煤中礦物質對煤焦與H2O-CO2共氣化反應特性的影響.pdf

1、CO2返爐替代部分水蒸氣用于碎煤加壓干法排灰氣化，是解決該氣化工藝含酚廢水排放問題的有效途徑。同時，CO2返爐也可在一定程度上緩解碳排放壓力。目前，關于煤焦與H2O/CO2共氣化反應特性的研究還無法為工業(yè)試驗以及工業(yè)生產提供有效的理論和數據支撐。因此，針對煤焦與H2O/CO2共氣化反應特性的研究具有十分重要的理論和現實意義。
　　本研究選取已用于碎煤加壓干法排灰氣化爐的伊寧煤作為研究對象，利用多氣氛綜合熱分析儀對煤焦與H2O/CO

2、2共氣化的反應特性進行了考察，研究發(fā)現共氣化反應過程中協同效應的出現與煤中礦物質的催化作用密切相關。對煤進行低溫灰化和灰分的XRD表征，進一步確認煤中礦物質的種類。通過關聯逐級脫礦物質煤焦的H2O/CO2共氣化反應性與其中所含礦物質的關系，深入分析了伊寧煤中方解石在共氣化反應過程中的催化機理，并利用L-H動力學模型考察了原煤焦及脫礦物質煤焦的共氣化反應動力學。所得的主要結論如下:
　　(1)煤焦與H2O/CO2共氣化的反應性總體上

3、隨著反應溫度的升高而增加。但在氣化劑配比為H2O66.6％+CO233.3％時，800℃時的共氣化反應性較850℃的高。而且，煤焦與不同H2O/CO2配比氣化劑的共氣化反應性均高于與H2O或與CO2單一氣化劑的反應性。以上結果表明，煤焦與H2O/CO2共氣化反應過程中存在協同效應。
　　(2)經對比分析認為，煤中礦物質的催化作用是導致煤焦與H2O/CO2共氣化反應出現協同效應的根本原因。為了明晰煤中礦物質的固有形態(tài)，利用低溫灰化法

4、對煤中有機質進行脫除，獲得了礦物質未發(fā)生轉變的低溫灰樣。經XRD測試分析，結果表明，伊寧煤中礦物質主要包括石英、高嶺石、六方鉀霞石、方解石、菱鐵礦和黃鐵礦。
　　(3)比較分析逐級脫礦物質煤焦的共氣化反應性與所含礦物質種類的關系，確定煤中方解石的催化作用是煤焦與H2O/CO2共氣化反應產生協同效應的根本原因。方解石高溫分解生成的CaO可以同時吸附H2O和CO2到煤焦表面使之與碳發(fā)生氣化反應，從而使得共氣化反應速率遠高于單一氣化劑下