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作者
王昌 王焦飞 白永辉 宋旭东
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单位
宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室华东理工大学洁净煤技术研究所
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摘要
研究了高温下煤和生物质共气化过程中碱金属释放的影响规律,为解决工业上碱金属高温释放对气化设备造成的腐蚀、积灰和结垢问题提供了坚实的理论基础。以羊场湾煤(YCWC)和水稻秸秆(RS)为原料,利用自主搭建的可视化固定床-激光诱导击穿光谱仪(VFB-LIBS)联用系统,原位探究气化温度(900 ℃,1000 ℃,1100 ℃)、CO2浓度、原料掺混比例(YCWC:RS)等工艺参数对碱金属实时释放特性的影响规律,并结合多种表征仪器,研究气化焦结构对碱金属释放的影响规律。结果表明:气化温度、原料掺混比和气氛是影响碱金属K和Na释放的关键因素。气化温度越高,K和Na的释放浓度极限、释放速率和释放率越大。Y1R1(50%YCWC和50%RS,wt)共气化温度从900 ℃升温至1100 ℃,则K的释放浓度极限从59.7 mg/m3增加至107.9 mg/m3。在共气化过程中,YCWC对碱金属K的实时释放存在抑制作用。气化温度为900 ℃时,RS单独气化和Y1R3(25%YCWC和75%RS)共气化50 s,156 s和1260 s左右出现了K和Na实时释放峰。1000 ℃和1100 ℃时,混合原料气化仅在50 s和156 s左右出现K和Na实时释放峰。在共气化过程中,N2-CO2混合气氛中CO2浓度越大,碱金属的释放浓度极限和释放速率越小。单独CO2气氛可以分别促进热解阶段和抑制气化阶段K和Na释放。煤和生物质共气化过程中碱金属可与煤中Si,Al矿物质和C-O-C键发生反应,进而对碱金属的释放起到抑制作用。
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关键词
煤和生物质共气化碱金属实时释放特性LIBS工艺参数
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文章目录
0 引 言
1 实验部分
1.1 实验原料
1.2 实验装置和方法
1.3 LIBS校准
1.4 碱金属的释放浓度及释放率
1.5 气化焦的表征
2 结果与讨论
2.1 温度对碱金属实时释放的影响规律
2.2 原料掺混比对碱金属实时释放的影响规律
2.3 CO_(2)浓度对碱金属实时释放的影响规律
2.4 不同气化条件下K释放率
2.5 气化焦收率
2.6 矿物质和含氧官能团对碱金属释放的影响规律
2.7 煤和生物质共气化过程碱金属释放的影响机制
3 结 论
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引用格式
王昌,王焦飞,白永辉,等.煤与生物质共气化过程中工艺参数和焦结构对碱金属实时释放特性的影响规律[J/OL].煤炭转化,1-14[2024-10-08].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1163.TQ.20241008.0935.002.html.
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