轉爐高溫煙氣噴吹煤粉CO2催化轉化研究.pdf

1、針對目前轉爐煤氣熱值低、回收量小且CO2排放量大等問題，課題組提出了轉爐高溫煙氣噴吹煤粉制備高品質煤氣的新方法。在原有轉爐煤氣凈化回收系統(tǒng)上增設簡易的煤粉噴吹裝置將煤粉輸入汽化冷卻煙道，利用高溫煙氣中有害的CO2成分及具有催化作用的大量煙塵實現CO2催化轉化。
　　本文運用熱力學理論對煤粉與轉爐煙氣、煙塵可能發(fā)生的反應進行計算分析，通過沉降爐實驗研究反應溫度、煙氣成分和煤焦粒徑對煤焦CO2氣化的影響。以FeO、Fe2O3和CaO模

2、擬轉爐煙塵，通過沉降爐、熱重分析儀研究煙塵對煤焦CO2氣化的催化作用。并通過工業(yè)試驗驗證新工藝的實際效果。
　　研究表明:煤粉在汽化冷卻煙道內能熱解產生大量氣體，其中H2和CO的產量隨著溫度的升高而升高，而CH4和CO2的產量，隨著溫度的升高而減少。煤焦在轉爐汽化冷卻煙道中先與煙氣中的O2反應生成CO，再與CO2反應生成CO;提高煙氣溫度，增加CO2含量以及減小煤焦粒徑都有利于煤焦CO2氣化反應的進行，其中溫度的影響最大。FeO、

3、Fe2O3、 CaO和三種共同作用的復合催化劑都對煤焦CO2氣化具有催化作用，它們分別使氣化反應開始溫度Tk降低了38℃、46℃、45℃和58℃，結束溫度Tj分別降低了75℃、111℃、132℃和116℃，活化能分別減低了18.18 kJ/mol、28.612 kJ/mol、17.492 kJ/mol和26.275 kJ/mol。FeO和Fe2O3的催化效果主要體現在促進煤焦CO2氣化，使更多的CO2轉化為CO，其中FeO的催化性能略大

4、于Fe2O3;而CaO的催化性能主要體現在促使煤粉裂解時產生更多H2和CH4。工業(yè)試驗表明，新工藝能延長轉爐煤氣回收時間，增加煤氣回收量。噴粉速率從10 kg· min-1、20 kg· min-1提高到30 kg·min-1時，煤氣回收時間分別增加了6.06％、9.94％和11.40％; O2和CO2分別減少了52.26％、59.79％、63.92％和22.73％、32.76％、41.19％; H2和CO含量增加了109.82％、19