温度对半焦非催化还原CO_(2)的影响

作     者：虎慧 张海霞 朱治平 HU Hui;ZHANG Haixia;ZHU Zhiping

作者机构：中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项资助项目(XDA29030100) 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2023年第48卷第S2期

页      码：748-756页

摘      要：2021年我国CO_(2)排放约120亿t,碳减排压力巨大。为实现双碳目标,将CO_(2)转化为CO等基础化工原料是减排CO_(2)、实现其资源化利用的重要途径。采用自主设计的连续给料流态化立式炉装置,以榆林半焦为原料,在CO_(2)气氛下考察了温度(900~1100℃)对半焦非催化还原CO_(2)的影响,并对底渣和飞灰(灰渣)的理化特性进行了表征。结果显示:随着温度的升高,CO_(2)还原率、CO_(2)转化率、CO体积分数、碳转化率以及煤气热值均增大,而CO_(2)体积分数大幅下降,CO_(2)被有效转化为CO,但是在温度超过1050℃后,增长趋势变缓。温度为1050℃时气体组分中CO占64%左右,CO_(2)占30%左右,CO_(2)还原率为50.37%,CO_(2)转化率为0.72 m^(3)/kg。随温度上升,榆林半焦颗粒表面由光滑致密向多孔、海绵状、粗糙过渡,底渣比表面积均超过300 m^(2)/g,比表面积变化存在先上升后下降趋势,飞灰比表面积比半焦最高提升36倍,底渣比表面积比半焦最高提升63倍,灰渣平均孔径降低超过50%。拉曼光谱分析表明,灰渣的活性点位有所增加,石墨化程度降低,由于反应环境不同,底渣的石墨化程度较高;温度上升会加剧CO_(2)与碳的反应,灰渣的活性点位容易被消耗,在1000~1050℃灰渣石墨化程度相对低,活性点位相对多。底渣和飞灰反应活性优于榆林半焦,动力学分析显示飞灰与CO_(2)的反应活化能更低,这为进一步高温转化提供了有利条件。

主 题 词：CO_(2)还原 半焦 流态化 拉曼光谱 动力学分析 

学科分类：0819[工学-海洋工程类] 081903[081903] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13225/j.cnki.jccs.2022.1334

馆 藏 号：203127393...