胡二峰，張純，武榮成，付曉恒，許光文

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內構件固定床反應器中不同水分煤的熱解特性

胡二峰1,2，張純2，武榮成2，付曉恒1，許光文2

（1中國礦業(yè)大學（北京）化學與環(huán)境工程學院，北京100083；2中國科學院過程工程研究所多相復雜系統(tǒng)國家重點實驗室，北京100190）

通過在有無內構件（傳熱板和中心集氣管）固定床反應器中研究不同水分含量煤的熱解特性，考察了兩反應器中煤料的升溫特性、熱解產物分布、焦油品質以及氣體產物組成和半焦熱值。結果表明，內構件可以強化傳熱和調節(jié)熱解產物在反應器內的流動，相對無內構件反應器，有內構件反應器的反應時間縮短近一半。在有內構件反應器中，當煤水分增加，導致煤熱解反應要求的時間延長，焦油中輕質組分（沸點低于360℃）含量明顯升高，焦油收率先增加后降低，熱解水和熱解氣產率升高，而無內構件反應器的熱解產物無明顯差異。當加熱溫度900℃時，煤水分從0.41%（本文中無特殊說明的均為質量分數）增加至11.68%，焦油產率從9.21%增長到10.74%；當煤水分增加到15.93%，焦油產量下降到10.26%。兩反應器氣體平均組成隨水分增加的變化趨勢相似，氣體熱值均隨水分增加呈下降趨勢。

煤熱解；內構件；煤水分；二次反應；反應調控

引 言

煤熱解一直以來都是人們的研究焦點，國內外針對煤熱解開展了大量工作，其中包括無機礦物[1]、煤粒徑[2]、壓力[3]、氣氛[4]以及其他反應操作條件[5-7]對煤熱解產物分布的影響。截止到目前，水分對熱解特性的影響以及對反應器熱解產物的分布的研究大都集中在20世紀以前，Butuzova等[8]和Krebs 等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，在慢速加熱條件下，煤自身含水和外加水可以停留在煤母體上，并直接影響其參與熱化學反應，從而影響炭沉積或者熱解產物組成。Hayashi等[10]研究發(fā)現(xiàn)低階煤的水分在快速加熱下可以參與如水解等熱化學反應，進而使水轉化為液體產物或半焦中的羥基，或抑制內在羥基轉化成熱解水，且熱解水可抑制碳轉化為液相產物，從而導致半焦產率升高。Yip等[11]最新研究發(fā)現(xiàn)，熱解條件直接決定煤中的水分是否影響煤熱解特性和半焦活性。在慢速加熱過程中，水分會首先被蒸發(fā)逸出，導致幾乎對熱解特性和半焦活性沒有影響，而在快速熱解固定床或流化床中的結果恰恰相反。

中國科學院過程工程研究所最近研究了有內構件固定床反應器的熱解[12-13]，不同于現(xiàn)存Encoal工藝[14]、Toscoal工藝[15]、DG熱解工藝[16-17]和COED工藝[18-19]。有內構件固定床反應器通過利用傳熱板強化反應器內加熱壁向內部低溫煤層的傳質傳熱，利用中心集氣管調控熱解產物從高溫區(qū)域向低溫區(qū)域流動，提高了煤熱解焦油的產率與品質，一定程度上改善了焦油產率低、含塵高、品質差等問題[12-13]。

前人的研究就各種常規(guī)固定床煤熱解行為的報道較多，而在新型有內構件固定床反應器中表現(xiàn)出與此不同的熱解特性。因此，本文針對依蘭長焰煤，在有/無內構件固定床反應器中進行不同水分含量煤熱解實驗，對比煤層升溫速率，焦油和熱解氣收率和品質，以研究有/無內構件固定床反應器中不同水分含量煤的熱解特性，為優(yōu)化新型反應器的操作條件提供依據。

1 實驗材料和方法

實驗采用黑龍江省依蘭縣長焰煤，其工業(yè)、元素和格金分析結果見表1，可以看出，依蘭煤的灰分和揮發(fā)分含量都較高，揮發(fā)分含量可達到51.83%（干基）。煤樣破碎至5 mm以下，密封保存。

① Determined by element mass balance;② Tar yield from Gray-King assay test.

