钙、镍离子负载方式对烟煤热解-气化特性影响及煤焦结构分析

摘要: 为研究采用不同负载方式负载钙离子和镍离子后烟煤的热解气相产物分布、焦油组分分布、半焦的碳微晶结构特性,在实验室小型固定床反应器上对酸洗后采用不同负载方式负载钙离子和镍离子的贺西烟煤进行热解实验。通过扫描电镜-能谱分析仪(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、静态氮吸附仪等实验设备探索钙、镍离子不同负载方式的煤样热解后煤焦物理、化学结构变化。实验结果表明:由于离子交换法负载的金属是将活性组分与煤的大分子有机结构相结合,而浸渍法则使活性组分进入煤的孔隙中,机械混合只是使活性组分存在于煤颗粒外表面,活性组分存在状态的不同,进而导致热解反应性出现差异变化。H-EX-Ca,H-IM-Ca,H-MM-Ca生成轻质焦油分别为2.15%,2.17%,1.87%,此时轻质焦油(沸点低于360℃)占总焦油的质量分数分别为46.24%,38.96%,29.36%。与负载镍离子相比,采用离子交换和浸渍法负载的钙离子对于重质焦油的催化裂解作用较强。负载的金属离子分布越均匀,煤焦的微晶结构参数(堆垛高度Lc、微晶尺寸La及晶层间距dm)变化程度越小,进而阻碍煤焦的石墨化进程,提高煤焦的气化反应性。