半焦原位气化气对淖毛湖煤热解焦油产率和品质的影响

孔 娇，王 欢，于彦旭，程亚楠，王美君,*，常丽萍，鲍卫仁

（1.太原理工大学 省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室，山西 太原 030024；2.太原理工大学 煤科学与技术教育部重点实验室，山西 太原 030024）

中国煤炭资源储量丰富，其中，低阶煤约占55%[1]，由于其高挥发分、高水含量、高氧含量、低灰低硫的特点，直接用于燃烧或者气化会造成资源的浪费，不利于低阶煤的高值化利用。中低温热解是低阶煤分级分质利用的重要方式之一，可将低阶煤中挥发分转化为高价值的液体燃料，实现低阶煤的高效清洁利用[1,2]。但是，大部分低阶煤的中低温热解利用工艺都存在焦油收率低、重质组分含量高、焦油品质差、系统运行稳定性差等问题[3,4]。因此，探讨如何提高中低温煤热解焦油的产率和品质对低阶煤的高附加值利用至关重要。

热解气氛是影响煤热解过程产物分布和组成的重要因素[5]。因此，有学者分别在N2、H2、CH4、CO、CO2和水蒸气等气氛下探讨了气氛对焦油产率和组成的影响，发现H2气氛对热解焦油产率及其品质的提升有明显作用[6−10]，CH4对焦油产率及品质的影响会因煤种、热解温度以及升温速率的改变而有所不同[7−12]，水蒸气气氛下煤焦油的产率和品质也有所提升[8−12]。也有学者研究了双组分混合气氛对煤焦油产率和组成的影响，结果显示，H2和CH4混合气氛下，CH4相当于惰性组分，煤热解产物的分布取决于氢分压[13]；H2和CO混合气氛下，煤焦油产率有提高；乙烷水蒸气气氛下，煤焦油的产率及品质都有显著提升[14]。此外，煤在多组分混合气氛下的热解也有多位学者研究。廖洪强等[15]研究了先锋褐煤在焦炉气气氛下的热解，认为焦炉气各组分之间存在协同作用，其中，CH4和CO之间相互促进相互制约共同影响煤热解产物的组成。Jin等[16]对比了不同组成模拟焦炉气气氛下煤热解焦油的性质，发现CO2与CO，CH4与CO，H2与CO，CH4与CO2，H2与CO2以及H2与CH4之间均存在协同作用，共同促进煤焦油的生成。Zhang 等[17]在模拟煤热解气和N2气氛下研究煤的热解过程，发现两种气氛下煤焦油的产率相近，提高模拟煤热解气中H2与CO2的分压会降低焦油的产率，提高CH4与CO的分压则会使焦油产率提升。Ariunaa等[18]发现煤在合成气气氛下热解能得到较高的液体产率和较低的半焦及气体产率，证明了用合成气代替纯氢为煤热解反应提供氢源的可能性。Chen等[19]利用自制反应器，研究了含水蒸气合成气对煤热解反应的影响，结果表明，合成气中的H2可作为H自由基稳定剂，抑制挥发物的聚合反应和缩聚反应提高焦油产率，同时，CO也可促进焦油产率的提高，而CO2则会使焦油产率降低。Liao等[20,21]在富氢的焦炉气和合成气气氛下进行煤热解，发现其焦油及其中BTX（甲苯和二甲苯）、PCX（苯酚、甲酚和二甲酚）的产率都有提高，同时也会促进热解水的生成。Fidalgo等[22]利用固定床反应器研究了合成气（H2/CO）和水蒸气对煤热解焦油产率及品质的影响，当用H2/CO部分代替N2之后，焦油产率提高，同样地，用水蒸气部分替代H2/CO或N2后焦油产率也会增加。对焦油品质而言，引入H2/CO后，焦油的分子量减小，引入水蒸气后则相反，焦油的分子量增大，且分布范围变宽。Murakami等[23]在流化床气化反应器中考察了水蒸气气化合成气对焦油组成的影响，认为引入水蒸气气化合成气后，焦油的浓度会低于热解，但焦油的主要组成基本不变，且其中绝大部分多环芳烃（PAHs）没有取代基。Chen等[24]采用复合流化床将粉煤快速热解与输送床半焦气化耦合装置，来生产富甲烷合成气和煤焦油，表明含水蒸气的合成气可提高焦油的产率和品质。