圖1為反應器和實驗裝置。兩個反應器的材質均為304不銹鋼，內徑100 mm，有效容積1.4 L。A為常規(guī)固定床反應器，B為有內構件（內置傳熱板和中心集氣管）的固定床反應器。傳熱板采用304不銹鋼板，一邊焊接在反應器內壁上，另一邊盡量靠近中心集氣管，但不接觸中心集氣管。傳熱板一共4塊，間隔90°安裝在反應器內。每次實驗所用不同水分含量煤均為前一天配制好，密封保存。干燥煤樣在實驗當天制得，將煤樣放入105℃烘箱內干燥30 min，冷卻后裝入反應器進行實驗。實驗的具體流程與與文獻[12]相似。簡而言之，即預先在反應器內放入1.4 L的煤，然后連接裝置并檢查氣密性，預熱爐溫到900℃后，放入反應器并開始計時。由于放入反應器時爐溫較高，貼近反應器壁的煤料會很快發(fā)生熱解反應生成氣體，因此要及時開啟真空泵并調節(jié)閥門開度維持反應體系壓力穩(wěn)定，防止反應器內壓力驟升。之前的研究表明，當依蘭煤達到500℃時，就可以保證焦油被全部提取出來，因此當反應器中心煤樣達到500℃時即停止實驗。實驗結束后，收集所有生成的水、半焦和焦油等并計算產率。實驗過程中每隔10 min采用濕式流量計計量氣體量，并取氣樣用Agilent Micro-3000微型氣相色譜檢測其中的各組分體積分數（檢測H2、CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8），本文將C2H4、C2H6、C3H6、C3H8統(tǒng)稱為C2+C3。焦油脫水后通過Agilent 7890 AGC模擬蒸餾分析其組分餾程，本文定義煤焦油中沸點低于360℃的組分為輕質組分，高于360℃的組分為重質組分。利用上海昌吉XRY-1B氧彈熱量儀測量半焦熱值。除非特別指明，所有收率指相對干基煤的質量分數。每一組實驗都進行平行實驗，各產物的產率重復性誤差小于0.3%。

圖1 反應器和實驗裝置[12]

1—furnace; 2—reactor; 3—pressure gauge; 4—condenser; 5—collection bottle; 6,7,8—acetone absorption bottle; 9—filter; 10—buffer bottle; 11—vacuum pump; 12—wet-type flow meter; 13—sodium bicarbonate wash bottle; 14—silica gel wash bottle; 15—thermal couple; 16,17,18,19—valve; 20—sampling port; 21—emission port

2 結果與討論

2.1 煤料升溫特性

圖2比較了兩反應器中不同煤水分條件下的反應器中心煤料升溫曲線。比較圖2 (a)和圖2 (b)反應器中心煤樣到達500℃所用時間，可以看出在相同爐溫條件下，水分含量相近的煤，反應器中心煤樣到達500℃所用的時間顯著不同。在常規(guī)無內構件反應器A中，對于水分含量為0.38%的煤料，反應器中心煤樣達到500℃所用時間為56 min，而在有內構件反應器B中，對于水分含量相近（0.41%）的煤料，所用時間為29 min，縮短了27 min。煤水分含量增加到約12%時，反應器A用時為66 min，而有內構件反應器B用時為35 min，縮短了 31 min，這表明有內構件反應器B中的煤料有更快的升溫速率。以上差異是由反應器B中加入的內構件引起的，一方面由于加熱板的存在，其傳熱系數高于煤和半焦，因此加快了反應器邊壁向反應器中煤料的傳熱，另一方面，中心集氣管改變了熱解氣相產物逸出路徑，熱解氣相產物由靠近反應器邊壁的高溫區(qū)域向反應器中心的低溫區(qū)域流動，并將熱量傳遞給了低溫區(qū)域的煤料，進一步強化了傳熱，通過傳熱板對內部煤料的熱傳導和中心集氣管引起的對流傳熱使得有內構件反應器B內煤料的升溫速率遠大于反應器A，因此反應時間縮短了約50%。

