煤田火区氧化煤分阶催化气化及作用机理 |
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作者姓名: | 戚绪尧 陈良舟 王涛 张亚博 |
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作者单位: | 1. 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室;2. 中国矿业大学安全工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(52174219,51774275,U1810106); |
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摘 要: | 煤田火区热量较大,火区高温会对周围煤体造成影响,在火区受到有效控制或蔓延至其他区域后,往往在火区边缘或邻近煤层形成数量较大的氧化煤。与原始煤炭相比,氧化煤热值低、灰分高,难以作为常规燃煤利用,目前多与优质煤混合利用,导致混煤整体燃烧热值降低且炉渣量增加,严重影响电厂锅炉运行效率。为了更好地利用氧化煤,实现资源利用最大化,提出了氧化煤的分阶催化气化思路,并提出使用价格低廉的膨润土作为高温阶段的催化芯材,通过分阶式催化剂分别实现氧化煤气化过程的初期快速活化和后期催化气化,从而实现氧化煤高效气化利用。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和孔隙分析表征氧化煤催化气化过程中关键结构演变特征,并利用热重质谱联用开展气化实验,通过特征参数分析气化前期和后期反应特点。结果表明:分阶式催化剂由外层K2CO3和内层膨润土构成,其表层K2CO3能明显促进氧化煤初期热解过程中孔隙结构的形成,在气化初期产生大量微孔结构,增加氧化煤与气化剂CO2的接触面积,提高氧化煤反应活性;含Na+阳离...
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关 键 词: | 煤田火区 氧化煤 分阶催化气化 钠基膨润土 作用机理 |
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