褐煤与烟煤共热解和共气化过程中的协同作用研究

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采用固定床反应器进行了云南褐煤(YN褐煤)和大王沟烟煤(DWG烟煤)的共热解和共气化实验,主要考察了两种原料之间的协同作用,并探讨了协同作用形成的机理,主要内容如下:一、在900℃的热解温度下,褐煤共热解产生的焦炭与由褐煤和烟煤单独热解按比例计算得到的焦炭产率相比,差别很小,但前者的焦油产率明显低于后者;通过对气体的组成分析得到,共热解过程产生的气体组分不同于由褐煤和烟煤单独热解按比例合成的组成相比得到的组成。这些结果反映了共热解过程引起的协同作用。二、对共热解所得的煤焦进行了水蒸气气化,测定了气化反应速率、气体组成和碳转化率,并与褐煤和烟煤单独热解所得煤焦的混合物进行了对比,结果表明,共热解所得的煤焦具有较大的气化反应速度,但与气化温度有关;运用化学反应控制模型模拟共热解所得煤焦和单独煤样热解所得煤焦的气化反应过程,求得反应活化能,结果表明,前者的活化能的低于后者的活化能,这说明共热解煤焦具有较高的气化活性。三、通过用酸洗方法部分脱除煤中的矿物质,考察了煤中矿物质对共气化协同作用的影响,证实了煤中矿物质是引起共气化协同作用的原因之一;借助扫描电镜(SEM)和比表面积测定(BET Surface Area)等分析手段,进一步表明褐煤与烟煤之间作用会引起煤焦结构的变化,可能也影响其气化反应活性。
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