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本文研究了我国有代表性的21种煤在600~1550℃范围内Ar、N2、H2气氛内热解和CO2、O2、H2O气氛内气化时煤中N转化为HCN、NH3、Char-N的行为,重点研究了HCN的生成行为。
不同煤中氮含量约为0.5~2%,一般以吡咯N和吡啶N形态存在,热解和气化过程中转化为HCN、NH3、Char-N及其它气相N;随煤种不同HCN产率最高可达45%;NH3产率低于HCN,最高为15%左右。在热解过程中成煤年代越年轻,挥发分、H、吡啶N等含量越高,HCN生成量越大,且随温度升高递增;热解气氛Ar、N2影响相同,在H2气氛中高温时使HCN生成量增加。在气化过程中低温时与热解过程规律相似,高温时煤中的N含量对HCN生成量有递增影响;在O2气氛中气化比CO2和H2O气氛对HCN生成速度提高明显;气化过程HCN生成量高于同温度热解过程,此乃Char-N减少所致。载气流速、煤样颗粒度等因素对HCN的生成有一定影响。升温速率几乎没有影响。根据实验结果推测了煤中N转化过程的模型,认为吡啶N比吡咯N更易转化生成HCN,煤中的H元素受热后产生的H·是N转化为HCN和NH3反应的重要中间体,气化剂及含H的H2、H2O等气氛的存在促使产生更多的H·,从而使HCN生成量增加。