综上，煤气化合成气中各单组分气氛对煤热解焦油影响的研究较为普遍且有相对统一的认识，但合成气气氛下煤焦油产率及组成变化相关的研究，尤其焦油品质和组成变化相关的数据相对较少。随着研究者对热解气化一体化技术的持续关注，合成气对煤焦油影响的研究也尤为重要。本研究主要利用半焦原位气化产生的合成气调控热流场中挥发物的反应，重点考察了气化合成气对煤焦油产率及组成的影响，以探究其对煤热解挥发分反应的影响，并利用合成气与挥发物耦合的方式，实现提高焦油产率，改善焦油品质的目的。

本研究以新疆淖毛湖煤为研究对象，利用实验室自制的热解气化一体化反应器，分别在不同热解温度（550、600、650、700和800 ℃）下进行了N2及气化合成气气氛下的热解实验，采用溶剂逐级萃取法分析焦油的轻重油产率，并利用二维气相色谱质谱联用仪（GC×GC/MS）分析焦油的组成，以研究气化合成气对淖毛湖煤中低温热解焦油产率、品质及组成的影响。

1 实验部分

1.1 煤样

实验用煤为中国新疆淖毛湖长焰煤，其工业分析和元素分析如表1[25]所示。煤样经破碎、筛分至0.25−0.43 mm，并在105 ℃真空烘箱中干燥12 h备用。煤样的全水分按照中国国标GB/T 212—2008测定，记为Mt。实验所涉及产物产率的计算基准均为干燥基。

1.2 实验装置与操作条件

热解实验所用装置为自制热解气化一体化反应器（图1[25]），主要由星形进料器、热解气化耦合反应器、电加热炉、气体预热炉、载气流量控制装置、油气冷凝分离系统、在线气体分析仪组成。反应器包括下行床热解段（1.6 m × 0.02 m），流化床气化段（0.5 m × 0.046 m），以及中间横管气体混合段（0.7 m × 0.025 m），三段反应器及气体预热炉的温度可分别由电加热炉和热电偶单独控制。

表1 淖毛湖煤的工业分析和元素分析[25]Table 1 Proximate and ultimate analyses of Naomaohu coal [25]

图1 实验装置示意图[25]Figure 1 Schematic diagram of experimental equipment[25]

根据下行床和流化床冷热态实验，确定下行床顶部进料口载气（氮气）流量为850 mL/min，流化床底部载气（N2和水蒸气体积比为1∶1）总流量为1200 mL/min。原煤进料速率为1 g/min，进料时间约130 min。热解段的温度为550、600、650、700、800 ℃，气化段温度分别为300 ℃（单独热解实验）和950 ℃（热解气化耦合实验，示意图如图2所示），气体混合段温度为500 ℃。半焦单独气化实验（S-char）时热解段的温度设为400 ℃（对半焦预热并防止热解段和气化段的温差过大造成气流流动不稳定），气化段温度为950 ℃，气体混合段温度为500 ℃。挥发分产物经过冷阱冷凝后收集，气体总流量由湿式流量计检测，不可冷凝的气体经过过滤干燥后进入气体分析仪进行分析。待进料结束不再产生煤气为止，即为在线气体分析仪中检测到的气体产物体积分数降到0.1%以下，则认为热解过程结束。

