低階煤中低溫水蒸氣氣化性能及礦物質(zhì)的催化作用.pdf

1、本文選用巴嘎諾爾褐煤(Baganuur，簡稱BN)、納賴赫褐煤(Nalaihk，簡稱NL)、阿拉格陶古褐煤(Alagtogoo，簡稱AT)和勝利褐煤(Shengli簡稱SL)作為研宄對象，以塔旺陶勒蓋無煙煤(Tawantolgoi，簡稱 TT)為參照對象，對煤樣的基本組成、表面官能團、熱解性能、物理和化學(xué)吸附性能進行表征；對煤樣進行鹽酸處理，并對鹽酸處理煤樣進行礦物質(zhì)添加。本文重點考察原煤、鹽酸處理煤和添加礦物質(zhì)煤的程序升溫水蒸氣氣化性

2、能，并對氣化反應(yīng)過程進行熱力學(xué)和動力學(xué)分析，提出了礦物質(zhì)原位催化低階煤水蒸氣氣化反應(yīng)機理。
　　研宄結(jié)果表明，四種低階煤在揮發(fā)分、固定碳、C和0元素含量方面均相差較小，而與無煙煤TT-Raw明顯不同；低階煤的表面官能團、孔結(jié)構(gòu)與無煙煤無明顯差別，而低溫氧化活性明顯高于無煙煤，且其大分子結(jié)構(gòu)較無煙煤更不穩(wěn)定，具有更好的熱化學(xué)反應(yīng)性能。SL、BN、NL、AT四種褐煤的氣化反應(yīng)起始溫度均為600℃左右，最大合成氣生成速率溫度也均在700

3、℃左右，而TT的氣化反應(yīng)起始溫度和最大合成氣生成速率溫度分別為730℃和850℃，明顯高于褐煤。經(jīng)鹽酸脫除部分礦物質(zhì)后，SL、BN和NL的氣化起始溫度分別較其原煤升高了102℃、96℃和90℃;氣化合成氣中H2的累積收率減少46％以上，CO2累積收率減少75%以上，CO的累積收率則增加超過4.9倍。AT鹽酸處理前后的合成氣累積執(zhí)/CO摩爾比分別為6.94和9.05，而SL、BN和 NL經(jīng)鹽酸處理后，三者合成氣累積H2/CO摩爾分別為1.

4、28、1.58和1.63，遠低于其原煤的20左右。SL、BN、NL經(jīng)鹽酸處理后的氣化反應(yīng)活化能和主要氣化產(chǎn)物的生成活化能均較原煤有所降低，但由于各反應(yīng)的指前因子均大大降低，使得三者氣化反應(yīng)性顯著低于其原煤。而鹽酸處理后AT的指前因子比SL、BN和NL高出7-9個數(shù)量級。說明，鹽酸脫除礦物質(zhì)處理對煤氣化動力學(xué)特性的影響主要與煤種有關(guān)。Ca可提高低階煤中低溫區(qū)(600-750℃)氣化速率和碳轉(zhuǎn)化率，但對無煙煤水蒸氣氣化反應(yīng)的催化作用并不明顯