碱金属及灰分对煤焦碳微晶结构及气化反应特性的影响

摘要

通过对原煤、酸洗原煤、酸洗后负载NaOH的原煤在750～1050℃热解制得焦样,用X射线衍射技术考察了热解温度、NaOH负载量以及灰分对热解过程中煤焦微晶结构变化的影响,并运用高温高压热天平(PTGA)考察了热解后煤焦的气化反应活性.结果表明碱金属及灰分的存在可以明显减小煤焦的微晶结构参数的变化(堆垛高度L_c、微晶尺寸L_a、及晶层间距d_(002)),阻碍煤焦的石墨化进程,提高煤焦的气化反应性.随着热解温度的升高,堆垛高度L_c增大显著,而微晶尺寸L_a和晶层间距d_(002)变化较小.煤焦的气化反应性k0和煤焦微晶结构参数L_c、d_(002)存在如下关系:lnk_0= a (L_c/d_(002))+b;研究还表明用氧化还原循环机理来描述碱金属的催化作用机理是不恰当的,但碱金属Na的存在可以明显降低煤焦的石墨化程度,提高煤的活性,对煤焦的气化起到部分催化作用.