生物质灰对煤焦气化反应的影响
丁亮1
张旭1
魏佳乐1
李文远1
李伟鹏1
王志青2
房倚天2
1.西安石油大学化学化工学院,陕西西安 7100652.中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室,山西太原 030001
摘要：生物质灰富含碱金属及碱土金属(AAEM),可作为天然催化剂应用于煤催化气化.生物质灰对煤焦气化反应促进作用也是生物质与煤共气化协同作用的本质原因.然而,生物质灰中AAEM在煤气化过程中会失活,失去部分催化作用.通过固定床热解及气化试验,结合XRD、Raman、XRF及BET等手段,分析了生物质灰种类、添加量、气化温度等因素对煤焦气化反应的影响.结果表明,生物质灰对煤焦气化反应催化作用与AAEM含量及存在形态相关.煤焦气化反应速率随小麦秸秆灰添加量增大而增大,小麦秸秆灰添加量达40％时,煤焦气化反应速率变化趋于平缓.气化反应前期,小麦秸秆灰对煤焦气化反应存在抑制作用;随转化率升高,在相同转化率下,温度越高,小麦秸秆灰催化作用越弱.为抑制小麦秸秆灰中K的失活,以蛋壳作为添加剂,探究了小麦秸秆灰与蛋壳的混灰对煤焦气化反应的影响.结果表明,25％小麦秸秆灰与5％蛋壳的混灰,可进一步增强小麦秸秆灰对煤焦气化反应催化作用.添加小麦秸秆灰使煤焦在气化过程中比表面积增大,孔隙结构丰富,石墨化程度减弱,无定形碳含量增加,气化反应活化能降低,气化反应速率增大.煤焦及添加小麦秸秆灰煤焦气化反应采用随机孔模型模拟效果最好.研究结果为生物质灰在煤催化气化中的应用提供参考.
关键词：生物质灰煤催化气化碱金属失活钙基添加剂气化反应动力学
分类号：TQ546.2(煤炭气化工业)
资助基金：国家自然科学基金(21908176)大学生创新创业训练计划资助项目(S202210705125)
论文发表日期：2024-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 72-83 )
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