圖2 反應器A和B的中心煤料升溫曲線

從圖2 (a)中可以看出，在常規(guī)無內構件反應器中，隨著煤水分含量的增加，反應器中心煤樣在 100℃左右（95～105℃）脫水停留時間和到達 500℃所需要的時間都逐漸延長，在圖2 (b)中可以發(fā)現(xiàn)在有內構件反應器中也有相同的規(guī)律。以有內構件反應器B中心煤樣在100℃左右（95～105℃）脫水停留時間為例，當煤水分含量為0.41%時，脫水停留時間為5.2 min，而當煤水分含量增加到11.68%時，脫水停留時間為11.8 min，水分含量高至15.93%時，在100℃停留時間長達17.1 min。以常規(guī)反應器A中心煤樣達到500℃所用時間為例，當煤水分含量為0.38%時，用時為56 min，而煤水分含量增加到12%左右時，用時為66 min?？梢?，在兩種不同類型的反應器中，相同爐溫條件下，隨著煤水分含量的增加，反應器中心煤樣脫水停留時間和到達500℃所用的時間都逐漸延長，這主要是由于水分含量增加，蒸發(fā)水分需要的熱量增加，在相同的反應器中，加熱爐溫相同的情況下，需要通過延長時間來蒸發(fā)水分和達到500℃。

2.2 煤焦油產率與輕質組分含量

圖3對比了兩反應器焦油產率隨煤水分含量的變化。從圖3可以看出，水分含量相近的煤料，在兩反應器中熱解焦油的產率明顯不同，在有內構件反應器B中熱解后焦油產率要顯著高于在常規(guī)無內構件反應器A中的。以煤水分含量為12%為例，在常規(guī)反應器A中，焦油產率只有5.58%，而在有內構件反應器B中，焦油產率高達10.74%，是前者的1.9倍。這主要是由于一方面有內構件反應器中傳熱板強化了傳熱效果，提高了有內構件反應器B的煤料升溫速率，另一方面中心集氣管使得氣相熱解產物從高溫區(qū)向低溫區(qū)流動，避免了焦油通過高溫加熱壁時發(fā)生二次熱解反應，減少了焦油的損失。因此水分相近的煤樣，在有內構件反應器B中的熱解焦油產率較高，這與已發(fā)表文章的結果一致。

圖3 反應器A和B中不同水分含量煤的焦油產率

隨著煤水分含量的變化，在常規(guī)無內構件反應器A中，焦油產率基本無明顯變化，而有內構件反應器B的焦油產率變化較為明顯，當煤水分含量從0.41%增加到11.68%時，焦油產率從9.21%提高到10.74%，水分含量繼續(xù)增加到15.93%時，焦油產率降低到10.26%。

圖4比較了兩反應器焦油中360℃以下的輕質組分的含量。從圖4可以看出，在各水分含量條件下，有內構件反應器B焦油的輕質組分含量均高于常規(guī)反應器A，這是因為焦油在高溫區(qū)域的二次熱解，會使焦油中重質組分含量增加，而反應器B中心集氣管的存在，減少了焦油在高溫區(qū)域的二次熱解反應，因此反應器B焦油的輕質組分含量均高于常規(guī)反應器A。隨著煤水分含量的增加，常規(guī)反應器A的焦油中輕質組分含量降低，這是由于煤樣水分含量增加，反應器內煤料升溫速率減慢，熱解產物從反應器內逸出減慢，反應時間延長，反應器內部的煤熱解產生的焦油通過高溫壁面的時間也相應變長，二次熱解加劇，使得焦油中重質組分含量增加，輕質組分含量減少。有內構件反應器B的焦油中輕質組分含量隨著煤水分含量的增加而增加，這是由于水分含量增加，反應器內部煤料在較低溫階段的停留時間會延長，反應器壁附近生成的高溫氣相熱解產物在經過低溫區(qū)域時，焦油中的重質組分會被冷凝捕集，低溫區(qū)煤料在升溫的過程中冷凝的重質組分發(fā)生裂解反應，生成輕質組分逸出，因此焦油產率和輕質組分含量會同時增加。然而當煤水分含量過高時，蒸發(fā)水需要的熱量過多，煤料的升溫速率顯著變慢，因而焦油的產率會降低。

