煤焦與H2O-CO2氣化反應(yīng)性的研究.pdf

1、煤氣化技術(shù)在化工原料的生產(chǎn)和IGCC技術(shù)的發(fā)展等方面發(fā)揮著重要的作用,了解煤焦結(jié)構(gòu)及煤焦反應(yīng)動(dòng)力學(xué)對(duì)于氣化爐的模擬和設(shè)計(jì)至關(guān)重要。關(guān)于煤焦-CO2氣化和煤焦-H2O氣化單獨(dú)進(jìn)行的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)和模型已有很多,但是在實(shí)際的氣化爐中,CO2氣化和H2O氣化是同時(shí)進(jìn)行的,如何將單一氣氛煤焦氣化反應(yīng)得到的數(shù)據(jù)應(yīng)用于實(shí)際的混合氣氛反應(yīng)是一個(gè)值得研究的課題。
　　本文選用了兩種不同變質(zhì)程度的原煤,以不同的熱解條件制得的煤焦為研究對(duì)象,對(duì)煤焦樣

2、品進(jìn)行了比表面和孔徑分布測(cè)試、表面形貌結(jié)構(gòu)觀察和微晶結(jié)構(gòu)測(cè)試。采用熱重分析儀和流化床反應(yīng)器,系統(tǒng)地研究了不同煤焦與水蒸氣及CO2的單一氣氛氣化和混合氣氛氣化的反應(yīng)特性,并采用均相反應(yīng)模型擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算得到相應(yīng)的氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)。并且探討了焦-CO2反應(yīng)與焦-H2O反應(yīng)的競爭反應(yīng)特性。得到了以下結(jié)論:
　　熱解條件對(duì)煤焦結(jié)構(gòu)有顯著的影響,大同煤慢速熱解焦結(jié)構(gòu)致密,大同煤快速熱解焦表現(xiàn)了強(qiáng)烈的熱塑性、煤焦孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),大雁慢速熱

3、解焦結(jié)構(gòu)疏松,大雁煤在快速熱解條件下容易產(chǎn)生破碎。
　　實(shí)驗(yàn)條件下,H2O氣化反應(yīng)速率明顯高于CO2氣化反應(yīng)速率。對(duì)于不同煤焦,氣化劑對(duì)煤焦反應(yīng)性的影響是不一樣的,從大到小的排列順序?yàn)?大同煤慢速熱解焦>大同煤快速熱解焦>大雁煤慢速熱解焦>大雁煤快速熱解焦。氣化劑對(duì)慢速熱解煤焦反應(yīng)速率的影響大于快速熱解焦,這是由于慢速熱解焦的孔隙結(jié)構(gòu)以微孔為主,導(dǎo)致CO2反應(yīng)活性很低。
　　實(shí)驗(yàn)條件下,CO2氣氛下不同煤焦的比反應(yīng)速率順序?yàn)?/p>

4、:大雁快速焦>大雁慢速焦>大同快速焦;H2O氣氛、CO2和H2O混合氣氛下,不同煤焦的比反應(yīng)速率順序?yàn)?大雁快速焦>大同快速焦>大雁慢速焦。
　　均相模型對(duì)非等溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)部分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能進(jìn)行很好的擬合,得到相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù),大雁煤焦的動(dòng)力學(xué)參數(shù)存在著動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)。
　　煤焦-CO2和煤焦-H2O反應(yīng)并不是發(fā)生在完全相同或完全獨(dú)立的活性位,它們競爭一部分共同的活性位。不同煤焦的競爭作用強(qiáng)弱不同,從大到小排列順序?yàn)?大雁快速焦