典型煤種快速熱解焦的氣化反應性實驗研究.pdf

1、在煤炭清潔利用技術領域中，煤氣化技術不僅占據(jù)首要地位，同時具有廣闊的發(fā)展前景?，F(xiàn)行高效大型煤氣化技術多以氣流床氣化技術為主，氣化條件很苛刻，涉及高溫、高壓以及復雜多相流動等條件。本課題的主要研究內(nèi)容就是以氣流床氣化技術為背景，以我國五種典型氣化用煤（其中涉及煤種：煙煤、褐煤和無煙煤）為研究對象，在高溫沉降爐中制取接近真實氣化過程中生成的快速熱解焦，并對原煤及煤焦進行物理化學結構分析。這種五種原煤孔隙結構存在明顯差異，褐煤和煙煤中含有豐富

2、的大孔和中孔，褐煤以大孔為主，煙煤則以中孔為主，而無煙煤中含有豐富的微孔。同時，在成焦之后，HM-1-char、YM-1-char以YM-2-char形成了較多的大孔結構。紅外光譜顯示，快速熱解焦中，仍然還有一定量的含氧官能團，表明快速熱解焦仍保留一定的氣化活性。
　　利用積分分布活化能法（DAEM）求取五種快速熱解焦的氣化反應動力學參數(shù)。這種方法可以獲得活化能隨轉化率的變化曲線關系，有助于我們了解整個氣化反應過程中，反應動力學參

3、數(shù)的變化規(guī)律。曲線表明，前期反應活化能變化受殘余揮發(fā)份影響比較嚴重，同時后期反應活化能曲線較為穩(wěn)定，說明DAEM法應用氣化反應，并不在以單一的動力參數(shù)表征化學反應，可以得到較好的分析整個氣化反應的進程。另一方面，反應速率參數(shù)和活化能之間表現(xiàn)出明顯的動力學補償效應。
　　CO2氣化反應特性部分，分別采用熱裂解-氣相色譜聯(lián)用以及高溫沉降爐下討論煤焦與CO2氣化反應特性。前者討論不同溫度下原煤及煤焦與CO2，實驗表明，原煤和煤焦的反應性

4、存在一定差異，但是煤焦所表現(xiàn)出的反應性結果和原煤一致。同時，在高溫下，一些在較低溫度下表現(xiàn)出反應性差的煤焦會表現(xiàn)出較強的反應性，這與煤焦中一些特殊的碳結構有關系。后者以高溫沉降爐為實驗臺，討論五種快速熱解焦在1500℃下的溫度條件下與CO2的氣化反應特性結果，結果表明，孔隙結構對煤焦氣化影響較為關鍵，低階煤，富含大孔和中孔所表現(xiàn)的氣化反應特性好，而高階煤雖然微孔豐富，可以促進氣體的擴散，但是，并不利于氣體在孔表面發(fā)生反應，總的來說，氣體