圖4 反應器A和B中不同水分含量煤熱解的焦油中輕質組分含量

此外，有內構件反應器中熱解氣向中心低溫煤層區(qū)域流動，通過中心集氣管逸出反應器，熱解氣中富含H2，間接起到了相當于外加H2進行熱解的作用。由于逸出路徑的不同，常規(guī)固定床反應器內熱解氣大部分從高溫半焦層逸出，不經過中心低溫煤層，因而受H2的影響較小。Khan[20]的研究表明，煤在氫氣氣氛中熱解,由于氫穩(wěn)定自由基的作用,有利于獲得質量較好的焦油和較高的煤轉化率。這也是產生上述結果的重要原因。Hayashi等[10]和Nagata等[21]研究發(fā)現(xiàn)熱解過程中的熱解水不僅可以促使焦油發(fā)生重整，且升溫過程中顆粒表面溫度對揮發(fā)分逸出、二次熱解和炭沉積也有影響，這也可能是焦油產率變化的因素。

2.3 熱解氣產率與組成

圖5比較了兩反應器中不同水分含量的煤的熱解氣產率。從圖中可以看出，各水分含量的煤樣，在無內構件反應器A的氣體產率明顯高于有內構件反應器B，這主要是由于焦油在常規(guī)無內構件反應器A中，焦油通過高溫壁面發(fā)生二次熱解反應，使得焦油的產率較低，生成較多的熱解氣。在常規(guī)反應器A中，不同水分含量煤的熱解氣產率變化較小且無明顯規(guī)律，熱解氣產率維持在14%左右。而有內構件固定反應器B中，當水分從0.41%增加到15.93%，熱解氣產率從10.02%逐步增加到12.58%。一方面，由于總反應時間的延長，靠近加熱壁的煤料有更多的揮發(fā)分逸出，從而導致熱解產率增加；另一方面，反應器內部的低溫煤料將焦油中重質組分解反應，會生成一定量的氣體，隨著煤水分含量的冷凝捕集，低溫煤料升溫過程中，重質組分發(fā)生裂增加，反應器內部煤料在低溫區(qū)時間延長，冷凝捕集的重質組分也較多，裂解時生成的氣體也會增加。因此熱解氣的產率會隨著煤水分含量的升高而增加。

圖5 反應器A和B中不同水分含量煤的熱解氣產率

圖6比較的是不同水分含量條件下的兩種反應器的熱解氣體組成，其熱解氣體均富含H2和CH4，兩者之和占氣體總體積的60%以上。隨著煤水分含量的增加，常規(guī)無內構件反應器A的H2和CO含量增加，CH4和C2+C3含量相應降低。這是因為煤水分含量增加，反應時間延長，靠近反應器壁處的煤熱解程度加深，根據已知研究結果[22]，煤熱解溫度越高、時間越長，則因煤的深度熱解、半焦縮聚生成的H2越多，相應的CH4及C2+C3越少。有內構件反應器B的熱解氣組成隨煤水分含量的變化趨勢與反應器A類似，只是有內構件反應器B的H2含量更低，主要是由于相同煤水分含量條件下，反應器B中煤升溫速率快，反應用時較短，靠近反應器壁處的煤的熱解程度與反應器A相比較淺，因此生成的H2較少。

圖6 反應器A和B中不同水分含量煤的熱解氣組成

在內構件反應器B中，煤含水量過高時，反應器內部低溫煤料對于焦油中重質組分的冷凝捕集較多，升溫過程中發(fā)生裂解反應，會生成CH4和CO2等氣體，因此圖6 (b)中煤水分含量為14.93%時，CH4和CO2的含量會較高，而相應的H2的含量 降低。

圖7進一步比較了不同水分含量煤熱解條件下的熱解氣體平均熱值，兩反應器的熱解氣體高位熱值HHV（high heating value）在22500～23800 kJ·m-3變化。在相同煤水分含量條件下，無內構件反應器由于單位體積內的H2含量較高，CH4含量較低，因而其熱值明顯低于有內構件反應器的氣體熱值。兩反應器的氣體熱值均隨著煤含水的升高而逐漸減低，在有內構件反應器，煤水分含量為14.93%時，煤氣的組成有波動，CH4的含量增加，但是C2+C3的含量降低，不可燃氣體CO2的含量增加，因此沒有改變氣體熱值降低的趨勢。

圖7 反應器A和B中不同水分含量煤的熱解氣熱值變化

圖8比較了不同水分含量煤在兩反應器中的熱解水產率。從圖8中可以看出，在相近水分含量條件下，無內構件的常規(guī)反應器A的熱解水產率高于有內構件反應器B，這是因為反應器A中煤料升溫速率慢，反應用時長，煤的平均熱解程度加深，生成了較多的熱解水，此外，焦油在通過反應器A的高溫壁面時，發(fā)生二次熱解反應也會產生少量的熱解水。

