煤焦與H2O-CO2氣化反應性的研究.pdf

1、煤氣化技術在化工原料的生產和IGCC技術的發(fā)展等方面發(fā)揮著重要的作用,了解煤焦結構及煤焦反應動力學對于氣化爐的模擬和設計至關重要。關于煤焦-CO2氣化和煤焦-H2O氣化單獨進行的反應動力學數(shù)據(jù)和模型已有很多,但是在實際的氣化爐中,CO2氣化和H2O氣化是同時進行的,如何將單一氣氛煤焦氣化反應得到的數(shù)據(jù)應用于實際的混合氣氛反應是一個值得研究的課題。
　　本文選用了兩種不同變質程度的原煤,以不同的熱解條件制得的煤焦為研究對象,對煤焦樣

2、品進行了比表面和孔徑分布測試、表面形貌結構觀察和微晶結構測試。采用熱重分析儀和流化床反應器,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特性,并采用均相反應模型擬合實驗數(shù)據(jù),計算得到相應的氣化反應動力學參數(shù)。并且探討了焦-CO2反應與焦-H2O反應的競爭反應特性。得到了以下結論:
　　熱解條件對煤焦結構有顯著的影響,大同煤慢速熱解焦結構致密,大同煤快速熱解焦表現(xiàn)了強烈的熱塑性、煤焦孔隙結構發(fā)達,大雁慢速熱

3、解焦結構疏松,大雁煤在快速熱解條件下容易產生破碎。
　　實驗條件下,H2O氣化反應速率明顯高于CO2氣化反應速率。對于不同煤焦,氣化劑對煤焦反應性的影響是不一樣的,從大到小的排列順序為: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。氣化劑對慢速熱解煤焦反應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構以微孔為主,導致CO2反應活性很低。
　　實驗條件下,CO2氣氛下不同煤焦的比反應速率順序為

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,不同煤焦的比反應速率順序為:大雁快速焦>大同快速焦>大雁慢速焦。
　　均相模型對非等溫熱重實驗部分的實驗數(shù)據(jù)能進行很好的擬合,得到相應的動力學參數(shù),大雁煤焦的動力學參數(shù)存在著動力學補償效應。
　　煤焦-CO2和煤焦-H2O反應并不是發(fā)生在完全相同或完全獨立的活性位,它們競爭一部分共同的活性位。不同煤焦的競爭作用強弱不同,從大到小排列順序為:大雁快速焦