沛城煤矿天然焦-CO_2气化特性研究

在热重分析仪上研究沛城煤矿天然焦-CO_2气化反应特性:比较了不同温度下天然焦与原煤的气化特性,考察了气化反应温度、气化介质CO_2流量和操作压力对天然焦-CO_2气化反应特性的影响。结果表明:沛城煤矿天然焦与原煤的气化特性比较接近,略高于原煤;气化温度对气化反应影响显著;气化温度1000℃、试样质量10mg左右、常压气化条件下,气化反应气体流量达到60 mL/min时,才基本消除外扩散的影响;随着气化压力的增加,气化反应速率增加,天然焦试样碳转化率增加,同一反应时刻,随压力的增加,试样碳转化率的增加并不呈线性,在较高压力下,压力对二氧化碳与沛城煤矿天然焦的还原反应的影响较弱。     

化学链燃烧制氢三联流化床冷态实验研究

针对化学链燃烧制氢中无法实现燃料气的完全转化的问题,本文结合铁氧化物的化学特性提出了一种全新的复合流化床结构,设计搭建了对应热值为50 kW的三联流化床冷态试验台,并对该系统进行了气固流动特性研究,探讨了各反应器送风量对压力特征、固体循环率、物料分布的影响。实验结果表明,反应器的压力随着反应器风量的增大而增大;固体循环率可以在较大范围内调节;整个系统能够长期稳定地运行。     

天然焦-H2O气化反应特性

在加压热重分析仪上研究了气化温度和催化剂种类对沛城煤矿天然焦-H2O的气化反应特性的影响,用扫描电镜(SEM)观察不同温度下焦样的孔隙结构,并计算了动力学参数.结果表明,气化温度是影响天然焦-H2O气化反应性的一个主要因素,随着温度的升高,天然焦的孔隙越发达,碳转化率明显增大;K基、Ni基、Fe基三种催化剂均能有效地促进气化反应,其中K基催化剂效果最好,其次是Ni基和Fe基催化剂;天然焦的活化能为Eα=147.25 kJ/mol.     

天然焦的XRD及气化特性

利用X射线衍射技术对沛城煤矿天然焦、徐州韩桥烟煤和石墨粉试剂进行衍射实验，得出三种物质的结构特征。在热重天平上研究天然焦－CO2的气化反应性，并与烟煤的气化特性进行对比。结果表明，天然焦具有与无烟煤类似的微晶结构，表征晶体三维结构的101衍射峰并未出现；天然焦的气化活性要比烟煤差，但是在添加催化剂或者提高气化温度后天然焦的气化活性得到改善；比较三种催化剂的催化效果发现，K基催化剂的催化效果最好，其次是Ca基、Fe基催化剂。利用未反应收缩核模型能够很好地描述天然焦、烟煤的气化过程，通过计算得出气化反应的动力学参数。