【摘要】：煤氣化通�？煞譃槊旱臒峤夂徒沟臍饣�,其中焦的氣化作為速率控制步驟,直接影響著氣化效率,而焦結(jié)構(gòu)又是影響氣化速率的主要因素之一。事實(shí)上,隨著氣化反應(yīng)的進(jìn)行焦結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生演變,堿金屬和堿土金屬將隨之遷移和轉(zhuǎn)化,進(jìn)而影響其催化作用。氣化過程中焦結(jié)構(gòu)的演變與其反應(yīng)活性息息相關(guān),即結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)影響效率。因此,探究焦結(jié)構(gòu)在氣化過程中的演變與反應(yīng)性的關(guān)聯(lián)對(duì)氣化機(jī)理的研究有非常重要的意義。為了探討物料的差異對(duì)其反應(yīng)性的影響,本研究中選用不同煤階的西山煙煤和錫盟褐煤(兩種典型的中國煤)以及華北地區(qū)的玉米秸稈為實(shí)驗(yàn)原料,采用程序升溫?zé)峤夥绞街苽錈峤饨K溫為1000℃的焦樣作為研究對(duì)象,利用固定床反應(yīng)器-在線氣體分析系統(tǒng)對(duì)焦樣進(jìn)行了不同氣氛、不同碳轉(zhuǎn)化率、以及不同混合比例的氣化活性評(píng)價(jià)。對(duì)原焦樣品及不同碳轉(zhuǎn)化率下的氣化殘焦進(jìn)行N2吸附表征、拉曼表征和礦物質(zhì)含量測(cè)定,探討了焦樣在氣化反應(yīng)過程中結(jié)構(gòu)的演變,并將其與反應(yīng)性進(jìn)行了關(guān)聯(lián),進(jìn)一步分析了混合氣氛下焦-CO2反應(yīng)與焦-H2O反應(yīng)的協(xié)同效應(yīng)以及不同摻混比例的煤焦與生物質(zhì)焦共氣化過程中的協(xié)同效應(yīng)。結(jié)果表明：(1)800℃水蒸氣氣氛下,玉米秸稈焦的氣化反應(yīng)性與比表面積和礦物質(zhì)K、Mg的含量相關(guān),與化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān)性不明顯；褐煤焦的氣化本征反應(yīng)性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān)。950℃水蒸氣氣氛下,煙煤焦的氣化反應(yīng)性與比表面積有一定的相關(guān)性。(2)800℃ CO2氣氛下,玉米秸稈焦的比表面積和礦物質(zhì)K、Mg、Ca對(duì)其氣化反應(yīng)起主導(dǎo)作用；褐煤焦的氣化反應(yīng)性與其比表面積和化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān)。950℃ CO2氣氛下,煙煤焦的氣化本征反應(yīng)性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān)。(3)800℃混合氣氛下,玉米秸稈焦的氣化反應(yīng)主要受比表面積和礦物質(zhì)K、Mg的影響；褐煤焦的氣化本征反應(yīng)性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān),且碳轉(zhuǎn)化率小于30%時(shí),礦物質(zhì)Na、Ca、K對(duì)反應(yīng)起到催化作用。950℃混合氣氛下,煙煤焦的氣化反應(yīng)性在碳轉(zhuǎn)化率小于20%時(shí)與比表面積相關(guān),而自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)和礦物質(zhì)對(duì)氣化反應(yīng)性的影響不顯著。(4)不同焦樣在H2O/CO2共氣化過程中都存在一定的協(xié)同效應(yīng),且它們的表觀反應(yīng)速率協(xié)同效應(yīng)均與比表面積相關(guān)；玉米秸稈焦的本征反應(yīng)速率所體現(xiàn)的協(xié)同效應(yīng)與礦物質(zhì)K、Mg、Ca相關(guān)；褐煤焦的本征反應(yīng)速率協(xié)同效應(yīng)與其化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān)；煙煤焦的本征反應(yīng)速率協(xié)同效應(yīng)與礦物質(zhì)K有一定的相關(guān)性。(5)煤焦與生物質(zhì)焦共氣化過程中存在一定的協(xié)同效應(yīng)。褐煤焦與玉米秸稈焦的比例為2：1時(shí),混合焦的氣化活性最高；而煙煤焦與玉米秸稈焦共氣化的反應(yīng)活性則隨玉米秸稈焦比例的增加而增大。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ546

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2769778