府谷煤CO2催化氣化反應(yīng)性的研究

閆小霞，付柯，許曉宇，徐龍，馬曉迅

（陜北能源先進(jìn)化工利用技術(shù)教育部工程研究中心，陜西省潔凈煤轉(zhuǎn)化工程技術(shù)研究中心，西安市能源高效清潔化工利用工程實驗室，西北大學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710069）

府谷煤CO2催化氣化反應(yīng)性的研究

閆小霞，付柯，許曉宇，徐龍，馬曉迅

（陜北能源先進(jìn)化工利用技術(shù)教育部工程研究中心，陜西省潔凈煤轉(zhuǎn)化工程技術(shù)研究中心，西安市能源高效清潔化工利用工程實驗室，西北大學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710069）

加入適宜的催化劑可以提高氣化反應(yīng)速率，降低起始?xì)饣瘻囟取榱搜芯坎煌庪x子（SO42-、CO32-、Cl-）鹽對府谷煤熱失重過程的影響，利用熱重分析儀對負(fù)載了8種催化劑（K2CO3、K2SO4、KCl；Na2CO3、Na2SO4、NaCl；FeSO4、FeCl2）的煤樣進(jìn)行了CO2氣化實驗，其中每克府谷煤的K+、Na+、Fe2+負(fù)載量分別為0.001mol。同時采用升溫動力學(xué)模型進(jìn)行了數(shù)據(jù)擬合。實驗結(jié)果表明：催化劑對煤與CO2的低溫?zé)峤獠o明顯的催化作用，而在高溫氣化階段催化效果顯著。對于鉀鹽和鈉鹽催化劑，當(dāng)陽離子相同時，其催化活性順序為：CO32-＞SO42-＞Cl-。對于鐵鹽催化劑，F(xiàn)eSO4的催化活性優(yōu)于FeCl2。動力學(xué)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：負(fù)載催化劑煤樣的活化能大小符合上述實驗規(guī)律，分布在169～232.6kJ/mol之間，相比原煤（267.9kJ/mol）都有一定程度的降低。

煤催化氣化；CO2氣氛；動力學(xué)

煤氣化過程所需反應(yīng)溫度高，催化劑的加入可以降低起始?xì)饣瘻囟?，從而減少氣化過程的能耗及對設(shè)備的要求，同時可以提高氣化反應(yīng)速率［1］。目前，煤催化氣化研究的催化劑主要有三大類：堿金屬、堿土金屬與過渡金屬催化劑。龐克亮等［2］比較了鉀基、鈣基、鐵基催化劑對煤焦CO2氣化反應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)：在1000℃下反應(yīng)90min時，添加3.6%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）鉀基、鈣基、鐵基催化劑的碳轉(zhuǎn)化率分別為78%、66%和69%。馬燕星等［3］研究了堿金屬催化劑對煤CO2氣化反應(yīng)的催化作用，對韓城煤氣化的催化活性順序為Na2CO3＞K2CO3＞KCl。高攀等［4］考察了K2CO3催化內(nèi)蒙褐煤水蒸氣的氣化，研究表明：在700℃下氣化，添加10%的K2CO3時，碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)70%。WANG等［5］以K2CO3為催化劑，水蒸氣為氣化劑的煤氣化制氫中，當(dāng)K2CO3的添加量在10%～17.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），溫度在700～750℃時，煤的氣化反應(yīng)活性明顯增強(qiáng)，同時對H2有良好的選擇性。YAW等［6］在Illinois 6#煤與水蒸氣氣化反應(yīng)研究中，利用熱重分析儀分別對多種催化劑進(jìn)行了考察，在催化劑添加量為10 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，催化劑的活性順序為Li2CO3＞Cs2CO3＞CsNO3＞KNO3＞K2CO3＞K2SO4＞Na2CO3＞CaSO4。

在上述研究中，催化劑的添加量均按照質(zhì)量比添加，煤、焦炭表面單位表面積上的金屬離子數(shù)目是不同的，不能準(zhǔn)確比較出金屬離子的催化作用差異。本文利用熱重分析儀，對負(fù)載了相同物質(zhì)的量的鉀、鈉、鐵離子的府谷煤進(jìn)行了CO2氣化實驗，考察了Na+、K+、Fe2+與不同陰離子（SO42-、CO32-、Cl-）組合時對煤熱解和氣化反應(yīng)過程的影響。

