CO2-H2O及其混合氣氛對煤焦氣化特性影響的實驗研究.pdf

1、煤氣化是煤高效利用技術之一，影響煤氣化過程的關鍵因素之一就是氣化介質。CO2和H2O是最常用的煤氣化介質，煤焦與H2O或CO2的氣化反應，國內外學者進行了大量的研究。近年來，隨著煤氣化技術的發(fā)展，煤在H2O/CO2共存氣氛下的氣化技術受到了普遍重視。然而，由于煤在H2O/CO2共同氣氛下的氣化過程并不表現(xiàn)為煤在單獨H2O或CO2氣氛條件下氣化過程的簡單疊加，H2O/CO2對煤焦的氣化特性影響機理還有待進一步研究。
　　本文首先選用

2、典型煙煤作為實驗樣品，在立式固定床反應器上研究了不同CO2分壓（濃度）、不同停留時間等條件對煤焦氣化焦產(chǎn)率的影響，并利用拉曼光譜分析對制得的煤焦化學結構進行了系統(tǒng)表征；同時利用熱重分析儀，在等溫條件下對不同煤焦反應性進行了測量和分析。實驗結果表明不同分壓（濃度）CO2對煤焦氣化特性有明顯影響，CO2分壓（濃度）越高，煤焦產(chǎn)率越低；在相同 CO2分壓（濃度）條件下，隨著停留時間增加，煤焦產(chǎn)率也會明顯降低；同時，不同CO2分壓（濃度）也會對

3、氣化形成的煤焦化學結構產(chǎn)生顯著影響，隨著 CO2分壓（濃度）由0％增大至70%時，煤焦結構縮聚程度增加；而當CO2分壓（濃度）增大進一步增大至100%時，煤焦結構中的小環(huán)/大環(huán)比例又有一定程度上升。煤焦表現(xiàn)出的反應性規(guī)律與其氣化過程中形成的化學結構特征變化規(guī)律基本一致。
　　接著，本文進一步研究了不同H2O分壓（濃度），不同停留時間對煤焦氣化特性的影響。實驗結果表明，當前實驗條件下，煤焦與H2O的氣化反應速率明顯高于煤焦與CO2的

4、氣化反應速率；H2O分壓（濃度）越高，煤焦產(chǎn)率越低；在相同H2O分壓（濃度）條件下，隨著停留時間的增加，煤焦產(chǎn)率會明顯降低。氣化過程中，隨著H2O分壓（濃度）由0%增大至30%時，煤焦中更多的小環(huán)結構被消耗和/或者轉變?yōu)榉€(wěn)定的大環(huán)結構，煤焦的縮聚程度更加劇烈；而當H2O分壓（濃度）增大進一步增大至100%時，煤焦結構中的小環(huán)/大環(huán)比例又有一定程度上升。H2O氣化焦表現(xiàn)出反應性普遍比相同條件下CO2氣化低，并且其反應性變化規(guī)律與其化學結構

5、特征變化規(guī)律也是基本一致。
　　最后，本文在不同的CO2/H2O比例，不同停留時間等條件下研究了 CO2/H2O共同作用對煤焦氣化特性的影響。實驗結果表明，CO2與H2O共同存在時，CO2和H2O與煤焦氣化反應過程存在著相互影響，煤焦在H2O/CO2共同氣氛下的氣化過程并不表現(xiàn)為煤在單獨H2O或CO2氣氛條件下氣化過程的簡單疊加；在相同的煤焦轉化率時，H2O/CO2共氣氛條件下煤焦化學結構的縮聚程度沒有單獨H2O氣氛條件下明顯，但