黑液水煤漿焦與普通水煤漿焦CO2催化氣化反應特性研究

第26卷第12期中國電機工程學(xué)報Vol 26 No 12 Jun. 20062006年6月Proceedings of the CseeC2006 Chin. Soc. for Elec Eng文章編號:0258-8013(2006)12-0149-05中圖分類(lèi)號:TQ534文獻標識碼:A學(xué)科分類(lèi)號:47020黑液水煤漿焦與普通水煤漿焦CO2催化氣化反應特性研究周俊虎,匡建平,周志軍,林妙,劉建忠,岑可法(浙江大學(xué)能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗室,浙江省杭州市310027)Research on Alkali-catalysed cO2-Gasification of Coal black Liquor Slurry Char and coalWater Slurry CharZHOU Jun-hu, KUANG Jian-ping, ZHOU Zhi-jun, Lin Miao, LIU Jian-zhong CEN Ke-fa(State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Zhejiang University, Hangzhou 3 10027Zhejiang Province, China)ABSTRACT: The gasification and combustion of coal black化劑的負荷飽和度LSL( loading saturation level)最佳值為iquor slurry(CBLS)is a new coal cleam utilization technology, 109which has been developed based on the coal water syurry(CWS) technology. Alkali-catalysed gasification experiment of關(guān)鍵詞:熱能動(dòng)力工程;黑液煤漿焦:熱重分析;水煤漿焦cbls char and cws char are studied we have obtainedcarbon conversion datas by temperature-programmed thermo- 0 3IEgravimetry and isothermal technique. It shown that the黑液水煤漿燃燒和氣化是一種新型的潔凈煤gasification of CBls char was catalyzed by sodium and itscompounds, and also the organic matter composition of cbls利用技術(shù)。它是在普通水煤漿的基礎上發(fā)展起來(lái)char played a key role in the gasification. The carbon的,由60%70%煤粉和30%40%造紙黑液混合而conversion of cbls char was98.37% which was5.1% higher成?，F代工業(yè)的高速發(fā)展,尤其是造紙工業(yè)的快速than that of Coal water slurry char. The optimal gasification發(fā)展,導致我國每年工業(yè)廢水排放量驚人。以造紙temperature for two chars was20℃, in which the carbon工業(yè)為例,廢水量約占全國工業(yè)廢水量的10%左conversionappropriate loading saturationlevel(LSL) of alkali-cata右,其中制漿原料以草類(lèi)纖維為主的企業(yè)約占709was以上,由于制漿造紙廢水污染物濃度高,可生化降解性差,采用常規處理方法效果不理想,尋找符合KEY WORDS: thermal power engineering; coal black liquor國情的造紙廢水綜合處理技術(shù)和工藝路線(xiàn)具有重slurry char; thermogravimetric study; coal water slurry char要意義。摘要:黑液水煤漿燃燒和氣化是一種新型的潔浄煤利用技國內外不少研究者對煤氣化和廢液的利用展術(shù)。