男, 易建华, 周广明, 司荣军, 辛林, 牛茂斐,

关键词：深部煤炭地下气化, 加压热解, 煤焦油, 焦油组分,

煤炭地下气化技术是未来煤炭清洁高效利用的发展方向，有望成为我国深部煤炭开采和利用的重要补充。而煤炭地下气化过程中产生的高温煤气携带有机污染物对地下水造成的潜在污染风险，成为限制该技术工业化应用的瓶颈问题。针对深部煤炭地下气化干馏干燥带高温高压环境下煤焦油析出机制尚不明确的问题，研究采用煤炭加压热解实验装置，结合气相色谱−质谱联用技术（GC-MS），明晰了热解产物分布特征与焦油化学组分演化规律，揭示了深部煤炭地下气化过程中煤焦油的多阶段析出机制。结果表明，3 MPa压力条件下，随着热解温度升高，半焦产率持续下降，焦油与煤气产率显著上升，其中500 ℃时煤气产率较400 ℃提高4.3倍，是产气效率提升的核心温度区间；焦油的化学组成随热解温度升高呈现显著的阶段性转变特征。400～500 ℃时脂肪烃为绝对主导组分，占比分别达73.65%和71.60%。600 ℃时多环芳烃取代脂肪烃成为主要组分，其占比从400～500 ℃的1.25%和4.21%升至48.67%，700 ℃时非烃化合物成为焦油的核心成分，占比达到32.32%。热解压力对焦油族组分演化具有显著调控作用，700 ℃常压热解条件下，煤焦中沥青质相对质量分数达到峰值；随着热解压力升高，沥青质相对质量分数持续减少，饱和烃相对质量分数逐步升高，当压力大于2 MPa时，饱和烃已完全释放，而芳香烃、胶质和沥青质的产率仍随压力升高持续增大。本研究揭示了加压热解煤焦油的析出规律，为深部煤炭地下气化过程中污染物控制与工艺优化提供了理论依据。

来源：2026年第5期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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