煤炭学报

作者：刘一文, 魏砾宏, 周艳玲, 赵永昊, 尚吉锋, 娄堃堃,

关键词：高碱煤, 热解, 氮转化, 钠, 钙, 铁, 金属间相互作用,

我国新疆高碱低阶煤具有低灰、高钠和高反应活性的特点，开发高碱煤清洁高效转化为高值化学品技术，将对解决高碱煤资源利用、助力“双碳”目标的实现具有重要战略意义。高碱煤中活性矿物组分Na、Ca、Fe对煤热解具有催化活性，对氮的演化有显著影响。目前尚缺乏矿物组分之间相互作用对燃料氮热转化的影响机制研究。阐明金属间相互作用对高碱煤热解过程中氮变迁的影响，对制定高碱煤梯级利用过程中氮在气、液、固三相中分配的调控策略具有重要的指导意义。通过等体积浸渍法与顺序浸渍法分别将Na、Ca、Fe单金属和双/三金属负载到脱灰煤上，开展高碱煤固定床热解氮转化研究。利用GC-MS、XPS、溶液吸收法，定量分析单金属与双/三金属对煤热解含氮产物分布影响，对比分析热解试验结果与理论计算值，研究双/三金属间相互作用关系。通过分析煤样热解含氮产物的产率/残留率变化，研究双/三金属对高碱煤热解氮转移路径的影响。结果表明：双/三金属通常对氮向气相的迁移具有金属间拮抗作用，对HCN、NH3的抑制强于单金属。Na/Ca、Fe/Ca组合对半焦中N−6、N−5组分向焦油中杂环氮、胺−N等物质的转化具有金属间的协同作用，其对焦油中含氮物质生成的促进作用往往强于单金属。Na/Fe、Na/Fe/Ca组合对半焦内部N−6向N−Q的转化起到金属间的协同作用，促进了氮的固定。

来源：2025年第3期

《煤炭学报》期刊编辑部

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