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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
Na/Ca/Fe金属间相互作用对高碱煤热解氮变迁的影响
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  • 作者

    刘一文魏砾宏周艳玲赵永昊尚吉锋娄堃堃

  • 单位

    沈阳航空航天大学能源与环境学院中国航空发动机集团有限公司贵阳发动机设计研究所

  • 摘要
    我国新疆高碱低阶煤具有低灰、高钠和高反应活性的特点,开发高碱煤清洁高效转化为高值化学品技术,将对解决高碱煤资源利用、助力“双碳”目标的实现具有重要战略意义。高碱煤中活性矿物组分Na、Ca、Fe对煤热解具有催化活性,对氮的演化有显著影响。目前尚缺乏矿物组分之间相互作用对燃料氮热转化的影响机制研究。阐明金属间相互作用对高碱煤热解过程中氮变迁的影响,对制定高碱煤梯级利用过程中氮在气、液、固三相中分配的调控策略具有重要的指导意义。通过等体积浸渍法与顺序浸渍法分别将Na、Ca、Fe单金属和双/三金属负载到脱灰煤上,开展高碱煤固定床热解氮转化研究。利用GC-MS、XPS、溶液吸收法,定量分析单金属与双/三金属对煤热解含氮产物分布影响,对比分析热解实验结果与理论计算值,研究双/三金属间相互作用关系。通过分析煤样热解含氮产物的产率/残留率变化,研究双/三金属对高碱煤热解氮转移路径的影响。结果表明,双/三金属通常对氮向气相的迁移具有金属间拮抗作用,对HCN、NH3的抑制强于单金属。Na/Ca、Fe/Ca组合对半焦中N-6、N-5组分向焦油中杂环氮、胺-N等物质的转化具有金属间的协同作用,其对焦油中含氮物质生成的促进作用往往强于单金属。Na/Fe、Na/Fe/Ca组合对半焦内部N-6向N-Q的转化起到金属间的协同作用,促进了氮的固定。
  • 关键词

    高碱煤热解氮转化金属间相互作用

  • 文章目录
    1 实验部分
    1.1 实验煤样
    1.2 煤样制备
    1.2.1 脱灰处理
    1.2.2 金属负载
    1.3 实验方法
    1.3.1 热解实验
    1.3.2 气相氮分析测定
    1.3.3 焦油氮分析测定
    1.3.4 半焦氮分析测定
    1.4 金属间相互作用强度的描述
    2 结果与讨论
    2.1 双/三金属对煤热解氮产物分布的影响
    2.2 双/三金属对煤热解气相氮的影响
    2.3 双/三金属对煤热解焦油氮的影响
    2.4 双/三金属对煤热解半焦氮的影响
    2.5 双/三金属对煤热解氮转化路径的影响
    3 结论
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