它是在普通水煤漿的基礎上發(fā)展起來(lái)的,該文對黑液水開(kāi)了研究。周宏倉等4研究了煤氣化生成氣特性。煤漿焦和普通水煤漿焦進(jìn)行CO2催化氣化實(shí)驗,得到了在Jongwon Kim7研究了煤和黑液的液化,發(fā)現黑液等溫條件和程序升溫條件下氣化反應的碳轉化率。試驗結果表明:黑液水煤漿焦中的鈉及其化合物在氣化過(guò)程中有明顯/顯中木質(zhì)素能打斷亞甲基鍵,是煤熱解的活性載體。章永浩等認為堿金屬離子能與煤表面含氧基團催化作用,并且黑液中有機物成分也對氣化起到一定促進(jìn)作形成表面絡(luò )合鹽,表面絡(luò )合鹽起到氣化活化中心的用。黑液水煤漿焦的碳轉化率為98.37%,比普通水煤漿焦碳轉化率(93.60%)高出5.1%,催化氣化作用明顯。兩種煤作用。R. Puertolas0研究了黑液的熱解特性;張濟的最佳氣化反應溫度為1200℃,碳轉化率最高。堿金屬催宇研究了工業(yè)廢液堿對無(wú)煙煤的催化作用。研究結果表明,由于黑液中的有機物和無(wú)機物成分對煤基金項目:國家重點(diǎn)基礎研究發(fā)展(973)計劃項目(2004CB217701)。的燃燒和氣化Foundation of the national programme for Basic Researchs中國煤化工理有效利用Development of China( Project 973: 2004CB217701)黑液的同時(shí)CNMHG效率。中國電機工程學(xué)報第26卷造紙黑液與煤粉混合制備水煤漿進(jìn)行燃燒和試驗選用的煤樣為新汶煤(XW)、,普通水煤漿氣化,是一項新型的潔凈煤技術(shù),它既能解決紙漿(CwS)由新汶煤和水配制而成,黑液水煤漿(CBLS)黑液能源化的問(wèn)題凵,同時(shí)黑液中的堿金屬№a及由新汶煤和造紙黑液配制而成。工業(yè)分析和元素分其化合物又可充當氣化反應的催化劑,黑液中部分析見(jiàn)表1。有機物也會(huì )對氣化產(chǎn)生一定的積極影響。本文主要造紙黑液中,其固形物的2/3為有機物,主要硏究黑液水煤漿焦與普通水煤漿焦在CO2催化氣化為木質(zhì)素及纖維素和半纖維素的堿性降解產(chǎn)物;另中的反應特性。外1/3為無(wú)機物,包括游離的鈉鹽和含硅、鋁的化1試驗部分合物,如氫氧化鈉、硫化鈉。對黑液進(jìn)行原子吸收光譜分析,鈉含量高達144%黑液成分見(jiàn)表2。1.1試驗樣品表1煤樣、水煤漿的工業(yè)分析、元素分析及發(fā)熱量Tab. 1 Proximate analysis and Ultimate analvsis oand coal black liqueOnet, ar/( kJ/kg)元素分析w煤樣CO24459,703286480.104.141.411.58.14CWS42.996.791570742.942.100.3.6617261.4表2黑液成分分右Tab. 2omponent analysis of black.C/%惰性氧化物/%固體物/(g)pH38.560340.820.4514.4120.10.22堿量/%Na2O(gL)有效堿(gL)SO2%Qnsm(MJkg)有機組分/%有機組分(gL)0.331.2樣品制備及氣化反應二是程序升溫氣化,主要研究各種不同的焦樣(1)酸洗脫灰。在氣化過(guò)程中碳轉化率與溫度的關(guān)系。試驗過(guò)程取HCl、HF各30mL(HCl:HF=1:1),用等離稱(chēng)取焦樣約15mg,CO2氣氛,流量為50mL/min子水稀釋至200mL,然后加入50g煤粉,用78-1分別升溫到900、1000、1100、1200和1300℃,在型磁力加熱攪拌器攪拌加熱(<100℃)2h,冷卻后900℃之前升溫速率30℃min,溫度高于900℃以后過(guò)濾,再用去離子水洗滌過(guò)濾2次,然后恒溫烘干升溫速率為12℃min,進(jìn)行氣化試驗(80℃)。(2)制焦。2試驗結果分析與討論N2氣氛,濃度為999,升溫速率5℃mim,2.1等溫熱重試驗加熱到800℃,恒溫1h等溫熱重技術(shù),即在恒溫條件下測定碳轉化率(3)氣化反應。與時(shí)間的關(guān)系,主要用來(lái)模擬工業(yè)爐部分操作條件實(shí)驗儀器采用瑞士TGA-SDTA851°熱分析天(如爐溫、氣氛、壓力等)來(lái)分析煤氣化的熱行為平,生成TG- DTG-DTA曲線(xiàn)研究各種煤焦焦樣、(1)不同氣化反應溫度對黑液水煤漿焦氣化反普通水煤漿焦和黑液水煤漿焦氣化反應過(guò)程。氣化應特性的影響。