煤焦-CO2氣化過程中煤灰的催化作用及機(jī)理研究.pdf

1、本研究基于淮南煤灰組成特征，利用純化學(xué)試劑配制模擬灰，將模擬灰與原煤灰分別添加至兩酸法脫除灰分的淮南煤中，900℃下制成熱解焦樣，在熱重分析儀上研究原煤焦、脫灰煤焦、添加原煤灰和模擬灰的煤焦的氣化反應(yīng)特性;同時，改變模擬灰的組成，考察灰中堿性組分K2O、CaO和Fe2O3的含量對脫灰煤焦氣化特性的影響以及灰中SiO2和Al2O3對Fe2O3催化作用的影響，并探究影響機(jī)理。利用收縮核模型對煤焦氣化反應(yīng)進(jìn)行了動力學(xué)模擬。得出以下主要結(jié)論:<

2、br>　　酸法脫灰能脫除淮南煤中灰分，同時使煤焦比表面積增大了約175.28％，使淮南煤焦氣化反應(yīng)性變好;真實煤灰及模擬灰對煤焦熱解過程的石墨化進(jìn)程起抑制作用，外加煤灰在較低氣化溫度下對煤焦的氣化具有催化作用，在高溫段會增大氣化劑擴(kuò)散阻力，降低煤焦的氣化速率。
　　隨著灰中K2O、CaO和Fe2O3含量的增加，總體上煤焦的氣化溫度降低，氣化反應(yīng)活性上升;在模擬灰中，堿性氧化物會與灰中其他組分發(fā)生反應(yīng)生成無催化活性化合物，灰中含少量

3、催化劑時對煤焦的氣化反應(yīng)性無明顯影響;煤灰中不同組分對煤焦氣化的催化作用大小不同，在本文的實驗研究范圍內(nèi)，淮南煤灰中這三種組分對煤焦氣化反應(yīng)的催化作用K2O＞CaO＞Fe2O3;灰中Fe元素以鐵尖晶石的形態(tài)存在不會抑制其催化作用，有SiO2存在時會生成無催化作用化合物，抑制鐵尖晶石的生成，導(dǎo)致Fe2O3的催化作用減弱。
　　收縮核模型能較好地擬合淮南煤焦的氣化反應(yīng)過程，淮南原煤焦和脫灰煤焦氣化活化能分別為155.96kJ/mol和