1.3 焦油的收集和分析

如图1所示，采用装有四氢呋喃溶液的收集瓶和干冰，部分热解水的收集将使用接有球形冷凝管的收集瓶和冰水。收集到的热解水使用二氯甲烷进行萃取，以获得部分溶入其中的酚类等水溶性化合物，随后将该有机相混入收集到的焦油溶液中。焦油溶液先用4.0–5.0 μm的滤膜过滤除去四氢呋喃不溶物，再用无水硫酸镁除去溶液中的水分，最后经旋转蒸发仪除去溶剂得到焦油样品，冷藏密封保存，用于后续分析。

图2 热解气化耦合实验示意图Figure 2 Schematic diagram for coupling pyrolysis and char gasification

焦油的轻重油产率分析采用溶剂逐级萃取法，依据国标GB/T 2292—1997的要求，在索氏抽提器中进行。依次用正己烷、甲苯对焦油进行常压萃取，得到正己烷可溶物，甲苯可溶/正己烷不溶物，四氢呋喃可溶/甲苯不溶物三个组分，分别为HS（轻质组分）、A（沥青烯）和PA（前沥青烯）。每次萃取实验重复两次，取平均值作为最终结果。

焦油的化学组成采用全二维气相色谱质谱联用仪（GC × GC/MS）进行检测。采用的仪器为Agilent-GC7890B气相色谱连接Agilent 5997AMSD质谱检测器。用于分离的色谱柱是标准的非极性/中极性串联柱，分别为DB-1（15 m × 0.25 mm × 0.25 μm）和BPX-50（2.75 m × 0.10 mm × 0.1 μm）。设置进样量为1 μL，分流比10∶1，柱温箱的温度从60 ℃以3 ℃/min的升温速率升温至300 ℃，恒温5 min。进样器的温度为300 ℃。质谱检测器的条件为：离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，采集频率3 Hz。化合物的确定使用NIST 14数据库。

焦油中各组分的定量采用峰面积归一化法，对含量小于0.01%的组分不予检索。焦油成分复杂，根据化合物类型将其分为烷烃和稀烃等脂肪族化合物；单环芳烃，指苯的衍生物；萘类、萘及萘的同系物；多环芳烃；酚类；羧酸、醇、酯等含氧的化合物；含N, S的杂原子化合物。

1.4 三相产物收率计算

在线气体分析仪测定的气体参数为体积分数，利用氮气反应前后质量守恒，将气体的体积释放量转换成质量释放量。

式中，V为N2的体积流量，mL/min；φi为拉曼在线气体分析仪检测到的瞬时体积分数，%；Mi为各气体的摩尔质量，g/mol；Wcoal为干燥煤的质量，g；Mt为干燥后煤样的全水分，%；Wwater为热解水的质量，g，包括焦油中测得和冷凝收集到的水；Wtar为热解焦油的总质量，g；Wchar为半焦的质量，g；m1为液体产物中coke-S的总质量，g；m2为计算得到的反应器上残碳coke-D的总质量，g。

2 结果与讨论

2.1 淖毛湖煤热解产物的分布

如图3所示，在惰性气氛下，热解温度升高，淖毛湖煤热解挥发物产率增高，半焦产率下降，其中，气体产率提高而焦油产率呈先增加后减小的趋势。通常认为，热解气体产物来源于煤中有机质官能团（或支链）的直接分解，以及挥发物中自由基缩聚所形成的气体小分子。随着温度的升高，热裂解反应和挥发物的二次反应加剧，使得气体释放量增加[26]。在实验温度范围内，淖毛湖煤热解焦油的收率较文献[27]报道的高，特别是在600 ℃时高达14.86 %，约为格金试验焦油产率的96.5%。因文献[27]中采用的煤热解反应器是固定床，相比之下，本研究所采用的下行床热解具有较大的升温速率，约1000 ℃/min以上，煤颗粒可在短时间内达到设定温度产生挥发性自由基碎片，并缩短其从颗粒内部向外逸出的停留时间，减少其二次反应，从而使焦油产率增加。表2[28]所示，淖毛湖煤中CH2/CH3高达1.73，脂肪族取代芳香碳为0.16，表明煤中存在较多的环烷烃等环状结构或较长的脂肪侧链，这些结构在热解过程中易发生缩聚反应，生成芳香环物质。且亚甲基结构在挥发分反应过程中易形成脂肪自由基，使脂肪侧链在热解过程中较易断裂形成中等分子的烷烃化合物[29,30]。煤在500–600 ℃热解时，脂肪侧链C–R和芳基醚键C–OR会发生断裂，脂肪桥键的断裂和碳氢化合物自由基稳定形成了焦油。另一方面，该反应器中煤颗粒在下行床的停留时间为2.0–3.0 s，挥发分在反应器中停留时间较短，物料返混少，在一定程度上减少了挥发物反应，有利于焦油的形成。