試驗分為兩部分是等溫氣化,研究煤焦氣化反應活性對溫度黑液水煤漿焦氣化反應特性與氣化溫度的關(guān)的依變關(guān)系。等溫熱重技術(shù),主要是在恒溫條件下系如圖1所示。在CO2氣氛下,黑液水煤漿焦在不測定碳轉化率與時(shí)間的關(guān)系,其特點(diǎn)是可以模擬氣同溫度條件下氣化時(shí)碳轉化率有很大差別。在900化爐的部分操作條件(如爐溫、氣氛、壓力等)來(lái)研100010081300℃,黑液水煤漿焦碳轉率最高究煤氣化的熱行為。試驗過(guò)程:稱(chēng)取焦樣約15mg達到8271%,84.0%,80.09%和8479%。只有當氣先在高純N2氣氛(流量60mL/min)中升溫,分別升化溫度為1200℃時(shí),黑液水煤漿焦能夠全部氣化,溫到900、1003、100、1200和1300。在900C碳轉率接近于99%。該現象說(shuō)明黑液水煤漿焦氣化之前升溫速率為30℃min,溫度高于900℃以后升時(shí)對溫度有一定的依賴(lài)關(guān)系,在1200℃之前氣化溫溫速率為2℃mm,恒溫2m,將N2切換成CO,度對氣化時(shí)碳中國煤化工動(dòng)力學(xué)控制流量為5mL/min,進(jìn)行氣化試驗;區域:在120CNMH力減弱,逐周俊虎等:黑液水煤漿焦與普通水煤漿焦CO2催化氣化反應特性研究51步過(guò)渡到擴散控制階段。崔洪3研究了3種不同煤反應活性有一定提高,但是圖1顯示1300℃時(shí)煤焦氣化程度的煤焦,也得出煤焦大約在1100℃接近擴的碳轉化率反而較1200℃時(shí)低,這說(shuō)明對于黑液水散控制階段。在1300℃時(shí),黑液水煤漿焦并沒(méi)有完煤漿焦中CCO2反應而言,由于黑液中存在堿金屬全氣化,相反其碳轉率反而降到84.79%,造成這種Na及其化合物,另外還有部分以木質(zhì)素及纖維素和現象的原因主要是在溫度升高到1300℃時(shí)破壞了半纖維素為主的無(wú)機物,催化劑較為適宜的溫度是焦炭催化劑的活化性能,減小了焦碳表面的活化中1200℃,溫度過(guò)高會(huì )導致催化劑失活。心,導致部分催化劑失活。 Teus Wigman和Joep表3不同溫度條件下黑液水煤漿焦氣化反應活性指標van doorn4的試驗證實(shí)了氣化過(guò)程中,NaOC鍵Tab 3 Active index of cbls char in differenttemperature在初始階段被打斷后,Na在氧化還原反應中具有活I(lǐng)ooss反應指數R性。催化劑失活是由于催化劑與C之間缺少接觸,63211.3933021.82同時(shí)金屬蒸發(fā)或碳酸鹽結晶化。 R. Hughes'將催化劑失活分為3類(lèi):①催化劑的燒結失活或熱失活23,38②催化劑中毒失活;③催化劑污染失活。綜合考慮(2)不同氣化反應溫度條件下普通水煤漿焦來(lái)看,黑液水煤漿焦在1300℃時(shí)碳轉率下降的主要氣化反應特性原因,可能是催化劑的燒結失活,高溫條件下使催不同溫度時(shí)普通水煤漿焦氣化反應見(jiàn)圖2。由化劑結晶化,比表面積減少,同時(shí)催化劑的孔結構圖2可以看出,在CO2氣氛下,普通水煤漿焦不同也發(fā)生變化,因而催化劑活性降低。溫度條件的氣化反應有較大區別。在900、1000、1100和1300℃,普通水煤漿焦碳轉率最高達到84.53%,%和只有在1200℃時(shí),普00℃通水煤漿漿焦接近于全部氣化,碳轉率為93.6%。該現象說(shuō)明普通水煤漿焦與黑液水煤漿焦一樣,由于都是同一煤種即新汶煤,所以可看出新汶煤氣化時(shí)對溫度的依賴(lài)關(guān)系,在1200℃之前氣化溫度對氣化的影響較大,煤焦內表面充分發(fā)展并且活性中心圖1不同溫度時(shí)黑液水煤漿焦氣化時(shí)的碳轉化率不斷增加,堿金屬Na的存在客觀(guān)上增加了活性中Fig. 1 Carbon conversin of CBLS char in different心數。1200℃之后煤焦的孔結構發(fā)生重排和收縮,從而使煤焦中微孔變得更加狹窄,在氣化過(guò)程中氣焦炭的反應活性可以用來(lái)表示焦炭與O2、CO化劑可接觸的煤焦表面積減少,氣體在微孔中擴散或水蒸汽的反應能力。反應性指數R表征煤焦的阻力增大,使煤焦氣化反應活性降低。反應特性,R=2/05,表示固定碳轉化率達到50%所需時(shí)間,其中τ205和τ=05表示碳轉化率為5%表4為不同制焦溫度普通水煤漿焦氣化反應活性指標。由表4可以看出,1000℃以下普通水煤漿和50%時(shí)的反應時(shí)間。