印尼褐煤无黏结剂型煤自燃与燃烧特性研究

在内辊式高压型煤机上将一种印度尼西亚褐煤压制成高强度的无黏结剂型煤,对其比表面积、孔容积和表面官能团进行分析,测定了型煤的相对着火温度和绝热氧化升温速率,研究了其热解和燃烧行为特性.结果表明,印尼褐煤在干燥和高压成型过程中,发生了孔的收缩和崩塌,特别是微孔收缩程度要更大一些;干燥和成型过程中有羟基、羰基和羧基含氧官能团的分解;经过提质处理后,褐煤的自燃着火倾向降低,热解和燃烧反应性降低.     

K2CO3对兰炭催化气化特性的影响

在固定床中考察了不同K₂CO₃植入浓度和不同温度条件下兰炭催化气化特性。结果表明，5%的催化剂植入浓度主要起到填充孔隙的作用，当植入浓度增加到10%以后，催化剂发生堆积会使颗粒表面及内部形成较多孔隙。提高气化温度可提高兰炭转化率，超过750℃之后碳转化率增幅减缓，催化剂饱和装载浓度为10%。在颗粒表面和开放孔隙中的高浓度C(O)才具有较高的脱附速率，并提高CO生成速率。在非催化条件下，随着气化的进行CO/CO₂下降，而H₂/(2CO₂+CO)先增后减。在催化条件下，H₂/(2CO₂+CO)稳定在1.5～1.7。催化剂兰炭样品中出现了K₂Ca(CO₃)₂双金属碳酸盐、K₂O、KO₂等活性组分，并随催化剂植入浓度的增加而增加。催化剂植入浓度的增加会导致失活现象加重，但兰炭在750℃条件下气化1 h 催化剂没有完全失活。     

K2CO3催化热解棉秆及其含钾半焦产物对焦油的催化降解

生物质热解过程中产生的焦油对设备和环境造成严重危害,探究K2CO3催化棉秆热解生成焦油的影响机制以及含钾半焦对焦油的催化降解作用,对实现生物质能源高效利用具有重要意义。本工作在600℃条件下,采用卧式固定床催化热解实验装置研究棉秆的催化热解特性。结果表明：添加K2CO3能抑制焦油产生,K2CO3添加量为7.5%（质量分数）时,焦油产率由未添加K2CO3时的43%降至33%,且焦油中芳香烃含量增大。基于密度泛函理论的半纤维素模型化合物4-O-甲基葡萄糖醛酸的分子热解计算结果表明,钾活化了4-O-甲基葡萄糖醛酸侧链基团,使—OH更易于脱除。进一步以甲苯作为焦油的模型化合物,开展棉秆半焦异相降解甲苯实验研究,发现添加K2CO3使热解半焦的比表面积增大、半焦表面吸附位点增多,增强了甲苯的降解缩合反应。可见,添加K2CO3能在热解初始阶段减少焦油产生,同时回收含钾半焦作为催化剂能够强化焦油降解,为提高棉秆资源利用率提供了新思路。     

K_2CO_3对兰炭催化气化特性的影响

在固定床中考察了不同K_2CO_3植入浓度和不同温度条件下兰炭催化气化特性。结果表明,5%的催化剂植入浓度主要起到填充孔隙的作用,当植入浓度增加到10%以后,催化剂发生堆积会使颗粒表面及内部形成较多孔隙。提高气化温度可提高兰炭转化率,超过750℃之后碳转化率增幅减缓,催化剂饱和装载浓度为10%。在颗粒表面和开放孔隙中的高浓度C(O)才具有较高的脱附速率,并提高CO生成速率。在非催化条件下,随着气化的进行CO/CO_2下降,而H_2/(2CO_2+CO)先增后减。在催化条件下,H_2/(2CO_2+CO)稳定在1.5～1.7。催化剂兰炭样品中出现了K_2Ca(CO_3)_2双金属碳酸盐、K_2O、KO_2等活性组分,并随催化剂植入浓度的增加而增加。催化剂植入浓度的增加会导致失活现象加重,但兰炭在750℃条件下气化1 h催化剂没有完全失活。