图3 淖毛湖煤在不同温度下热解的产物分布Figure 3 Product distribution of NMH coal pyrolysis at different temperatures

表2 淖毛湖煤碳结构类型及含量[28]Table 2 Proportion of different structural carbons in solid-state 13C NMR spectra[28]

2.2 气化合成气对煤焦油产率的影响

通过对比惰性气氛和合成气气氛下淖毛湖煤在不同热解温度下的焦油产率变化，可分析半焦气化合成气对焦油生成的影响，如图4所示。不同气氛下热解焦油产率随热解温度的变化趋势相同，都随温度的升高先增加后减少，在600 ℃达到最大值（分别为14.9%和16.6%）。热解温度低于600 ℃时，合成气气氛下焦油的产率明显高于惰性气氛热解焦油，550 ℃时尤为显著，较惰性气氛提高了4.4%，这是由于合成气可为挥发分反应过程产生的自由基提供氢源，从而抑制部分缩聚反应的发生[31]。由于热解气化耦合实验中半焦气化可能产生液体产物，导致合成气气氛下焦油产率的增加。为了证明热解温度低于600 ℃时半焦气化合成气对提高焦油产率的作用，因此，对热解产物半焦做了单独的气化实验。图4可明显看出，半焦气化的焦油产率均小于0.45%，且随温度的升高而降低，由此认为半焦气化对焦油产率的影响相比合成气气氛很小。图5显示了煤热解气化耦合气体产率的实验值（EXP）及煤单独热解和半焦单独气化气体产率的加和计算值（CAL）。热解温度为550 ℃时，EXP过程气体产率低于CAL过程，意味着合成气参与挥发分反应减少了气体的释放量，进一步证明了合成气中的小分子活性成分对挥发分产生了加氢作用，同时抑制挥发分的裂解、缩聚等反应[16,32]。当热解温度为650–800 ℃时，合成气气氛下焦油的产率开始降低，并低于惰性气氛热解焦油，且差值随着温度的升高而增加，表明合成气促进了650–800 ℃热解挥发分的二次反应，使焦油产率降低。而且，合成气中的水蒸气在高温下会与焦油发生重整反应，导致焦油产率下降，生成更多的气相产物[33,34]，如图4所示，高温下气体产率增加。

图5 淖毛湖煤热解气体的产率Figure 5 Yield of gas formed during NMH coal pyrolysis

2.3 半焦气化合成气对煤焦油品质的影响

煤热解焦油品质的高低，是其后续加工利用的关键特性之一。因此，探讨半焦气化合成气对煤焦油品质的影响至关重要。由于半焦单独气化的焦油产率甚小，故后续只将惰性气氛和合成气气氛下的淖毛湖煤热解焦油进行对比。本研究利用不同极性溶剂将焦油分为轻质组分（HS）、沥青烯（A）和前沥青烯（PA），通过对比不同温度下热解挥发分在两种气氛热解焦油中各组分产量及产率的变化，深入认识合成气对煤热解焦油生成的影响。