除此之外還有幾種評價(jià)方焦的反應活性很差,1000以上煤焦的反應活性迅法,如CO2還原率、氣化時(shí)的速率,以及固定碳轉速增大,并且當溫度從1000℃變化到1100、1200化率達到50%時(shí)所需的時(shí)間等。這些方法普遍適用于等溫法動(dòng)力學(xué)過(guò)程。對于300℃時(shí),煤焦的反應活性逐步增加;這與黑液水程序升溫的過(guò)程,可采用的方法有半衰期反應性初始反應性和最大反應性來(lái)描述。本文采用碳轉化000℃率達到50%時(shí)的溫度值來(lái)衡量煤焦的氣化反應性,300℃900℃不同溫度條件下,黑液水煤漿焦氣化反應活性指標見(jiàn)表3由表3可以看出,1000℃以下黑液水煤漿焦的反應活性很差,1000℃以上煤焦的反應活性迅速增圖2不同溫度時(shí)普通水煤漿焦氣化時(shí)的碳轉化率大,并且在1000-1200℃之間煤焦的反應活性較接Fig.2Carb中國煤化工 different近,沒(méi)有太大的差別,溫度超過(guò)1200℃以后,煤焦CNMHG中國電機工程學(xué)報第26卷表4不同制焦溫度普通水煤漿焦氣化反應活性指標Tab 4 Active index of cws char in differenttemperature黑液水煤漿70320普通水煤漿38.50130080012001400ts煤漿焦的反應活性有一些差別,黑液水煤漿焦的反圖31200℃時(shí),黑液水煤漿焦與普通水煤漿應活性在1000、1100、1200℃都差不多,促使黑液焦氣化時(shí)碳的轉化率比較水煤漿焦在1000℃時(shí)反應活性增強的直接原因是Fig 3 Carbon conversion of Cbls char andCWS Char In1200℃堿金屬Na及其化合物在氣化過(guò)程中的催化作用表51200℃溫度時(shí)普通水煤漿焦與黑液(3)黑液水煤漿焦與普通水煤漿焦在1200℃水煤漿焦氣化反應碳轉化率氣化反時(shí)時(shí)碳轉化率對比。Tab. 5 Carbon conversin of cbls char andcwS char in1200口1200℃時(shí),黑液水煤漿焦與普通水煤漿焦氣化T/Kr0s/s反應指數R(h)黑液水煤漿147398.37時(shí)碳轉化率比較見(jiàn)圖3、表5。從圖3和表5可知,普通水煤漿147393.6043.64由于黑液水煤漿中存在大量的鈉及其化合物,起到2.2程序升溫熱重試驗了催化劑的作用,黑液水煤漿焦的碳轉化率為(1)不同氣化溫度下黑液水煤漿焦氣化反應98.37%,比普通水煤漿焦碳轉化率(93.60%高出特性。5.1%,催化氣化作用明顯。國內外有關(guān)催化劑對氣如圖4所示,在程序升溫條件下,不同氣化溫化反應性的有不少報道。 Wigman認為,催化度(900、10001012001300℃)黑液水煤漿焦劑增加了煤焦的比表面積,相應提高了氣化反應速氣化時(shí)碳轉化率存在明顯差別。900℃時(shí)黑液水煤漿率。 Hamilton!發(fā)現,提高摻加的金屬催化劑濃度氣化碳轉化率僅為23.6%;100℃時(shí)黑液水煤漿氣導致煤焦比表面積減小,但仍然提高了反應速率,化碳轉化率為76.7%;1100℃和1200℃時(shí)黑液水煤漿原因是增加了與反應密切相關(guān)的活化中心數目。氣化碳轉化率分別為861%,86.14%;溫度上升到Teus Wigman和 Hans Haringa19認為Na在富氧的1300℃時(shí)碳轉化率才達到85.53%由上面等溫試驗焦炭表面有很好的活性,可以有效抑制鈉蒸氣蒸發(fā)可知,在1200℃之前氣化溫度對氣化的影響較大,導致的活性減弱。但是從煤焦的反應活性上來(lái)看,氣化活性隨溫度升高而增加:溫度高于1200后普通水煤漿焦的反應活性?xún)?yōu)于黑液水煤漿焦,其反化活性會(huì )降低。但是1200℃時(shí)黑液水煤漿焦氣化應性指數R是黑液水煤漿焦的2倍,這說(shuō)明黑液水碳轉化率為86.14%,較等溫氣化時(shí)碳轉化率小了近煤漿焦的氣化反映速度低于普通水煤漿焦,造成這12,原因可能是由于升溫氣化過(guò)程中煤焦內部空種現象的原因可能源于2個(gè)方面:①熱解時(shí)煤分子原結構發(fā)生變化,分子結構發(fā)生重排,碳微晶結構內鍵發(fā)生斷裂的化學(xué)反應,有CH2、芳烴及一些官向有序化排列方向發(fā)展,使活性位減少。