半焦的多循环气化活性及微观结构分析.pdf

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1、第41卷第8期燃料化学学报Vo1．41NO．82013年8月JournalofFuelChemistryandTechnologyAug．2013文章编号：0253-2409(2013)08-0917-05半焦的多循环气化活性及微观结构分析景旭亮，王志青，余钟亮，房倚天(1．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；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：为了研究工业流化床气化条件下多循环过程中半焦的气化活性及微观结构变化规律，在快速反应固定床装置上，对三种不同煤阶的半焦进行了模拟多循环气化。通过

2、残焦质量计算得到了循环次数对半焦碳转化率的影响，并利用孔隙分析仪和XRD分析仪考察了半焦的微观结构变化。结果表明，随循环次数的增加，低阶霍林河褐煤半焦的转化率增加，而神木烟煤和晋城无烟煤半焦的转化率降低。多循环过程中“冷淬”效应的存在使得半焦的BET比表面积和微孔比表面积随循环次数呈“山形”趋势变化，而石墨化结构与转化率的变化趋势一致，是决定碳转化率变化的决定性因素。关键词：流化床；比表面积；碳微晶结构；气化活性中图分类号：TQ546文献标识码：AMulti．circulatedgasificationreactivityofco

3、alcharanditsmicrostructureanalysisJINGXu—liang，WANGZhi—qing，YUZhong—liang，FANGYi—tian(1．StateKeyLaboratoryofCoalConversion，InstituteofCoalChemistry，ChineseAcademyofSciences，Ta~uan030001，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Toinvest

4、igatethevariationingasificationreactivityandmicrostructureofcharfromthemulti．circulationfluidizedbedgasifier，3charsfromdifferentrankcoalsweregasifiedinasimulatedmulti．circulatedreactor(rapidheating-upfixedbed)．Thecarbonconversionwascalculatedfromtheweightofresidues，an

5、dthestructurewasanalyzedbyporeandXRDanalyzer．Theresultsshowthatwiththeincreaseofcycletime．thecarbonconversionoflowrankHLHlignitecharincreaseswhilethatofSMbituminousandJCanthracitecharsdecrease．TheevolutionsofBETsurfaceareaandmicroporeareahaveapeakvaluewiththecirculate

6、time．Thevariationofgraphitizationissimilarwiththecarbonconversion。whichcanbeconsideredasthekeyfactortodeteIn'linethecarbonconversion．Keywords：fluidizedbedgasifier；surfacearea；carboncrystallinestructure；gasificationreactivity煤气化是煤炭高效洁净利用的重要技术之一。有重要的指导意义。流化床煤气化具有炉内物料均匀、

7、操作温度温和、成热重分析仪是目前最为广泛应用的煤焦反应性本低廉等优点，但在流化床气化过程中，大量未完全测试手段，其具有操作简单、精确度高等优点_3J。转化的小颗粒半焦细粉会被合成气带出，从而造成但是，这种多循环过程中的“冷淬”效应在热重装置流化床气化炉的碳转化率较低J。这部分小颗粒上很难实现，而流化床又无法定量的考察循环冷淬半焦在流化床内的停留时间较短，其含碳量仍然较次数对其反应性能的影响。因此，实验利用快速反高，因此，被旋风分离器收集之后，重新返回到气化应固定床模拟实现了流化床的多循环过程，考察了炉内进行多次循环气化_2J。在流

8、化床多循环过程多循环过程中冷“淬效”应对半焦反应性能和微观中，半焦颗粒的温度在返料管内有所降低，进入气化结构的影响，从而为半焦的循环气化提供一定的理炉之后又快速升高，可将这种半焦颗粒温度的波动论基础。过程称为“冷淬”。多循环过程中的“冷淬”效应可1