圖8 反應器A和B中不同水分含量煤的熱解水產率

無內構件常規(guī)固定床反應器熱解水產率基本維持在9%左右。有內構件反應器中隨著煤水分含量的增加，熱解水產率升高。當煤水分從0.41%增加到15.93%時，熱解水產率從8.2%增加到9.2%，這是因為在有內構件反應器中，由于在低溫區(qū)域的冷凝捕集下來的焦油中的重質組分隨著低溫煤料的升溫會發(fā)生裂解反應，生成少量的水，因此，隨著煤水分含量的增加，反應器內部煤料在低溫區(qū)域停留時間延長，冷凝捕集的煤焦油中的重質組分較多，在發(fā)生裂解反應時，生成的水會略微增加。

2.4 半焦產率與熱值

圖9比較了兩反應器中煤熱解半焦的產率。從圖9中可以看出，兩反應器中半焦產率都隨著煤水分含量的增加而降低，這主要是由于煤水分含量增加，會導致熱解反應總時間延長，尤其是靠近反應器壁處的煤樣熱解程度加深，使得反應器中煤樣的整體熱解程度加深，揮發(fā)分析出程度加深，半焦產率降低。無內構件反應器A的半焦產率變化趨勢較平穩(wěn)，這與其焦油產率、氣體產率和熱解水產率的相對平穩(wěn)變化是一致的。

圖9 反應器A和B中不同水分含量煤的熱解半焦產率

圖10比較了兩反應器中的半焦熱值變化。從圖10可以看出，有內構件反應器中半焦的熱值要高于無內構件反應器的，結合圖9，在低水分含量時，有內構件反應器的半焦的產率高于或接近無內構件反應器的，但是有內構件反應器的半焦的熱值卻高于無內構件反應器的，這說明反應器內半焦的品質是不同的。由于有內構件反應器的內部煤樣對于焦油重質組分的冷凝捕集作用，升溫時這些重質組分發(fā)生裂解作用，生成輕質組分、部分熱解氣和水，與此同時還會生成一些類似于焦炭含碳殘渣，殘留在反應器內部的半焦上，因此兩個反應器內半焦的品質是不同的，有內構件反應器的半焦含的可燃成分要高一些。這也解釋了隨著煤水分從0.41%增加到15.93%，半焦熱值從19276 kJ·kg-1增加到 20239 kJ·kg-1，原因就是半焦中的類似于焦炭的含碳殘渣增多。而對于無內構件反應器，當煤水分含量變化，半焦熱值沒有明顯變化，與半焦的產率無明顯變化是一致的。

圖10 半焦熱值隨煤水分含量的變化

2.5 水分對有/無內構件反應器作用分析

煤熱解產物產率、組成與煤熱解的初次反應和二次反應密切相關。Zhang等[12-13]研究發(fā)現(xiàn)內構件可以強化傳熱并改變熱解產物逸出路徑，減少二次反應，兩反應器氣體逸出路徑見圖11。在常規(guī)無內構件反應器A中，很多的熱解氣相產物從邊壁的高溫半焦層逸出，因而水分的多少對其熱解產物產率影響很小。而在有內構件反應器B中，不同水分含量的煤熱解明顯影響中部低溫煤層的冷凝捕集效果，從而影響熱解產物產率與組成。以水分含量為0.41%和15.93%的煤熱解實驗為例，當反應進行20 min后，對于水分含量為0.41%的煤，其反應器中心煤樣溫度已達300℃，而水分含量為15.93%的煤，反應器中心煤樣溫度還停留在100℃。在有內構件反應器中，由于中心集氣管引導氣相熱解產物從低溫煤層逸出，因而煤水分含量的增加最終增強了低溫煤層對于煤焦油中重質組分的冷凝捕集作用，并引起了一系列的變化。由于有內構件反應器中內構件的作用，使得煤水分含量對有內構件反應器中的煤熱解行為產生了一定影響，在一定水分含量范圍內，提高了焦油的產率和品質。

圖11 反應器A和B中氣相熱解產物的流動方式[12]

