内扩散对煤和石油焦水蒸气气化反应性能的影响

以内蒙褐煤、神府烟煤、遵义无烟煤和石油焦为研究对象,借助热重分析仪,进行了水蒸气气化动力学研究,得到了4种样品焦的本征动力学方程,分析了水蒸气分压和粒径对气化反应的影响。基于幂函数模型得到的动力学参数,结合气固催化理论,提出了计算内扩散效率因子(η)的方法。计算效率因子(ηcal)和实验效率因子(ηexp)的对比结果表明,使用该方法得到的内扩散效率因子可以用于定量评估水蒸气气化反应中内扩散过程的影响程度。

内蒙煤焦CO2气化过程的结构演变特性

基于滴管炉制备内蒙褐煤快速热解焦,借助高频炉开展快速热解焦与CO_2的气化实验,考察了煤焦气化过程的结构演变特性。结果表明,随着反应的进行,气化半焦的石墨化程度不断增加,但未达到天然石墨的有序化程度;比表面积先增大后减小,而平均孔径总体呈相反的变化趋势;气化半焦的粒径在反应前期逐渐减小,当转化率大于74%,半焦粒径逐渐增大,归因于气化后期部分颗粒的黏结。

气化过程中煤焦破碎成灰的模型模拟

基于渗流理论,建立了气化过程中单颗粒煤焦的破碎成灰模型,研究了煤焦结构对气化反应性能的影响,煤焦结构的演变过程以及最终的残灰粒径分布。模拟结果表明:随着初始孔隙率的增加,煤焦在气化前期的气化反应和破碎程度更为剧烈。对于初始孔隙率较小的煤焦,在气化末期,当转化率超过某一数值时,煤焦粒径急剧下降,这与文献报道的实验结果吻合。残灰粒径分布曲线在超微米区(1—10μm)存在一个峰值粒径,这是内在矿物质的聚合与煤焦破碎相互竞争的结果。随着初始孔隙率的增加,残灰的峰值粒径呈下降的变化趋势,残灰主要集中在粒径较小的范围内。