同時(shí),為能團釋放出來(lái),大量的焦油組分逸出煤粒表面,使了分析不同溫度條件下焦樣的反應活性,采用碳轉煤焦表面富集了大量焦油前驅?xiě)B的化合物,這些化化率達到50%時(shí)的溫度值的大小來(lái)衡量煤焦的氣化反應性,即轉化率達到50%時(shí)的溫度越高,該焦合物提供了較多的易反應的活性點(diǎn)位,CWS的碳氫樣的反應性越差。比高出CBLS近40%,所以客觀(guān)上造成CWS的官表6為不同制焦溫度黑液水煤漿焦氣化反應活能團釋放較CBLS強烈,從而提供了較多的活性點(diǎn)性。由表6可以看出,在100100時(shí),黑液水位。②正如 Hamilton觀(guān)察到的現象一樣,在黑液中煤漿焦轉化率達到50%時(shí)的溫度值相差無(wú)幾,并且的堿金屬Na作為氣化反應的催化劑,制焦碳化過(guò)其碳轉化率也相近;而在1000時(shí),碳轉化率較低,程中分布在焦炭表面,雖然形成了一部分活化中轉化率達到50%時(shí)的溫度值亦較高。這說(shuō)明對于黑點(diǎn),同時(shí)也導致煤焦比表面積減小,影響到了氣化液水煤焦而言H中國煤化工合物的催化反應速率。作用,其在1CNMHG交高。周俊虎等:黑液水煤漿焦與普通水煤漿焦CO2催化氣化反應特性研究53300℃較廣的方法。反應動(dòng)力學(xué)方程為1200℃1000℃da/dt=kfa)=AeRf(a)=Ae/(1-a)"式中=(W0-W)/W0-W),W0,W,形分別為試樣的原始質(zhì)量,溫度TK)時(shí)的質(zhì)量和達到反應終點(diǎn)900℃時(shí)的殘余量。又圖4不同溫度時(shí)黑液水煤漿焦氣化時(shí)的碳轉化率故da/dT=(A/β)Ae(1-a)Fig 4 Carbon conversion of CBLS char in different將上式取對數并采用差減法可得表6不同制焦溫度時(shí)黑液水煤漿焦氣化反應活性△lndT)=-△()+n△ln(1-)Tab. 6 Active index of cbls char in differentEtemperature△ln(-da/dT/△n(1-a)=-=△/△mn(1-a)+nTr-0s/K利用上式對△(1/7)~△Ln(1-a)作圖,可以求100076.7l18122686.1l111218得活化能E和反應級數n。根據公式分別求取了486.14110:1219種反應工況:黑液水煤漿焦(CBLS)、普通水煤漿焦(2)黑液水煤漿焦、普通水煤漿焦、添加20%、(CWS)摻加10%Na的普通水煤漿(CWS+10%Na)14.4%、10%Na的氣化試驗。摻加144%Na的普通水煤漿焦(CWS+144%Na)如圖5所示,當普通水煤漿中添加的Na濃度(該焦樣中Na的濃度等同于黑液水煤漿焦中Na為10%時(shí),煤漿焦氣化碳轉化率幾乎可以達到99%,的濃度),計算結果見(jiàn)表7。從表7中可以看出,從而黑液水煤漿(Na濃度為144%)、普通水煤漿和添線(xiàn)性擬合公式和相關(guān)系數來(lái)看,所求得的反應級加Na濃度為144%、20%煤焦碳轉換率均低于90%,數、頻率因子和活化能較為理想。黑液水煤漿焦氣由于在10%Na濃度的水煤漿焦碳轉化率已經(jīng)接近化反應級數接近于0.5,活化能為172.94kJ/mol99%,因此可以認為,對于水煤漿(新汶煤配制而成)普通水煤漿焦氣化反應級數接近于075,活化能為堿金屬鈉CO2-催化氣化反應,催化劑的負荷飽和度205.806kJ/mol。由于催化劑的作用,黑液水煤漿焦LSL最佳值約為10%。氣化反應時(shí)活化能較普通水煤漿焦活化能下降了CWS+5%N約16%黑液水煤漿焦(CBLS)、摻加10%Na的普通水煤漿焦和摻加144%Na的普通水煤漿焦這3種樣CBLS 14. 4%Na)品的氣化反應時(shí)活化能分別為17294、142.04和8973kJol由此可以得出2條結論:①黑液水煤漿焦和摻加14.4%Na的普通水煤漿焦中堿金屬圖5幾種不同類(lèi)型煤焦氣化時(shí)的碳轉化率Na濃度相同但活化能不同,前者較后者小8.85%,Fig 5 Carbon conversion of several different samples從兩者的成分上來(lái)看,黑液水煤漿中的黑液含有大(3)非催化氣化反應與催化氣化反應。量的木質(zhì)素及纖維素和半纖維素的堿性降解產(chǎn)物,根據熱重曲線(xiàn)和反應動(dòng)力學(xué)方程求解1200℃該類(lèi)物質(zhì)在文獻[20中曾被證實(shí)能明顯改善黑液水黑液水煤漿焦與普通水煤漿焦氣化動(dòng)力學(xué)參數:活煤漿的燃燒著(zhù)火性能,這說(shuō)明黑液中除了堿金屬化能E和反應級數n。