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本文以平项山地区十一种煤为原料,采用固定床管式反应器和热天平两种气化实验装置,考察了煤阶、矿物质含量、灰分熔融、气化温度以及不同煤种掺混等对煤焦的气化反应性的影响;并在特定温度下,进行了煤焦等温气化反应性测试。主要结果如下:
在低灰熔点煤的气化反应中,当温度高于1150℃时,反应受到严重的阻碍,可认为是煤焦中灰分熔融的影响。粒径的大小决定了反应是动力学控制还是扩散反应控制;但粒径的影响还将取决于原材料特性。高灰熔点煤的高温气化是受传质速率控制,煤种的影响较小。
低阶煤焦的气化反应性,主要受孔隙结构和矿物质催化作用的两个因素影响,且后者影响较大。因此,随着脱灰程度的加深,气化反应性下降,主要是由于有催化作用的矿物质被除去所致。
在较低气化温度下,对于高灰熔点煤而言,助熔剂的添加有利于提高煤焦的气化反应性,随气化温度的提高,助熔剂对煤焦气化反应性的催化促进作用明显地减弱,直至消失。混煤焦气化反应性受掺混比及组分煤种影响较大。
煤焦等温气化反应温度越高,煤焦的转化率越大,相应的反应速率也越快。同一煤种,煤焦-水蒸汽气化反应速率高于煤焦-CO2反应速率。