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云南是我国的第二大褐煤基地,但其褐煤开发利用程度低,利用问题急需解决。本文以一种基于焦载热的流化床干馏工艺为研究基础,以滇东褐煤为研究对象,系统地研究了褐煤流化床热解及部分加氢热解的相关反应特性。首先选取了7种滇东褐煤进行了结构及热解特性分析。然后以水城褐煤作为代表,在不同的热重实验装置中考察了水城褐煤的升温、等温热解及加氢热解特性,并建立了相应的动力学模型。随后在鼓泡流化床实验装置中考察了热解温度、颗粒粒径对水城褐煤热解产物分布及组成的变化规律,初步建立了褐煤颗粒在流化床中的传热-热解模型。最后实验研究了低浓度H2及模拟热解气气氛对水城褐煤流化床热解产物分布及组成的影响。主要的研究内容和结果如下:(1)7种滇东褐煤的傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析结果显示,滇东褐煤红外光谱图中的羟基、脂肪烃和含氧官能团区域可以分别用6个、6个和18个Gaussian峰进行拟合。热重-质谱(TG-MS)实验的结果则显示,滇东褐煤的热解初始温度为253-270℃,热解最大失重率温度为421-453℃,热解主要气体产物的逸出峰温为400-700℃,表明滇东褐煤比较适合低温热解。(2)水城褐煤升温热解的虚拟组分热解模型可以用4个平行反应进行模拟,活化能为39.25-83.59 k J/mol;等温热解的挥发分产率则可以通过公式0.9 6 201.7 7()e x p[0.9 4 7 1 0(())]d a fV V R T T￥￥=-′-进行预测。水城褐煤加氢热解的分布活化能模型采用Miura积分法进行计算,活化能分布于18.53-114.54 k J/mol。(3)水城褐煤流化床热解的实验研究表明,热解焦油产率在600℃达到最大,600℃以上二次反应显著,焦油产率下降。相同的热解温度下,随着褐煤颗粒粒径的增大,热解焦油产率呈减小趋势,但总体并不显著,热解气中的某一具体产物并不一定随颗粒粒径增大单调递增或递减。(4)600℃下水城褐煤流化床部分加氢热解(低浓度H2及模拟热解气气氛)的实验研究表明,在研究的浓度范围(<15 vol%)内,H2浓度的增加提高了褐煤的热解转化率,降低了热解焦油产率,但提高了焦油中酚类化合物的相对含量。模拟热解气气氛下的热解焦油产率略高于15 vol%H2气氛,但仍低于N2气氛,原因在于模拟热解气中CH4和CO2的重整反应一定程度上促进焦油产率的增加,但H2仍起主导作用。