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作者
李晓明张红刘梦杰智丽飞白进白宗庆李文
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单位
太原科技大学化学与生物工程学院中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室中国科学院大学
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摘要
煤与生物质的相互作用已被广泛研究。但是,其相互作用机制通常是基于混合焦样的物理化学结构和反应性而提出。在这项工作中,基于不同形状和粒度将无烟煤与生物质共热解后的混合焦分离,然后通过分析分离后煤焦的结构和反应性来揭示煤与生物质相互作用机制。在热解温度为600和900℃条件下,在固定床反应器中制备了混合有不同比例的秸秆(CS)的无烟煤焦样。采用了电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)和X射线衍射(XRD)对煤焦的AAEM浓度和微晶结构进行了检测。利用TGA设备分析了分离后的煤焦与CO2的气化反应性。结果表明,随着掺混比例从0增加到80%,煤焦中活性K和Mg的浓度逐渐增加,并形成更为无序的碳结构。共热解过程中,更多的AAEM种类被混合物中的煤焦通过挥发分-焦相互作用捕获,而不是随生物质挥发分逸出。同时,热解温度的升高引起了K和Na挥发和失活,也导致石墨化度的降低。而且,CS的添加和更低的热解温度均可提高煤焦的气化反应性。此外,在煤焦的碱性指数AI与反应性指数R0.5之间建立了较好的线性关系(R2=0.9009),表明在煤与生物质共气化过程中,AAEM s对提高煤焦气化反应活性起主导作用。
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关键词
煤与生物质的相互作用焦分离共热解气化反应性碱性指数
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基金项目(Foundation)
supportedbyNaturalScienceFoundationofShanxiProvince(201801D121050);FundProgramfortheScientificActivitiesofSelectedReturnedOverseasProfessionalsinShanxiProvince(2017006);ShanxiScholarshipCouncilofChina(2017-086);NaturalScienceFoundationofChinaandXinjiangProvince(U1703252);
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文章目录
1 Expe rime ntal mate rials and me thods
1.1 Raw mate rials and pre paration of coal char sample s
1.2 Conce ntration of e le me nts in char sample
1.3 Microcrystalline structure analysis of the char sample
1.4 Char gasification
2 Re sults and discussion
2.1 Effe ct of biomass on physicoche mical structure of the coal char sample s during copyrolysis
2.1.1 Evolution of active AAEM concentration in char sample s
2.1.2 Evolution of microcrystalline structure of char sample s
2.2 Effe ct of biomass on the gasification characte ristic
2.2.1 Effe ct of biomass ble nding ratio
2.2.2 Effe ct of pyrolysis te mpe rature
2.3 Corre lation be twe e n char gasification re activity and structural parame te rs
3 Conclusions
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引用格式
李晓明,张红,刘梦杰,智丽飞,白进,白宗庆,李文.采用焦分离方法研究共热解时煤与生物质的相互作用及对焦结构和CO_2气化反应性的影响(英文)[J].燃料化学学报,2020,48(08):897-907.