試驗采用 Freeman- Carroll Na能起到催化氣化的作用以外,黑液中的其他物質(zhì)法(弗里曼一卡羅爾法,1958年提出),是一種應用如木質(zhì)素及纖維素和半纖維素,也對氣化起到積極表71200℃條件下條件下,黑液水煤漿焦與普通水煤漿焦氣化動(dòng)力學(xué)參數Tab. 7 Kinetic analvzing results of cws char and CBlS char樣品反應級數m相關(guān)系數頻率因子/lgA活化能E(kJ/mo)CBLY=0.49526-0.90321X98599y=0.74856-1.074867XCWS+10%NaF=0.6198-0.74185X0.98445中國煤化工4CWS+14. 4%Na1.00797=1.00797-0.99091X0.9947CNMHG中國電機工程學(xué)報第26卷作用,具體的影響途徑有待進(jìn)一步研究;②CWS研究叮,中國電機工程學(xué)報,2005,25(1):156-160.加10%Na普通水煤漿焦和CWS加144%Na普通水Zhou Hongcang, Jin Baosheng, Zhong Zhaoping. Experimental study煤漿焦的活化能分別為14204和18973kJ/mol,on polynuclear aromatic hydrocarbons emission from partial兩種試驗樣品中堿金屬Na的濃度有一定差別,Nagasification of three types of coals[J]. Proceedings of the CSEE, 200525(1):156-160( n Chinese濃度為10%時(shí)焦樣的活化能明顯低于14.4%焦樣的51黃亞繼,金保升,仲兆平.痕量元素在氣化產(chǎn)物中分布規律的研究活化能。這說(shuō)明催化劑的負荷飽和度LSL在10%.中國電機工程學(xué)報,2004,24(1):208-2左右,催化劑濃度高于LSL后反而降低了催化效Huang Yaji,Zhaoping. Experimental study on果,對氣化產(chǎn)氣率產(chǎn)生負面的影響。polynuclear aromatic hydrocarbons emission from partial gasificationJ. Proceedings of the CSEE, 2004, 24(11):3結語(yǔ)208-212(inCh[6]張榮光,那永潔,呂清剛.循環(huán)流化床煤氣化試驗研究門(mén).中國(1)在1200℃之前氣化溫度對黑液水煤漿焦電機工程學(xué)報,2005,25(9):103-107氣化時(shí)碳轉化率的影響較大,1200℃時(shí)碳轉化率達Zhang rong guang, Na Yong jie, Li Qinggang. Experimental study到最高;1200℃之后由于焦碳內部空隙結構發(fā)生變d bed [ Proceedings of tCSEE,2005,25(9):103-107( in Chinese)化,碳轉化率反而降低。[7] Jongwon Kim. Coliquefaction of coal and black liquor(2)由于催化劑的作用,黑液水煤漿焦相比environmentally acceptable liquid fuels[J]. Energy Sources, 1999,較普通水煤漿焦而言,氣化反應從1000℃開(kāi)始就具有較高的反應活性。而后者只有當溫度升到12008]張永浩,童錦泉,煤焦與水蒸汽和二氧化碳的氣化反應動(dòng)力學(xué)℃時(shí)反應活性才逐漸變大[.高?；瘜W(xué)工程5(4):313(3)黑液水煤漿中存在大量的鈉及其化合物,Zhang Yonghao, Dong Jinquan et al. Reaction kinetics of gasificationof char in COz and steam[J]. Journal of Chemical Engineering of起到了催化劑的作用,黑液水煤漿焦的碳轉化率為Chinese Universities, 1991, 5(4): 313-319(in Chinese)98.37%,比普通水煤漿焦碳轉化率高出5.1%,催化⑨9]唐盛明.煤粉摻造紙黑液的燃燒試驗與分析門(mén).資源節約和綜合氣化作用明顯。