如图6所示，两种气氛下热解焦油中轻质组分的生成量均在600 ℃时最高，分别为96.6 g/kgcoal, d（N2）和111.8 g/kgcoal, d（合成气），表明轻质组分的生成主要集中在600 ℃以下。当热解温度高于600 ℃时，焦油中轻质组分的占比在650 ℃达到最低，而后开始逐渐增加；说明650 ℃下所得焦油的品质最差。热解温度低于700 ℃时，合成气气氛下焦油中轻质组分的生成量及产率都较惰性气氛下焦油中的稍高，说明合成气对700 ℃以下热解挥发分的二次反应有一定促进作用，有利于轻质组分的生成。热解温度升至800 ℃时，惰性气氛下焦油中轻质组分的生成量高达64.32 g/kgcoal, d，且较500 ℃时轻质组分的生成量稍高，而焦油中沥青烯和前沥青烯的生成量明显减少，积炭产量增加（见图8），可能与焦油中沥青烯的歧化现象相关[35]。但合成气气氛下焦油中轻质组分的含量及占比均低于惰性气氛下焦油，表明合成气会加剧800 ℃热解挥发分中轻质组分的热解和缩聚反应，使其生成量大幅降低。

合成气和惰性气氛下焦油中沥青烯和前沥青烯生成量随热解温度的变化趋势与轻质组分相似，但在650 ℃时达到最大。合成气气氛下，热解温度为550 ℃时，焦油中沥青烯和前沥青烯的生成量较惰性气氛下焦油的高，650–700 ℃时，其生成量显著降低，表明合成气会促进此温度条件下挥发分中沥青烯和前沥青烯的裂解和缩聚反应生成轻质组分和积炭。

焦油中轻质组分、沥青烯和前沥青烯的产率如图7所示，热解温度为550–600 ℃时，两种气氛下焦油中三种组分的产率基本不变，说明合成气能显著促进600 ℃以下热解挥发分的二次裂解反应，但会同时促进三种组分的生成，对焦油品质的影响不大。温度达到650 ℃时，焦油品质明显下降，随着热解温度的升高，焦油品质逐渐提升。650–700 ℃时，合成气气氛下焦油中轻质组分的占比增加，焦油的品质有明显提升，表明合成气对650–700 ℃热解焦油品质的提升有一定促进作用。焦油中重质组分可以与水蒸气发生重整反应，且水蒸气对大芳香环系统的破坏作用比小芳香环系统更显著[34]，从而提高轻质焦油HS的产率。但800 ℃时，合成气氛下焦油中沥青烯和前沥青烯的占比较氮气气氛下焦油的高，且积炭生成量增加，焦油品质降低，进一步表明合成气在800 ℃热解挥发分反应过程中显著促进了轻质组分的裂解及积炭的生成。

图6 淖毛湖煤热解焦油中各组分的生成量Figure 6 Amount of group composition in NMH coal tar

如图8所示，整体而言，气化合成气和氮气气氛下热解积炭量随热解温度的升高都呈现增加的趋势，从4.28 g/kgcoal, d（500 ℃）增加到7.09 g/kgcoal, d（800 ℃）。一方面是焦油中重质组分的缩聚反应，使得焦油中积炭量增加；另一方面，热解温度升高使挥发分二次反应加剧，易在颗粒表面和反应器壁上形成积炭[26]。气化合成气气氛下，600 ℃热解的积炭生成量较550 ℃热解的低，氮气气氛下时，650 ℃热解的积炭生成量较600 ℃热解的低，可能是低温下形成的积炭含氧量较高，在热解温度升 高后会经历脱氧的过程，使积炭量减少[36]。气化合成气气氛下600 ℃积炭生成量较氮气气氛下的低，极可能是气化合成气促进了积炭中含氧结构的裂解脱氧。此外，气化合成气气氛下的积炭生成量均高于氮气气氛，表明气化合成气对挥发分反应过程中积炭的生成有明显促进作用。

