准东煤半焦赤铁矿载氧体化学链燃烧及碱(土)金属迁移特性
刘银河
王儒儒
关昱
林啸龙
王博
王园园
西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,陕西西安 710049;西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安 710049
摘要：准东煤在常规燃烧利用过程中出现严重的积灰结渣和CO2 排放等问题,极大地限制了其低碳清洁高效利用.采用中低温热解低阶煤生产半焦、焦油和热解气是煤炭分质分级利用的龙头技术,准东高碱煤热解半焦气化活性高,采用化学链燃烧方式有利于实现其低碳清洁高效转化.以CO2 为气化介质,赤铁矿石为载氧体,在固定床上开展准东煤半焦原位气化化学链燃烧特性研究,并探究了准东煤半焦中碱(土)金属(AAEMs)的迁移转化规律.研究表明,赤铁矿载氧体能够显著提高固定床反应器出口烟气中CO2 体积分数,然而随着载氧体与半焦质量比(mOC/mC)不断增加,CO2 体积分数先急剧增加而后趋于不变,最佳的mOC/mC为 50∶1,而 700℃热解制取的准东煤半焦经酸洗脱灰处理后固定床反应器出口相应烟气中CO2 的选择性降低了 8.95%,这表明准东煤半焦中具有催化活性的AAEMs显著影响其化学链燃烧性能.赤铁矿载氧体对准东煤半焦表面AAEMs的分布也有显著影响,与未加入时相比,Na、K元素在半焦表面呈现较为明显的团簇富集,Ca、Mg元素在空间分布上呈更为明显的依赖关系.采用原位气化化学链燃烧方式后准东煤半焦中的AAEMs向赤铁矿载氧体中发生迁移与转化,并生成霞石(NaAlSiO4)、钾长石(KAlSi3O8)、钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7)、镁橄榄石(Mg2SiO4)等高熔点矿物质,有效抑制了准东煤半焦中AAEMs向气相的挥发.
关键词：准东煤半焦赤铁矿载氧体碱(土)金属化学链燃烧分质分级利用
分类号：TQ534.9(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：陕西省重点研发计划资助项目(2021GXLH-Z-088)
论文发表日期：2024-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 1148-1160 )
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