低灰熔点无烟煤煤焦与CO2催化气化特性研究.pdfVIP

第 37卷 第 4期 煤 炭 转 化 Vo1．37 NO．4 2014年 1O月 C0AL C0NVERS10N oct．2O14 低灰熔点无烟煤煤焦与 CO2催化气化特性研究 王诗瀚 尹向群。 王清华 陈前林。 敖先权 ’ 摘 要 利用碱金属碳酸盐作催化剂，对低灰熔点无烟煤煤焦与 CO 的催化气化反应 活性进 行研 究．结果表明，反应活性主要受温度、催化剂种类及担载量的影响，催化活性顺序为：KCo。 NaCO。)LiC0。，煤焦的反应活性随着催化剂担载量的增加而提 高；在反应过程 中，催化剂与煤焦 中的物质会发生一定程度的反应 ，生成不溶性盐；煤焦的比表面积会随着催化剂担载量的增大而减 小，但催化活性反而增强，其主要受到催化剂提供 的反应活性中心的影响． 关键词 低灰熔点，无烟煤煤焦，催化气化 ，CO。气化 活性 中图分类号 TQ544 0 引 言 1 实验部分 近年来 ，现代煤化工发展迅速，而煤气化是现代 1．1 试样的制备与处理 煤化工的龙头技术 ，煤质特性是影响煤气化性能的 主要因素．_】]通过煤对 CO 的反应性可以判断煤种 实验用煤样为贵州某煤矿无烟煤，为了使反应 气化和燃烧性能，反应性强的煤在气化和燃烧过程 过程中煤不结焦 ，原煤首先经过干馏处理 ，去掉大部 中，反应速度快 ，效率高；反应性直接影响炉子的耗 分挥发分物质 ，其方法按照 GB474—2008进行 ，将 煤量、耗氧量及煤气 中有效成分等，因此，研究煤与 3mm～6mm粒度的煤样装入 100cm。的带盖坩 Co 的反应性是评价气化或燃烧用煤 的一项重要 埚 ，将坩埚放入马弗炉内，以15℃／min~20。C／min 指标．同时，随着温室效应 的 日渐增强 ，C0 排放和 的速度升温到 900℃，在此温度下保持 1h，切断 电 煤的清洁利用越来越受到关注 ，若将 CO。利用于煤 源 ，冷却到室温．取出试样用 6mm和 3mlTl的圆孔 的气化剂 ，可以消耗大量 CO ．碱金属碳酸盐对煤炭 筛叠在一起筛分试样 ，取 3mm～6mm粒度的试样 气化具有较好的催化功能．_2]研究在催化反应过程 作测定用． 中催化剂的存在形式及 晶型转变，可以探索催化反 1。2 催化剂 的担载方法 应过程 ，找到影响催化反应的关键因素．_15贵州无烟 煤储量较大 ，但一些地区煤种灰熔点较低 ，在较低气 催化剂的担载量按煤样质量分数计算．催化剂 化温度条件下，气化效率较低，若要提高气化效率就 采用浸渍法加入煤样 ，煤样担载催化剂后于室温静 需要升高气化温度，但由于其灰熔点低 ，提高气化温 置 24h后 ，在烘箱中以 100。C的条件干燥后备用． 度就会导致灰渣产生熔融而结疤 ，引起排渣故障，而 1．3 反应活性评价装置 利用催化气化的手段可以大大降低气化温度．本实 验用碱金属 Li，Na，K碳酸盐作催化剂对低灰熔点 煤气化反应装置见第 33页 图 1．反应器材质为 无烟煤煤焦与 CO 的催化反应特性作 了研究，主要 刚玉管 ，尺寸为长度 ×直径 ：1000mm×30mm．反 考察煤焦的反应活性，催化剂对煤焦 比表面积的影 应器用程序升温电炉加热，反应尾气用气相色谱仪 响及反应过程中催化剂晶型的转变等 ，以探索低灰 (Agilent7820)进行在线分析．将原料 10g置于反应 熔点无烟煤催化气