干馏炉内水蒸气对兰炭热解过程中硫迁移的影响

作者：折媛; 尤宽; 巨建涛^*; 刘诗薇; 邹冲; 徐玉芬

来源：钢铁, 2023, 58(08): 51-60.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20230032

• 兰炭
• 热解
• 水蒸气
• 硫形态
• 脱硫率
• X射线光电子能谱

用于冶金生产的兰炭会在干馏炉内受到回炉煤气燃烧和湿熄焦产生的水蒸气的影响。为明确水蒸气对兰炭孔隙结构及硫含量的影响，选取某低阶煤在不同热解条件下进行热解试验，考察不同热解终温(500～900℃)和水蒸气通入量(质量分数为0、20%、40%、60%)对低阶煤热解产物中硫含量的影响。采用比表面及孔径分析仪和定硫仪分析了兰炭孔隙结构及兰炭中全硫相对含量的变化，采用X射线光电子能谱对兰炭表面含硫官能团的赋存形态进行了分析。试验结果表明，在惰性气氛下，当温度成为限制性环节时，中低温(500～700℃)条件下硫的脱除效果较好，热解终温进一步升高则不利于硫的脱除。当在热解过程中通入水蒸气时，低温条件下(500～600℃),少量(20%)水蒸气脱硫显著，大量(40%～60%)水蒸气则不利于脱硫，此时不同形式的硫会出现相互转化的情况，水蒸气促使硫主要以气相形式析出。较高温度条件下(700～800℃)水蒸气虽促进孔隙结构发育，但硫无法以气相形式析出，水蒸气和缩聚反应共同作用下使硫主要在固相中进行转化，从而导致脱硫率降低。高温条件下(900℃)水蒸气对孔隙结构破坏严重，使硫主要以气相形式析出，显著提高脱硫率，但会生成部分无机硫和较难分解的有机硫。因此，在干馏炉生产兰炭的过程中，应严格控制中高温区域生产流程，避免水蒸气的进入，在低温区域的水蒸气添加量也应尽量控制在20%以内。

• 单位
  西安建筑科技大学