本發(fā)明提供了一種利用煤熱解焦與半焦間發(fā)生縮聚反應(yīng)的方法，涉及煤炭利用和清潔能源領(lǐng)域，更具體地，涉及一種促進(jìn)半焦熱解縮聚反應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
1、煤炭作為傳統(tǒng)化石能源的重要組成部分，長期以來在全球能源體系中占據(jù)主導(dǎo)地位。煤熱解是其他多種轉(zhuǎn)化方式過程中的必經(jīng)階段，對多個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具有重要意義。先進(jìn)的熱解技術(shù)可以提升低階煤的利用價(jià)值，是煤炭資源高效清潔利用的核心方法?？s聚反應(yīng)是煤熱解過程中的重要反應(yīng)階段之一，認(rèn)清縮聚反應(yīng)機(jī)理有助于構(gòu)建煤熱解預(yù)測模型，根據(jù)下游產(chǎn)業(yè)需求，精準(zhǔn)調(diào)控?zé)峤猱a(chǎn)物分布。
2、煤熱解縮聚反應(yīng)一般發(fā)生在較高的溫度條件下（＞600?℃），且較長的停留時(shí)間通常有利于縮聚反應(yīng)的發(fā)生。在適宜的反應(yīng)條件下，縮聚反應(yīng)主要發(fā)生的方式為：煤中芳香結(jié)構(gòu)單元通過自由基耦合、脫氫縮聚等方式形成更大的芳香結(jié)構(gòu)。
3、高縮聚反應(yīng)程度的半焦通常具有更高的含碳量、更致密的結(jié)構(gòu)及更高的熱穩(wěn)定性，可以用于制備電極材料、防火材料等，應(yīng)用前景廣泛。然而在現(xiàn)階段對焦油與半焦結(jié)構(gòu)交互作用中，大多使用熱解程度較高的半焦為原料，其能夠發(fā)生縮聚反應(yīng)的能力較差，難以進(jìn)一步擴(kuò)展其芳核結(jié)構(gòu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對傳統(tǒng)的煤熱解方法中僅能通過改變加熱條件的方式探究縮聚反應(yīng)發(fā)生路徑，本發(fā)明提出了一種煤熱解焦油與半焦共熱解協(xié)同調(diào)控方法。以結(jié)構(gòu)相對簡化的快速熱解半焦為原料，利用兩段爐加熱反應(yīng)器，上層放置原煤，下層放置快速熱解半焦，在快速熱解條件下，上層原煤熱解生成的焦油由n2攜帶穿過半焦床層，進(jìn)行二次熱解。
2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
3、一種促進(jìn)半焦二次熱解縮聚反應(yīng)的方法，包括以下步驟：
4、（1）將原煤研磨干燥后，利用滴管爐加熱反應(yīng)器對原煤進(jìn)行快速熱解，得到快速熱解半焦；
5、（2）在兩段爐加熱反應(yīng)器中，上段反應(yīng)管放置原煤，下段反應(yīng)管放置所述快速熱解半焦，n2吹掃；
6、（3）加熱上段加熱區(qū)和下段加熱區(qū)，待反應(yīng)區(qū)達(dá)到目標(biāo)溫度后，將反應(yīng)管推入爐內(nèi)進(jìn)行二次熱解。
7、進(jìn)一步的，所述步驟（1）中，快速熱解的溫度為500-550?℃。
8、進(jìn)一步的，所述步驟（2）中，原煤和快速熱解半焦的質(zhì)量比為1：（2-3）。
9、進(jìn)一步的，所述步驟（2）中n2吹掃時(shí)，n2流速為200?ml/min。
10、進(jìn)一步的，所述步驟（3）中，上段加熱區(qū)的目標(biāo)溫度為500-550?℃和下段加熱區(qū)700-750?℃。
11、進(jìn)一步地，所述步驟（3）中，二次熱解時(shí)間為20?min。
12、進(jìn)一步的，本發(fā)明所述的原料是低階煤，如新疆淖毛湖煤、陜西紅柳林煤。
13、進(jìn)一步的，本發(fā)明對原煤進(jìn)行了預(yù)熱解實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選的預(yù)熱解溫度為500?℃。
14、進(jìn)一步的，本發(fā)明所述的熱解反應(yīng)是在n2氣氛下進(jìn)行，優(yōu)選地煤熱解焦油在500℃下生成，優(yōu)選地的共熱解溫度為700?℃。
15、進(jìn)一步的，本發(fā)明選擇的加熱條件為快速加熱，加熱速率約為1×104?℃/min。
16、相比現(xiàn)有技術(shù)通過本發(fā)明所述方案能夠顯著取得的有益效果為：
17、（1）本發(fā)明提供的煤預(yù)熱解方式，在滴管爐中對煤進(jìn)行短停留時(shí)間下的快速熱解，在有效簡化煤結(jié)構(gòu)的同時(shí)，保留了與原煤相似的化學(xué)環(huán)境與較強(qiáng)的熱反應(yīng)性。
18、（2）本發(fā)明提供的煤熱解焦油與半焦共熱解方法，有效的提升二次熱解焦油產(chǎn)率與品質(zhì)。通過改變半焦床層的高度可調(diào)控焦油組成，降低焦油中重油的含量，提升焦油的利用價(jià)值，對煤炭資源的高效清潔利用具有重要的意義，利用前景廣闊。
1.一種促進(jìn)半焦二次熱解縮聚反應(yīng)的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，快速熱解的溫度為500-550?℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述原煤為新疆淖毛湖煤或陜西紅柳林煤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（2）中，原煤和快速熱解半焦的質(zhì)量比為1：（2-3）。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（2）中n2吹掃時(shí)，n2流速為200?ml/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（3）中，上段加熱區(qū)的目標(biāo)溫度為500-550?℃和下段加熱區(qū)700-750?℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（3）中，二次熱解時(shí)間為20?min。