新疆淖毛湖长焰煤地下催化热解的反应特性

设计了适合于地下催化热解/气化的错时喷射催化剂添加装置,在卧式热解反应器中使用四种典型催化剂对新疆淖毛湖长焰煤进行地下催化热解模拟实验.结果表明:四种催化剂可有效提高热解气中H_2和CO组分及气态产物产率,催化活性由大到小依次为8%Na_2CO_3溶液(8%为质量分数,下同),10%Ca(OH)_2溶液,10%CaO粉末,6%FNC(复合催化剂(Fe_2O_3-Na_2CO_3-Ca(OH)3));活性较高的Na_2CO_3溶液和Ca(OH)_2溶液使热解气中H_2组分提高了19%(体积分数),CO组分增加1.2倍,CH_4组分在低温热解区有所增加,但在600℃以上热解时无明显效果.半焦和焦油产率较催化前分别下降30%和20%~70%,煤气产率提高1.4倍~1.6倍.从催化活性和成本分析,在地下催化热解过程中主催化剂可选择Ca(OH)_2溶液,并配置活性最高的Na_2CO_3溶液作为辅助催化剂.

地下催化热解对无烟煤焦结构的影响研究

由于地下热解或者气化的原料为几百米甚至千米以下的原始煤层,地面催化法很难直接用于地下催化热解或者气化。文章设计了特殊的地下催化热解法,在卧式热解反应器中使用Ca(OH)_2催化剂对新疆昌吉某无烟煤进行了催化热解实验,获得了催化前后的热解煤焦并对煤焦进行了比表面积、XRD及煤焦气化反应活性测试。实验结果表明:Ca(OH)_2活化了热解煤焦,使比表面迅速增加,孔径分布更加复杂;催化剂加快了煤中有机官能团的热裂解,阻碍了芳香族自由基的热缩聚反应,延缓了热解半焦的有序化与石墨化进度并使煤焦反应活性能力提高。