K2CO3催化煤炭不完全气化联产高强度颗粒炭及富氢合成气研究

TQ530.2; 煤气化技术是煤炭清洁高效利用的重要技术.然而,煤气化过程气化碳转化率无法达到100%并产生大量废渣,而细渣中高含量且孔隙发达的残炭提取困难,使得大量堆积的细渣很难资源化利用.从细渣产生的源头出发,采用低灰煤圆柱状成型煤颗粒在K2CO3催化下进行不完全气化(在碳转化率达到70%～80%时终止气化)联产高性能活性炭及富氢合成气,并研究气化气体产物组分和所制备K掺杂活性炭AC-Kx的CO2吸附性能及K对CO2吸附性能的影响.结果表明:在纯水蒸气气氛下,外部热源供热气化终温950℃条件下,Kx催化不完全气化气体产物中H2/CO体积分数比值在2.20～6.29,氢碳比f在1.37～2....

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Published in煤炭学报 Vol. 48; no. z2; pp. 728 - 739
Main Authors 刘朋, 王焦飞, 姚敏, 宋旭东, 吕鹏, 白永辉, 于广锁
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 宁夏大学 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021 01.12.2023
国家能源集团宁夏煤业有限责任公司洗选中心,宁夏银川 750411%宁夏大学 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021%宁夏大学 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021
华东理工大学 煤气化及能源化工教育部重点实验室,上海 200237
Subjects
煤气化
cylindrical activated carbon
活化
coal gasification
K2CO3
syngas
圆柱状活性炭
合成气
activation
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2022.1416

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Summary:TQ530.2; 煤气化技术是煤炭清洁高效利用的重要技术.然而,煤气化过程气化碳转化率无法达到100%并产生大量废渣,而细渣中高含量且孔隙发达的残炭提取困难,使得大量堆积的细渣很难资源化利用.从细渣产生的源头出发,采用低灰煤圆柱状成型煤颗粒在K2CO3催化下进行不完全气化(在碳转化率达到70%～80%时终止气化)联产高性能活性炭及富氢合成气,并研究气化气体产物组分和所制备K掺杂活性炭AC-Kx的CO2吸附性能及K对CO2吸附性能的影响.结果表明:在纯水蒸气气氛下,外部热源供热气化终温950℃条件下,Kx催化不完全气化气体产物中H2/CO体积分数比值在2.20～6.29,氢碳比f在1.37～2.32.与未掺杂钾的样品相比,K2CO3催化气体产物的氢碳比显著提高;气化后期产生的气体中CO和CO2体积分数偏高,说明不完全气化及时终止气化反应可提升合成气的氢碳比,同时降低煤气化工艺的碳排放;当K2CO3掺配量为原料煤的5%时,所制备活性炭AC-K5 的BET比表面积达到 1 051 m2/g,亚甲基蓝吸附值达到 215 mg/g,耐磨强度 95.8%.在200℃中温条件下,AC-K5 的CO2吸附量较未掺杂活性炭提升1.63 倍.通过K催化煤颗粒不完全气化在生产富氢合成气的同时可联产用于CO2捕集的高强度颗粒炭,提升了煤催化气化的经济性.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2022.1416