论文部分内容阅读
煤气化是清洁、高效利用煤炭的有效途径之一。与其它煤气化途径相比,煤催化气化工艺有很大的优势：降低气化温度,加速气化反应速率。本文选用神木烟煤为实验煤样,二氧化碳作为气化剂,白云石煅烧产物作为催化剂气化温度为850℃～1000℃,在自行搭建的热重实验台上进行煤的催化气化研究。本论文首先考察制焦温度、煤粉颗粒粒径、气化温度等因素对煤气化的影响,结果表明：制焦温度升高,煤的气化反应性会降低；煤粉的粒径小于0.096mm时,会排除内扩散的影响；并用模式配合法求得煤的机理函数和动力学参数。其次,鉴于白云石煅烧产物为CaO和MgO,有必要分别对CaO和MgO的催化特性进行研究。研究表明,与MgO相比CaO对煤焦气化有明显的促进作用；随着气化温度的升高,煤焦中CaO的最大负荷饱和度逐渐变大；煤焦中MgO的最大负荷饱和度为15%,并不随气化温度的改变而变化；CaO和MgO的复合催化剂要优于任何它的每一种组分,其最佳配比随气化温度而异。再次,用白云石煅烧产物作为催化剂,其催化效果受煅烧温度、颗粒粒径、煅烧时间、循环煅烧/碳酸化次数等因素的影响。对这些影响因素做进一步的研究中发现：煅烧温度在850℃-950℃之间,白云石煅烧温度越高,催化剂的催化效果越好,这可能归功于高温煅烧有利于大孔的形成,而大孔有利于气化剂扩散,故催化效果会变佳；白云石粒径越小,催化剂与煤焦的接触面积越大,催化效果会越好；白云石煅烧时间延长虽然有利于大孔的形成,但会因为催化剂的烧结而失去部分活化中心,催化效果变差,通过实验得出,白云石的最佳煅烧时间是2h-4h；在本实验中,白云石循环煅烧碳酸化2次最合适。通过本论文的研究表明,白云石煅烧产物的存在会加速煤气化反应的进行。