1　實驗部分

1.1煤樣的制備

實驗所用煤樣為府谷煤（FGRC），煤樣經(jīng)破碎研磨，篩分后采用四分法混合均勻，得到粒徑小于160目（98μm）的粉煤，置于真空干燥箱中85℃下干燥24h備用。煤質(zhì)的工業(yè)分析與元素分析結(jié)果列于表1，煤灰分中的化學(xué)組成見表2。

表1　府谷煤的工業(yè)分析與元素分析

表2　府谷煤灰分的化學(xué)組成

1.2催化劑的擔(dān)載

實驗中采用的催化劑包括K2CO3、Na2CO3、K2SO4、Na2SO4、FeSO4、KCl、NaCl、FeCl2（均購自石家莊天力化學(xué)試劑有限公司，分析純）。催化劑的負(fù)載采用等體積浸漬法，每克煤樣負(fù)載0.001mol金屬離子，具體實驗方案為：稱取一定量催化劑，加入燒杯中，用蒸餾水溶解成浸漬溶液；加入相應(yīng)質(zhì)量的煤樣，充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆蚝?，置于真空干燥箱?nèi)，在85℃下干燥24h，封裝待用。

1.3熱重實驗

CO2氣化實驗是在瑞士Mettler-Toledo儀器有限公司生產(chǎn)的TGA/SDTA851e熱重分析儀上進(jìn)行的。每次實驗所用樣品質(zhì)量為10mg左右。具體實驗條件為：從120℃開始升溫，以40℃/min的升溫速率升至1000℃，并在該溫度下停留10min；反應(yīng)氣CO2流量為120mL/min，純度99.999%；保護(hù)氣N2流量為20mL/min，純度99.999%。

1.4CO2化學(xué)吸附實驗

CO2化學(xué)吸附實驗釆用ZHANG等［7］的實驗方法，目的在于測定煤焦表面吸附的穩(wěn)定的和不穩(wěn)定CO2的含量。實驗在耐馳公司的STA449F3常壓熱分析儀上進(jìn)行，實驗條件為：稱取10mg左右的煤樣放入坩堝中，抽真空后在高純N2氣氛下以20℃/min升溫至850℃/min并停留10min，除去樣品表面可能吸附的氣體物，然后以20℃/min降至300℃并停留10min使溫度保持穩(wěn)定，切換氣體為CO2進(jìn)行吸附實驗，在該氣氛下停留30min，記錄過程中樣品的增重，待質(zhì)量恒定后切換氣氛為N2并記錄過程中樣品的失重。上述實驗過程中N2和CO2的流量保持在50mL/min。

2　結(jié)果和討論

2.1三類催化劑的催化效果比較

圖1、圖2、圖3分別為府谷煤負(fù)載鉀鹽、鈉鹽、鐵鹽催化劑前后的失重（TG）曲線和失重速率（DTG）曲線?？梢杂^察到，3幅圖中的TG曲線均存在兩個失重階段，分別對應(yīng)各自DTG曲線上的兩個失重峰。第一個失重階段在300～550℃之間，TG曲線下降緩慢，DTG峰值較小，雖然本文為CO2與N2的混合氣氛，但在低溫區(qū)，TG曲線和N2下相差不大，CO2對煤熱解的影響主要在高溫區(qū)［8-9］，所以此階段為煤的低溫?zé)峤怆A段，主要生成和析出一些揮發(fā)分性物質(zhì)，在此認(rèn)為600℃時熱解結(jié)束；第二個失重階段溫度區(qū)間各不相同，分布在670℃至終溫，TG曲線急劇下降，DTG峰值較大，為煤的高溫氣化階段，主要是煤焦和CO2發(fā)生劇烈的異相氣化反應(yīng)。

圖1　煤樣負(fù)載鉀鹽催化劑的失重率、失重速率曲線

圖2　煤樣負(fù)載鈉鹽催化劑的失重率、失重速率曲線

圖3　煤樣負(fù)載鐵鹽催化劑的失重率、失重速率曲線

為了考察不同催化劑在不同反應(yīng)階段的性質(zhì)，本文分別在熱解階段采用起始熱解溫度Tp、最大熱解速率νpmax和熱解失重率w，以及最大熱解速率所對應(yīng)的溫度，即最大熱解溫度Tpmax等參數(shù)考察了熱解性質(zhì)。在氣化階段采用起始?xì)饣瘻囟萒g、最大氣化速率νgmax和最大氣化速率所對應(yīng)的溫度，即最大氣化溫度Tgmax等參數(shù)考察了氣化性質(zhì)［10］。

