大尺度褐煤地下气化热解研究：气体产出与温度、粒度关系

"大尺度褐煤的地下气化热解特性" 本文主要探讨了大尺度褐煤在地下气化过程中的热解特性，特别是在干馏和干燥作用对气体产物组成的影响。研究采用大直径固定床反应装置，以乌兰察布地区的原煤作为实验样本，在150℃至800℃的温度范围内进行热解气体生成与释放的研究。 实验结果显示，大粒径的褐煤在400℃时才开始释放气体，随着温度的升高，气体总产率逐渐增加。在此过程中，煤样的平均孔径和孔容积呈现先增大后减小的趋势，这表明随着热解的进行，煤体结构经历了初期的膨胀和后期的收缩。此外，不同粒度的块状煤在热解时的有效气体析出规律大致相似，但5cm见方的褐煤显示出气体析出速度较慢，然而总产量相对较大。 在不同的升温速率下，研究发现5℃/min的升温速率能够显著提升大粒径褐煤的热解失重率，进而提高气体产出。这一发现对于优化地下气化过程的温度控制策略具有重要意义，因为适当的升温速率可以有效提升气化效率。 煤炭地下气化（UCG）作为一种新型的煤炭开采技术，尤其适合处理高硫、高灰、难以开采的劣质煤。然而，如何控制气化出气井的气体成分和提高煤层气化利用率是该技术面临的关键挑战。因此，对地下气化过程中的各个阶段，特别是热解反应的深入研究，成为了优化产品气组成和提高气化效率的关键。 在地下气化过程中，煤经历氧化、还原和干馏-干燥三个阶段。煤层在不同温度下受热并发生反应，产生的干燥和热解产物将进入气化通道，成为出口气体的主要组成部分。由于大尺度褐煤在热解过程中涉及复杂的质量传递和热量传递过程，因此其热解行为与地面气化炉中的粉体煤或小粒径煤有所不同。 该研究提供了关于大尺度褐煤地下气化热解特性的宝贵数据，有助于理解煤在地下气化过程中的行为，为改进UCG技术提供理论支持，以实现更高效、更可控的煤炭资源利用。未来的研究可进一步探索不同煤种和地质条件下的热解特性，以推动煤炭地下气化的广泛应用。