利用,1997,6(2):40-41(4)根據試驗結果推論,堿金屬催化劑的負Tang Shengming. Analysis of combusition of coal intermingled by荷飽和度LSL最佳值為10%。black liquor[J]. 1997, 6(2):40-41(in Chinese)[1O] Puertolas R, Gea G. Pyrolysis of black liquors from alkaline pulping(5)黑液中除了堿金屬Na能起到催化氣化的of straw. Influence of a preoxidation stage onthe char characteristics作用以外,黑液中的其他物質(zhì)如木質(zhì)素及纖維素和U. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2001, 58-59半纖維素也對氣化起到積極作用,具體的影響途徑有待研究。[l]張濟宇,洪詩(shī)捷.工業(yè)廢液堿對福建無(wú)煙煤水蒸氣催化氣化的實(shí)驗參考文獻Zhang Jiyu, Hong Shijie. Experimental study on catalytic gasification周德悟,陳閩,陶培生,工業(yè)廢液直接作水煤漿添加劑.煤化alkalis[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2002, 30(6):481-486(in ChineseZhou dewu, Chen min, Tao peisheng, Industrial waste fluids as[I2」]廖洪強,鄧德敏,李保慶,等,煤催化氣化硏究進(jìn)展與煤一紙漿additive agent of coal water slurry[J]. Coal Chemical Industry,黑液共氣化門(mén)煤炭轉化,2000,23(3):1-51994(1):23-27( in Chinese)Liao Hongqiang, Den Demin, Li Baoqing, et al. Review on catalytic[2]李寒旭,徐江華.造紙黑液制取水煤漿添加劑的研究門(mén),中國煤gasification of coal and a assume of co-gasification of coal and炭,2001,93(4):38-40pulping spent liquor [J]. Coal Conversion, 2000, 23(3): 1-5(inadditive from black pulp liquor. China Coal,2001,93(4):38-40(in[13]崔洪,徐秀峰.煤焦CO2氣化的熱重分析硏究J煤炭轉化,1996,「3]白成志,李寒旭,利用造紙黑液制備水煤漿添加劑叮,化工環(huán)保,CuiHong, Xu Xiufeng. A thermogravimetric study of char-COzBai Chenzhi, Li Hanxu. Preparation of water coal slurry additive from [14] Teus Wigmans, Joep von Doorn. Temperature-programmed desorptionblack pulping liquor[J]. 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Shadman variation of rate during potassium- catalysed作者簡(jiǎn)介oal char門(mén).Fuel,1984,63(7):1008-1112周俊虎(1962—)男,浙江寧波人,教授,博士生導師,熱能工程專(zhuān)[19]TeusWigmans,HansHaringa.Nature,activityandstabilityofactiveenejhzhou(@publiczju.edu.cn;sites during alkali metal carbonate-catalysed gasification reaction of匡建平(1973-)男,博士研究生,主要從事水煤漿燃燒和氣化及數coal char{.Fuel,1983,62(2):185-189值模擬研究[20]周俊虎,匡建平.原煤和黑液水煤漿燃燒特性的熱分析對比研究].燃料化學(xué)學(xué)報,2005,33(2):33-37(編輯賈瑞君中國煤化工CNMHG