采用焦分离方法研究共热解时煤与生物质的相互作用及对焦结构和CO2气化反应性的影响

李晓明; 张红; 刘梦杰; 智丽飞; 白进; 白宗庆; 李文

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煤与生物质的相互作用已被广泛研究.但是,其相互作用机制通常是基于混合焦样的物理化学结构和反应性而提出.在这项工作中,基于不同形状和粒度将无烟煤与生物质共热解后的混合焦分离,然后通过分析分离后煤焦的结构和反应性来揭示煤与生物质相互作用机制.在热解温度为600和900℃条件下,在固定床反应器中制备了混合有不同比例的秸秆(CS)的无烟煤焦样.采用了电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)和X射线衍射(XRD)对煤焦的AAEM浓度和微晶结构进行了检测.利用TGA设备分析了分离后的煤焦与CO2的气化反应性.结果表明,随着掺混比例从0增加到80％,煤焦中活性K和Mg的浓度逐渐增加,并形成更为无序的碳结构.共热解过程中,更多的AAEM种类被混合物中的煤焦通过挥发分-焦相互作用捕获,而不是随生物质挥发分逸出.同时,热解温度的升高引起了K和Na挥发和失活,也导致石墨化度的降低.而且,CS的添加和更低的热解温度均可提高煤焦的气化反应性.此外,在煤焦的碱性指数AI与反应性指数R0.5之间建立了较好的线性关系(R2=0.9009),表明在煤与生物质共气化过程中,AAEMs对提高煤焦气化反应活性起主导作用.

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来源
《燃料化学学报》 |2020年第8期|897-907|共11页
作者
李晓明; 张红; 刘梦杰; 智丽飞; 白进; 白宗庆; 李文;
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作者单位

太原科技大学化学与生物工程学院山西太原 030024;

太原科技大学化学与生物工程学院山西太原 030024;

中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原 030001;

中国科学院大学北京 100049;

太原科技大学化学与生物工程学院山西太原 030024;

中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原 030001;

中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原 030001;

中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原 030001;

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正文语种 chi
中图分类煤炭气化工业;
关键词
煤与生物质的相互作用; 焦分离; 共热解; 气化反应性; 碱性指数;

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