论文部分内容阅读
近年来许多研究人员发现煤和生物质混合反应过程中存在协同作用,特别是在共气化的过程中,大量的研究发现生物质中的碱金属对煤的气化有很好的催化作用,为了有效的利用碱金属的催化特性,本文将研究共气化过程中碱金属的催化特性和迁移特性。本课题选取了褐煤、烟煤、豆秸、水杉木、花生壳和橘皮等六种原料作为实验原料。本课题对煤和生物质共热解/气化过程中焦炭中碱金属的迁移量和迁移规律进行了研究。实验发现共热解/气化过程中生物质中的碱金属迁移到了煤焦的表面。与豆秸单独反应相比较,褐煤和豆秸900℃热解/气化后混合焦炭中均固定了大量的碱金属,气化初期混合焦炭中有少量碱金属挥发掉,当气化进行到一定程度时碱金属固定量几乎不变。褐煤和豆秸在800℃混合气化后焦炭中钾的固定量接近1%,而在850℃和900℃气化后的混合焦炭中碱金属钾的固定量达到了20%,因此温度对碱金属的固定含量影响很大。在同步热分析仪上用全等质量法热解/气化煤和生物质,实验结果表明,共热解时迁移到煤焦上的碱金属对煤焦的热解/气化几乎没有催化作用。共气化时生物质灰中的碱金属对煤焦的气化起到了催化作用,并且灰中碱金属的含量越高催化性越好。褐煤和豆秸在800℃、850℃、900℃三种温度下混合气化时,从碱金属的催化特性和经济成本上考虑,850℃混合气化是较理想的选择。选用去离子水和盐酸溶液淋洗豆秸,考察不同形态的碱金属对混合气化的影响。通过观察豆秸、水洗、酸洗后的豆秸和煤混合气化后煤焦表面元素分布的SEM-EDS图,发现豆秸和褐煤共气化时迁移碱金属为水溶性的碱金属。实验发现水洗、酸洗后的豆秸和褐煤混合气化时都不存在协同作用,说明了煤和生物质共气化时迁移的水溶性的碱金属起到了主要催化作用。用自行搭建的快速下落式固定床反应装置研究煤和生物质共热解/气化时碱金属对焦油催化特性的研究,实验结果表明共热解/气化时生物质中的碱金属促进了焦油的裂解。同时也证明了加权平均法计算焦油含量是存在问题的。