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煤的气化反应特性受到煤阶、压力、温度、内在矿物质以及催化剂等多种因素的影响。深入研究煤的气化反应特性,可为实现煤的高效利用和洁净转化提供借鉴。本文基于热重分析仪开展负载Na2CO3/K2CO3神府烟煤(SF)和遵义无烟煤(ZY)煤焦的催化气化实验,以考察气化温度、气化气氛和催化剂负载量对煤焦反应活性的影响。 采用电子扫描显微镜-能谱仪连用装置和物理吸附仪表征负载碳酸钠煤焦的表观结构和孔隙结构。结果表明,负载4.4wt%碳酸钠神府煤焦的比表面积(17.2m2/g)远大于负载6.6wt%碳酸钠神府煤焦(2.9m2/g),烟煤煤焦催化气化过程存在钠离子的饱和添加量(2.2-6.6wt%),负载过多催化剂会堵塞SF煤焦孔隙结构,导致其气化反应活性降低。SF煤焦-H2O和ZY煤焦-H2O气化反应活性随温度的升高及催化剂负载量的增加而提高。 采用高温热台显微镜探讨不同气氛下负载碳酸钾脱灰煤焦与催化剂的相互作用。结果表明,当温度超过碳酸钾熔点时,神府脱灰煤焦-CO2和遵义脱灰煤焦-CO2气化过程中均存在钾催化剂熔融现象,而N2气氛中只观察到遵义脱灰煤焦出现熔融碳酸钾。烟煤原煤焦-CO2催化气化过程存在钾离子的饱和添加量(5-15wt%)。定义初始比反应速率(Relative R0)以量化负载催化剂的催化效应,可发现气化温度对神府脱灰煤焦的初始比反应速率影响不同。 采用热重分析仪研究负载Na2CO3/K2CO3神府煤焦催化气化特性的差异。结果表明,负载Na2CO3煤焦的反应活性高于负载等质量K2CO3煤焦的反应活性高,而负载K2CO3煤焦的反应活性较负载等摩尔Na2CO3煤焦的反应活性高。运用比反应速率rd,Na2CO3/rd,K2CO3以量化不同催化剂催化效应的差异,负载Na2CO3脱灰煤焦反应活性低于等摩尔负载K2CO3,比反应速率小于1。