表3為原煤負(fù)載催化劑前后的特征參數(shù)。在低溫?zé)峤怆A段，煤結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，這對氣化反應(yīng)有著重要的影響。由圖1～圖3中TG和DTG曲線可知：府谷煤樣負(fù)載催化劑后，熱解失重峰的變化并不顯著。起始熱解溫度Tp反映了與煤燃燒性質(zhì)密切相關(guān)的煤起始分解特性，由表3可知，負(fù)載催化劑后，除Na2SO4和K2SO4煤樣的起始熱解溫度相比原煤樣升高，其余催化劑的均下降；最大熱解溫度Tpmax代表了整個煤大分子結(jié)構(gòu)的平均穩(wěn)定程度，其值越大表明體系結(jié)合越緊密，熱解過程中越不容易破壞整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)［11］。由表3可知，除了FeSO4比原煤樣上升較大幅度，其余催化劑的Tpmax均未發(fā)生改變；此外，還可以發(fā)現(xiàn)：負(fù)載催化劑后，除FeSO4的最大反應(yīng)速率νpmax和失重率w比原煤樣增大，其余催化劑均比原煤樣降低或無變化。

表3　原煤樣負(fù)載催化劑前后的特征參數(shù)

以上實驗結(jié)果表明：鉀鹽和鈉鹽堿金屬催化劑對熱解的催化效果并不明顯，這與楊景標(biāo)和朱廷鈺等［12-13］實驗結(jié)果是一致的。原因是在低溫?zé)峤怆A段，堿金屬與煤中的羧基和羥基結(jié)合，交聯(lián)了煤中的大分子，緊湊了煤的結(jié)構(gòu)，故而阻礙了焦油大分子的析出，加強(qiáng)了焦油分子生成半焦的反應(yīng)［14-15］。FeCl2也沒有催化低溫?zé)峤猓荈eSO4卻效果顯著，這是因為FeSO4的熔點較低，易于分解變質(zhì)為氧化鐵，SCHAFER［16-17］指出：氧化鐵可以催化煤氣化一次熱解產(chǎn)物中重質(zhì)組分的分解。由于在低溫階段，F(xiàn)eSO4轉(zhuǎn)變?yōu)镕eOOH、Fe2O3和Fe3O4等形式，這些形式易于轉(zhuǎn)化為高度分散的超細(xì)鐵，它的存在可以極大促進(jìn)煤的低溫?zé)峤?。FeCl2則由于Cl-的存在易于轉(zhuǎn)變?yōu)镕eO晶體形式，分散度不高，使得催化劑的效果鈍化［18-19］。

在高溫氣化階段，從圖1～圖3中TG和DTG曲線觀察到：原煤樣負(fù)載催化劑后，氣化失重峰的變化顯著。所有DTG曲線的第二個失重峰相比原煤樣高而且窄，表明氣化反應(yīng)速率比原煤樣大幅提高，同時完全氣化反應(yīng)所用時間也縮短，所有催化劑均有顯著的催化效果。由表3可知，負(fù)載催化劑后的煤樣的起始?xì)饣瘻囟萒g均比原煤樣降低，且碳酸鹽類催化劑下降幅度最大，硫酸鹽類次之，鹽酸鹽類最?。怀}酸鹽類催化劑的最大氣化溫度Tgmax相比原煤樣無變化，碳酸鹽類和硫酸鹽類催化劑均向低溫區(qū)移動；催化劑的負(fù)載使得最大氣化速率νgmax相比原煤樣成倍提高，尤其是鉀鹽催化劑，最大氣化速率均為原煤樣2倍左右。鈉鹽催化劑最大氣化速率也大幅增加，鐵鹽催化劑相比前兩者效果稍差。

以上實驗現(xiàn)象表明：鉀鹽和鈉鹽作為煤樣催化劑催化效果突出，這是因為在高溫氣化階段，堿金屬可以增加反應(yīng)的活性位和活性比表面積，從而加快氣化反應(yīng)速率，降低起始?xì)饣瘻囟?。并且堿金屬會抑制煤中碳晶形成，降低煤的有序度，有效促進(jìn)煤中含氧官能團(tuán)的裂解，從而大幅提升反應(yīng)速率［20-21］。鐵鹽催化劑的催化效果不如前者理想，而且FeSO4和FeCl2催化效果稍有差異，這是因為在反應(yīng)整個過程中，鐵元素的分散程度決定其催化效果，分散度越高，催化效果越理想［22］。FeSO4在早期熱解反應(yīng)中就已變質(zhì)形成超細(xì)鐵的形式，但是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，在高溫氣化階段，超細(xì)的鐵會逐漸發(fā)生凝結(jié)形成晶體，并進(jìn)一步團(tuán)聚，因此在高溫氣化階段催化效果降低［23］。FeCl2則隨著反應(yīng)進(jìn)行，在高溫氣化階段會形成分散的氧化鐵，促進(jìn)氣化反應(yīng)，但很快分散的氧化鐵發(fā)生了凝結(jié)和團(tuán)聚，使得催化效果降低［19］。

