伊宁长焰煤半焦催化气化的研究

赵红涛，武建军，肖 伟，曹 坤

（中国矿业大学化工学院，江苏 徐州 221116）

伊宁长焰煤半焦催化气化的研究

赵红涛，武建军，肖 伟，曹 坤

（中国矿业大学化工学院，江苏 徐州 221116）

采用K2CO3、Na2CO3、KOH和CaO为催化剂，CO2为气化剂，使用热重分析仪研究了伊宁长焰煤半焦的催化气化。结果表明:（1）添加10%K2CO3使气化时间缩短了9．2min，相应的气化温度降低了184℃;（2）Na2CO3的最佳添加量为5%;（3）这几种催化剂的催化活性大小顺序依次为K2CO3＞KOH＞Na2CO3＞CaO。

煤半焦;催化气化;热重分析

煤炭气化是指利用煤或半焦与气化剂进行多相反应产生碳的氧化物、氢、甲烷的过程[1]，常用的气化剂有 O2、H2O、CO2和 H2。 近年来，全球因为化石燃料的直接燃烧排放出大量的CO2，造成严重的温室效应。如果将这些CO2捕集下来作为气化剂用于煤或半焦的气化，既可以减少环境污染，又可以实现碳资源循环利用。因此，研究煤或半焦的CO2气化反应特性意义十分重大。此外，通过添加催化剂可以促进煤或半焦的洁净、高效气化利用。本文研究中，将催化剂添加到半焦样品中，着重考察了重要碱金属和碱土金属对伊宁长焰煤半焦CO2催化气化的效果。

1 实验

1．1 样品

新疆伊宁长焰煤及其半焦的工业分析见表1。

表1 长焰煤和半焦的工业分析 w/%

1．2 实验步骤

将一定量长焰煤半焦和分析纯催化剂混合并搅拌均匀，密封装入干燥器等待测定。在STA－409C型热重分析仪上，以CO2为气化剂，气体流量为 100mL·min－1，称取样品 15 mg 放入 Al2O3坩埚，以 20℃·min－1的升温速率从室温加热到1100℃，然后再恒温30min。

1．3 反应性评价

本文中采用碳转化率达到50%时所需要的时间和最大气化反应速率，评价添加不同催化剂的伊宁长焰煤半焦的反应性。……