• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
生物质灰对煤焦气化反应的影响
  • 85
  • 作者

    丁亮张旭魏佳乐李文远李伟鹏王志青房倚天

  • 单位

    西安石油大学化学化工学院中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室

  • 摘要
    生物质灰富含碱金属及碱土金属(AAEM),可作为天然催化剂应用于煤催化气化过程。生物质灰对煤焦气化反应的促进作用也是生物质与煤共气化产生协同作用的本质原因。然而,生物质灰中的AAEM在煤气化过程中会发生失活,从而失去部分催化作用。通过固定床热解及气化实验,结合XRD、Raman、XRF及BET等手段,分析了生物质灰种类、添加量、气化温度等因素对煤焦气化反应的影响。实验结果表明,生物质灰对煤焦气化反应的催化作用与AAEM的含量以及存在形态相关。煤焦气化反应速率随小麦秸秆灰(WSA)添加量的增大而增大,当WSA添加量达到40%时,煤焦气化反应速率变化趋于平缓。气化反应前期,WSA对煤焦的气化反应有较小的抑制作用,而随着转化率的升高,在相同转化率下,温度越高,WSA的催化作用越弱。为抑制WSA中K的失活,以蛋壳(ES)作为添加剂,探究了ES与WSA混灰对煤焦气化反应的影响。结果表明25%WSA与5%ES的混灰,可进一步增强WSA对煤焦气化反应的催化作用。WSA的添加使煤焦在气化过程中比表面积增大,孔隙结构丰富,石墨化程度减弱,无定形碳含量增加,气化反应活化能降低,气化反应速率增大。煤焦及添加WSA的煤焦气化反应采用随机孔模型(RPM)模拟效果最好。
  • 关键词

    生物质灰煤催化气化碱金属失活钙基添加剂气化反应动力学

  • 文章目录
    0 引 言
    1 实验部分
    1.1 实验原料
    1.2 样品制备
    1.2.1 煤焦及部分气化煤焦制备
    1.2.2 灰分制备
    1.3 样品分析测试方法
    1.4 气化反应性评价方法
    1.5 气化反应动力学
    2 结果与讨论
    2.1 生物质灰对煤焦气化反应性的影响
    2.1.1 生物质灰种类的影响
    2.1.2 生物质灰添加量对煤焦气化反应的影响
    2.1.3 温度对生物质灰催化活性的影响
    2.1.4 钙基添加剂对生物质灰催化作用的影响
    2.2 生物质灰对煤焦物理化学结构的影响
    2.2.1 生物质灰对煤焦孔隙结构的影响
    2.2.2 生物质灰对煤焦碳结构的影响
    2.3 煤焦气化反应动力学
    3 结论
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