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高溫煙氣中煤焦氣化行為

2020-01-15 08:29:44宋偉明周建安王寶李數楊健
化工進展 2020年1期
關鍵詞:實驗

宋偉明,周建安,王寶,李數,楊健

(1 武漢科技大學鋼鐵冶金及資源利用省部共建教育部重點實驗室,湖北武漢430081;2 武漢科技大學湖北省冶金二次資源工程技術研究中心,湖北武漢430081)

中國作為世界上最大的煤炭生產國和消費國之一[1]。煤炭所帶來的資源與環境問題已經成了國民經濟高速、健康發展的制約因素,并對能源、經濟、環境的協調發展構成了嚴重威脅[2-3]。因此,開發煤炭的高效清潔利用技術迫在眉睫。煤氣化技術作為一種高效清潔技術,能夠促進煤炭資源綜合利用,并能減少CO2排放量,提高氣體的品質[4]。目前,以煤炭為燃料的發電企業、電池企業、鋼鐵企業、化工企業等行業會產生高CO、CO2、N2含量的高溫煙氣[5-6]。若直接排放到空氣中不僅污染環境,同時也會造成資源的浪費。

如果以高溫煙氣作為氣化劑來氣化煤焦,不僅可以減少CO2排放,還可以制備高品質可燃氣體,降低能耗。氣化得到的H2和CO一部分可作為化工原料,另一部分可作為燃料來發電。

為實現上述過程,需要對煤與高溫煙氣的實際過程進行相關研究。煤氣化反應過程研究多采用CO2、H2O 作 為 氣 化 劑[7]。Kim 等[8]在 自 制 的 固 定 床反應器上進行了煤焦的CO2氣化反應,并對氣體分析,研究了煤階對氣化反應的影響,建立了相應的動力學模型。Fermoso 等[9]在反應溫度為850~1050℃,實驗升溫速率為50℃/min,熱重分析儀上研究了煤焦的水蒸氣氣化特性。Ewerson 等[10]利用熱重分析儀,對南非煤焦與水蒸氣及CO2共氣化反應進行了相關研究,表明煤焦與水蒸氣和煤焦與CO2氣化反應分別發生在不同的活性位上,共氣化反應速率為單一氣氛下反應速率的加和?!?br>

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