图7 不同气氛下淖毛湖煤热解焦油的组分分布Figure 7 Distribution of group composition in NMH coal tar

图8 不同气氛下淖毛湖煤热解积炭的生成量Figure 8 Amount of coke generated during NMH coal pyrolysis

综上所述，焦油中轻质组分的生成主要集中在600 ℃以下，沥青烯和前沥青烯的生成主要集中在650 ℃以下。气化合成气对热解挥发物反应有显著促进作用，同时促进了裂解和缩聚反应的发生，但对不同温度热解挥发物反应的促进效果差别较大。其对提高550–600 ℃热解焦油中三种组分生成量的作用显著，但对焦油品质的影响不大；更有利于促进650–700 ℃热解挥发分中沥青烯和前沥青烯的裂解及缩聚反应生成轻质组分和积炭，从而明显改善焦油的品质；对于800 ℃的热解焦油，气化合成气气氛下轻质组分的生成量减少，焦油中重质组分占比增加，积炭生成量增加，焦油品质随之大幅降低。

2.4 气化合成气对煤焦油组成的影响

研究煤热解气化耦合的反应过程中，气化合成气如何参与挥发分反应从而影响煤焦油的产物组成，可将气化合成气气氛下焦油组成与相同条件下惰性气氛的焦油组成对比。因此，作者采用二维气质联用仪对焦油组成进行分析，将检测到的所有化合物分为脂肪烃、苯系、萘系、芳烃、酚类和其他含氧化合物。如图9是淖毛湖煤在不同温度条件下热解焦油中各类化合物的含量。如图7所示，淖毛湖煤中低温热解焦油中的挥发性有机组成主要为酚类、其他含氧化合物、脂肪烃，与原煤的13C NMR分析结果基本吻合，碳氧结构较多，脂碳率较高。而且，淖毛湖煤的羰基氧有0.05，脂氧基有0.26，故其焦油中除酚以外含氧化合物的含量较高。

对于脂肪族化合物，随着热解温度的升高，其含量逐渐减少，700 ℃之后几乎检测不到。气化合成气气氛下，600–650 ℃热解焦油中脂肪烃的含量与惰性气氛下焦油的基本相同，550 ℃热解焦油中的含量则明显低于惰性气氛下焦油中的含量，表明气化合成气会显著促进550 ℃焦油中脂肪烃的二次裂解反应。

合成气和惰性气氛下焦油中苯系化合物的含量随着热解温度的升高先增加后减少，分别在650和700 ℃时的含量最高。550–650 ℃时，气化合成气气氛下焦油中苯系化合物含量较惰性气氛下焦油稍高，700 ℃时惰性气氛下焦油中苯系化合物的含量明显更高，800 ℃时则是合成气气氛下焦油的稍高，表明气化合成气会明显促进700 ℃热解挥发分中苯系化合物的二次反应，降低其含量。

对于萘系化合物，其含量随着热解温度的升高缓慢增加，650–800 ℃时，气化合成气与惰性气氛下焦油中萘系化合物的含量基本相同，550–600 ℃时，气化合成气气氛下焦油中萘系化合物的含量较惰性气氛下焦油的高，尤其550 ℃时极为显著，表明气化合成气有利于550–600 ℃热解挥发分发生二次反应生成更多萘系化合物。

气化合成气和惰性气氛下焦油中芳烃的含量均随着热解温度的升高而增加，在800 ℃时达到最大值，在高于700 ℃时成为含量最高的一类化合物，800 ℃时在焦油可测组分中可占60%以上，表明高温有利于芳烃的生成。550–700 ℃时，气化合成气气氛下焦油中芳烃的含量都高于热解焦油，800 ℃时则相反，表明气化合成气有利于700 ℃以下热解焦油中芳烃的生成，但会抑制800 ℃热解焦油中芳烃的生成。

图9 不同气氛下淖毛湖煤热解焦油的组成Figure 9 Composition of NMH coal tar obtained with different atmospheres