3 結 論

本文通過將內置傳熱強化板和中心集氣管的有內構件固定床反應器應用于不同水分含量煤的熱解，并與無內構件固定床反應器的熱解結果對比，獲得的主要結論如下。

（1）有內構件反應器中集氣管的加入改變了熱解產物逸出方向，使得更多熱解氣相產物從高溫區(qū)域向低溫區(qū)域流動，使低溫區(qū)煤料可以利用高溫氣相熱解產物的熱量；傳熱板強化了反應器壁向煤料的熱傳遞，加快了煤料層升溫。當煤水分含量升高，脫水及熱解反應時間延長，但相比于無內構件反應器，內構件使其熱解反應時間縮短了近一半。

（2）常規(guī)反應器中焦油、氣、水和半焦產率隨水分增加沒有太大的差異，而有內構件固定床反應器中，焦油產率隨著煤水分含量的增加而增加；但當煤水分含量過高時，焦油產率會明顯降低。焦油中輕質組分含量、熱解水和氣產率均隨著煤水分含量的增加而升高。兩反應器的氣體平均組成隨煤水分含量的增加變化趨勢相似，H2含量均有所增加而CH4含量有所降低。由于無內構件反應器內的反應時間比有內構件反應器內的長，靠近反應器壁處煤熱解程度加深，故其H2含量更高，單位氣體熱值更低，兩者均隨煤水分含量的增加呈下降趨勢。

（3）半焦熱值在有內構件固定床反應器中隨著煤水分含量的增加而增加，而在無內構件固定床反應器中卻沒有明顯差異。這主要是由于內構件的存在，使熱解氣相產物從高溫區(qū)域向低溫區(qū)域流動，更多焦油中的重質組分在低溫區(qū)域被冷凝捕集，升溫時裂解形成一些含碳物質，提高了半焦的整體品質，進而影響半焦熱值。

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Pyrolysis of coal with different moisture contents infixed-bed reactor with internals

HU Erfeng1,2, ZHANG Chun2, WU Rongcheng2, FU Xiaoheng1, XU Guangwen2

(1School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China;2State Key Laboratory of Multi-phase Complex Systems, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)

The effects of coal moisture on heating rate and product distribution for pyrolysis of coal in a fixed-bed reactor with or without internals were investigated. The results showed that the reaction time in the reactor without internals is approximately twice of the time in the reactor with internals. With utilization of internals to enhance heat transfer and regulate the pyrolysis gas ?ow direction inside the reactor, increasing the coal moisture content prolonged the time that required to heat up the coal at the bed center to the preset temperature and increased the light tar content, whereas the tar yield tended to first increase and then decrease and the yields of pyrolysis gas and water tended to increase. In contrast, there was not dramatic difference in the reactor without internals when varying the coal moisture. At a heating furnace temperature of 900℃, the increase of coal moisture from 0.41% to 11.68% (mass) increased the tar yield from 9.21% to 10.74% (mass) for the reactor with internals, but when the coal moisture content increased further to 15.93% (mass) the tar yield decreased to 10.26% (mass). The variation trend with coal moisture content in the average pyrolysis gas composition was similar for both reactors, and the higher heating value (HHV) became lower when the coal moisture increased.

coal pyrolysis; internals; coal moisture content; secondary reaction; reaction control

10.11949/j.issn.0438-1157.20141772

TQ 536.1

國家重點基礎研究發(fā)展計劃項目（2011CB201304）；國家自然科學基金云南聯(lián)合基金項目（U1302273）；國家國際科技合作專項資助項目（2013DFG60060）；中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項“低階煤清潔高效利用關鍵技術與示范”（XDA07050400）；國家自然科學基金項目（21306209, 21106156）。

2014-11-30.

XU Guangwen, gwxu@home.ipe.ac.cn

supported by the National Basic Research Program of China (2011CB201304), the National Natural Science Foundation of China (U1302273), the International Science & Technology Cooperation Program of China (2013DFG60060), the “Strategic Priority Research Program” of CAS on Clean and High Efficiency Utilization of Low-rank Coal (XDA07050400) and the National Natural Science Foundation of China (21306209, 21106156).

A

0438—1157（2015）07—2656—08

2014-11-30收到初稿，2015-05-11收到修改稿。

聯(lián)系人：許光文。第一作者：胡二峰（1989—），男，博士研究生。