永城无烟煤与秸秆的共气化特性研究

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本文选用大豆、小麦秸秆,考察两种秸秆以及两种秸秆质量比为1:1的混合秸秆与永城无烟煤的共气化特性,进行了CO2气化热重实验并计算出碳转化率和相关气化动力学参数,研究了在管式炉内950-1100℃的水蒸气气化、氧气-水蒸气气化特性并测定气体组分,计算比较气化产气速率、固定碳转化率、气体产率、气体热值,实验内容及结论如下:利用热重分析仪进行CO2气化实验,研究两种秸秆及其混合秸秆分别与永城无烟煤的共气化特性,对比TG、DTG曲线以及碳转化率曲线,考察不同掺混比例对气化的影响,研究发现,秸秆掺混比例大于等于50%时,到达某一温度后,碳转化率不再变化。在焦的气化阶段,豆秆表现出良好的气化性,麦秆气化性相对较低。根据CO2气化热重分析结果进行动力学研究,得到对应的活化能E和指前因子A,结果表明,E与A的变化趋势一致;随着秸秆掺混比例的增大,对应温度区间气化所需活化能呈减小趋势。在管式炉内进行水蒸气气化实验,考察两种秸秆及其混合秸秆与永城无烟煤掺混所制半焦的气化特性,分析不同掺混比例、气化温度、气化剂对气体组分、气化特性参数的影响,研究分为以下三个部分:1)永城无烟煤中分别掺混质量分数为0、10%、30%、50%的豆秆、麦秆以及两者1:1混合秸秆干馏后所制得半焦在1100℃下分别进行水蒸气气化,结果表明,随着秸秆掺混比例的增加,气化煤气中H2、CO的含量升高,CO2的含量降低,CH4含量无明显变化,气体热值增大,气体产率先增大后减小。掺混豆秆或豆秆、麦秆1:1混合秸秆时,产气速率、固定碳转化率随掺混比例的增大先增大后减小,而掺混麦秆时,产气速率、固定碳转化率随掺混比例的增大而增大。2)永城无烟煤中掺混质量分数为30%的豆秆、麦秆1:1混合秸秆干馏后所制得半焦在950-1100℃不同温度下分别进行水蒸气气化,结果表明,随着反应温度的升高,气体成分中H2、CH4含量降低,CO含量升高,CO2含量先增大后减小;3)永城无烟煤中掺混质量分数为30%的豆秆、麦秆1:1混合秸秆干馏后所制得半焦在1050℃下进行氧气-水蒸气气化,结果表明,本实验条件下其气化效果不是十分理想,最佳气化条件仍有待进一步研究。
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