煤-CO2气化反应性的热重实验研究

论文摘要

当今社会,大量煤炭的燃烧带来了严重的环境污染。应用煤气化技术是减少环境污染、节能、发展工业的重要措施。虽然国外己有多种煤气化技术开发成功,但我国的先进煤气化技术还处于开发阶段,与世界先进技术相比差距甚远。因此,对适用于我国煤炭资源和国情的煤气化技术的研究,具有特别重要的现实意义。本文采用小龙潭煤和大同煤作为实验煤样,通过向煤样中添加5%和10%三种单组份催化剂（Na2CO3、NaAC、NaCl）和一种复合催化剂（Na2CO3+NaCl）进行热重实验来考察催化剂种类和添加量对煤催化气化作用的影响,同时对复合催化剂和单组分催化剂的催化活性进行比较,从而对催化剂的催化性能进行初步的评价。实验结果显示:添加的两种单组份催化剂Na2CO3和NaAC都表现出了较高的催化活性,不仅明显提高了煤的气化效率,而且降低了气化温度,同时随着催化剂添加量的增加,煤的气化反应越容易进行;NaCl相较于前面两种单组份催化剂对煤气化的作用要次之。另外,复合催化剂也表现出了良好的催化活性。本文还对催化剂添加量、煤种和灰分对煤气化反应性的影响进行了研究。结果表明:在一定条件下,随着催化剂添加量的增大,煤的气化反应性增强;催化剂对大同煤的气化反应性的效果要好于小龙潭煤,说明催化剂对较高阶煤种的催化作用要强于对低阶煤;低温气化时由于灰分的催化作用,原煤的气化反应性要高于脱灰煤,但在高温阶段原煤的气化反应性却低于脱灰煤,同时随着灰分担载量的增加,其对气化反应性的催化效果越好,说明了灰分总体上对煤气化起促进作用。最后本文利用热重实验采集到的数据,运用简化的动力学模型求取煤-CO2气化反应的动力学参数,证实了催化剂的加入确实降低了煤气化反应时的活化能,也验证了之前热重实验的结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 煤气化技术的发展
• 1.3 煤气化技术的原理概述
• 1.4 本文研究内容
• 2 实验装置与方法
• 2.1 煤样的选取与制备
• 2.2 催化剂的添加方法
• 2.3 气化实验
• 2.4 气化实验中的计算
• 3 不同煤种添加催化剂的催化气化实验研究
• 3.1 小龙潭煤添加催化剂的气化实验研究
• 3.2 大同煤担载催化剂的气化实验研究
• 3.3 煤种对气化反应性的影响
• 3.4 本章小结
• 4 灰分对煤气化反应性的影响
• 4.1 脱灰煤与原煤气化反应性的比较
• 4.2 脱灰煤与人工合成煤气化反应性的比较
• 4.3 灰分含量对煤气化反应性的影响
• 4.4 本章小结
• 2 气化反应动力学研究'>5 煤-CO₂气化反应动力学研究
• 5.1 动力学模型
• 5.2 计算结果与讨论
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献