丁海峄

（宁夏百川科技有限公司，宁夏 银川 750011）

摘  要：为了揭示煤气化过程中炉温对产物分布的影响机制，构建小型固定床实验系统，选用典型烟煤在600～1000℃范围内开展系统气化实验，研究不同温度下气体、焦油及残渣的产率变化，组分特性与碳转化效率。结果表明，炉温升高显著促进C0与H₂的生成，气体产物中有效气体体积分数由43.97%增加至79.68%；碳转化率由42.36%提升至91.75%，呈现明显的阶段性增长趋势；焦油产率则从12.74%降低至2.15%以下，组分由大分子芳香族化合物向轻质烃类转变；残渣比表面积由1.28m2/g提升至5.36m2/g，灰分质量分数明显上升，结构更为疏松多孔。炉温作为核心变量，在气化产物组成与物质转化路径中发挥主导作用，其对气相、液相与固相产物均具有系统性的调控效应。

关键词：煤气化；炉温；产物分布;碳转化率

0 引言

煤气化技术作为清洁高效利用煤炭资源的重要路径，在化工原料制备与能源结构优化中占据关键地位。炉温作为影响气化反应过程与产物演化行为的核心参数，其调控机制始终是煤热转化研究中的重点与难点。尽管已有研究对气化产物特性进行了探讨，但对不同温度梯度下气体、液体与固体产物分布规律的系统性揭示仍显不足，尤其在关联性分析与反应过程动态特征方面尚缺乏实证支撑。因此，深人开展炉温变化对产物分布影响的实验研究，对于优化气化工艺参数、提升产物质量、推动煤炭高值清洁利用具有重要理论意义与工程应用价值。

1 实验部分

1.1 实验原料

选用工业煤气化常用的典型烟煤作为原料，其来源于华北某大型矿区，符合工业生产原料适配性要求。原料经破碎、筛分后选取80~100目（149～177μm）颗粒，去除石块、杂质等异物后，于105℃恒温干燥24h，确保水分含量稳定，以避免干扰炉温控制及产物检测精度。通过工业分析测得该煤样水分、灰分、挥发分和固定碳的质量分数分别为2.31%、10.52%、32.17%和55.00%；元素分析显示碳、氢、氧、氮和硫的质量分数分别为75.36%、5.12%、8.24%、1.03%和0.75%。该煤样的挥发分与固定碳占比均衡，具备良好的气化反应活性，为系统探究炉温对煤气化产物分布的影响提供了稳定且具代表性的原料基础。

1.2 实验装置

采用自主搭建的小型固定床气化反应系统，以匹配烟煤原料的气化需求并精准调控炉温。系统核心装置为Φ50mm×800mm的石英管气化炉，外层嵌套电加热套及智能温控模块，控温300~1200℃，精度±5℃，可稳定维持设定温度梯度。气化剂经质量流量控制器精准配比后通入炉内，炉顶设密封进料口，炉底连接旋风分离器与冷凝装置，分别实现固体残渣捕集及焦油冷凝回收，尾部气体产物经干燥除杂后接人在线气相色谱仪完成组分检测，为炉温影响分析提供完整数据支撑。

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