淖毛湖煤热解焦油中酚类化合物的含量非常高，这与该煤中–O–CH3和–C–O–C–结构的含量较高有关（表2），其含量随热解温度的升高先增多后降低，在650 ℃时，达到最大值，表明焦油中酚类化合物的生成主要集中在650 ℃以下。整体而言，气化合成气与惰性气氛下焦油中酚类化合物的含量相差不大，在650 ℃时，其在合成气气氛下焦油中的含量低于惰性气氛下焦油，表明气化合成气会促进650 ℃热解挥发分中酚类化合物的二次裂解反应。

因淖毛湖煤的氧含量较高，其焦油中其他含氧化合物的含量也较高。热解焦油中其含量在550 ℃时最高，表明焦油中含氧化合物的生成主要集中在550 ℃以下。550–600 ℃时，合成气气氛下焦油中其他含氧化合物的含量明显低于惰性气氛下焦油，而650–800 ℃时，其含量则稍高于惰性气氛下焦油，表明气化合成气会促进600 ℃以下热解挥发分中其他含氧化合物的二次热解反应，但有利于650 ℃以上热解焦油中其他含氧化合物的生成。

淖毛湖煤的氮、硫含量较低，故焦油中含氮、硫化合物的含量也不高。热解焦油中该类化合物的含量在800 ℃时最高，550 ℃焦油中的含量则稍低，表明温度越高，越有利于煤中含氮、硫化合物的生成。热解温度（550–650 ℃）较低时，气化合成气气氛下焦油中含氮、硫化合物的含量明显低于惰性气氛下焦油，当温度高于700 ℃时，其含量则明显高于惰性气氛下焦油，且温度越高，影响越显著。这表明，气化合成气能显著促进700 ℃以上热解挥发分中含氮、硫化合物的生成。

综上可知，煤热解过程中脂肪烃、含氧化合物的生成主要集中在550 ℃以下，苯系和酚类化合物的生成主要集中在650 ℃以下，萘系化合物、芳烃以及含氮、硫化合物的生成则集中在高温区。气化合成气气氛下，高于650 ℃热解焦油中的酚类化合物更易发生二次裂解反应；对低于600 ℃热解焦油中脂肪烃和含氧化合物的裂解反应有促进作用，且有利于苯系和萘系化合物的生成；可促进低于700 ℃热解焦油中芳烃的生成，但会促进800 ℃热解焦油中芳烃的裂解，使其含量降低；对高于700 ℃热解焦油中其他含氧化合物和含氮、硫化合物的生成有明显促进作用。

3 结 论

新疆淖毛湖长焰煤在自制反应器中热解的焦油收率非常高，最高可达14.86 %（600 ℃）。气化合成气对该煤低温（550–600 ℃）热解挥发分的二次裂解反应有显著促进作用，使焦油收率提高了4.4%（550 ℃），且最高收率达到了16.6%（600 ℃）；但未对焦油中轻质组分、沥青烯和前沥青烯三种组分的分布有明显影响。相反地，气化合成气对高温（650–800 ℃）热解挥发分二次反应的显著促进作用使焦油产率大幅降低，且温度越高影响越显著；但在气化合成气的作用下，650–700 ℃热解挥发分中沥青烯和前沥青烯的裂解及缩聚反应加剧，生成了轻质组分和积炭，故所得焦油品质提高。

新疆淖毛湖煤热解过程中，脂肪烃、含氧化合物的生成主要集中在550 ℃以下，苯系和酚类化合物的生成主要集中在650 ℃以下，萘系化合物和芳烃的生成则集中在较高温区。对低于600 ℃的热解挥发分，气化合成气气氛下，其中，脂肪烃和含氧化合物的裂解加剧，有利于焦油中苯系、萘系和多环芳烃类化合物的生成；对700 ℃下的热解挥发分，气化合成气的参与会促进焦油中含氧化合物、多环芳烃以及含氮、硫化合物的生成，而显著抑制苯系化合物的生成，但对800 ℃热解焦油中该类化合物的生成有促进作用。