2.2負(fù)載鈉鹽催化劑的煤焦CO2吸附效果比較

CO2的氣化反應(yīng)實質(zhì)上起始于含碳顆粒表面吸附氣化劑CO2分子形成碳氧復(fù)合物C（O），但僅僅釆用一個CO2吸附量類指標(biāo)來解釋煤焦氣化反應(yīng)性是不合理的，由于低溫下測定的CO2吸附量僅有部分表現(xiàn)出氣化反應(yīng)活性。本文釆用ZHANG等［7］的實驗方法并對前人實驗過程進(jìn)行了改進(jìn)，目的在于測定添加不同催化劑的煤焦表面在300℃下吸附形成的穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的CO2含量，其中穩(wěn)定的吸附量與催化活性位有關(guān)。同時300℃的吸附反應(yīng)條件，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CO2氣體的臨界溫度31℃，因此可以判定本研究為煤焦的化學(xué)吸附。計算所得的穩(wěn)定吸附量（Cstr）、不穩(wěn)定吸附量（Cwea）、總的吸附量（Csum）列于表4。

由表4可以看出負(fù)載鈉鹽催化劑的煤樣中，碳酸鈉的穩(wěn)定吸附量（Cstr）最大，硫酸鈉次之，氯化鈉最弱。不穩(wěn)定的CO2吸附量（Cwea）都相對較小。而上述熱重實驗中，負(fù)載鈉鹽的煤樣的催化氣化活性也有如下順序，即CO32-＞SO42-＞Cl-。一般而言，影響催化活性的兩個主要因素是催化劑的熔點和金屬-石墨絡(luò)合物的催化活性。碳酸鹽的熔點均低于硫酸鹽，而且熔融的M2CO3更易接觸固體碳形成活性前驅(qū)物。同時Cstr也強(qiáng)于硫酸鹽，所以催化活性為CO32-＞SO42-。而氯化物雖然熔點較低，但WOOD和SANCIER［24］認(rèn)為堿金屬類化合物要發(fā)揮其催化活性，在其陰離子中需含有O原子。氯化物之所以能表現(xiàn)一定的催化活性可能是由于其熔點相對較低，與煤焦中礦物質(zhì)中的O進(jìn)行了交換，表現(xiàn)出一定得催化活性。

表4　負(fù)載鈉鹽的煤焦表面CO2吸附數(shù)據(jù)

2.3氣化反應(yīng)性和動力學(xué)特性分析

煤氣化反應(yīng)為不可逆的氣固多相反應(yīng)，分析其反應(yīng)性及動力學(xué)特性不僅可以深入了解氣化反應(yīng)的規(guī)律，還可以揭示影響氣化反應(yīng)的本質(zhì)所在，對實現(xiàn)煤炭清潔高效利用具有很大幫助。目前應(yīng)用于煤氣化的動力學(xué)模型主要有以下幾種：均相模型、自由孔模型、收縮核模型和混合模型等。但是由于煤氣化反應(yīng)差異性較大，需要根據(jù)反應(yīng)性質(zhì)差異對動力學(xué)模型進(jìn)行選擇和改進(jìn)［25-27］。本文主要是在程序升溫下進(jìn)行氣化實驗，所以采用升溫動力學(xué)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。由于煤的氣固多相反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜，一般可采用如式（1）反應(yīng)速率表達(dá)式。

式中，x為反應(yīng)的轉(zhuǎn)換率，%；t為反應(yīng)時間，min；k為反應(yīng)速率常數(shù)；n為反應(yīng)級數(shù)。

根據(jù)氣固多相反應(yīng)速率式，如式（2）。

式中，x為反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，%；t為反應(yīng)時間，min；n為反應(yīng)級數(shù)；E為活化能，kJ/mol；T為絕對溫度，K；R為氣體常數(shù)，kJ/（mol·K）；A為指前因子（單位與K相同，n=1時，均為min-1）。

KASAOKA等［28］認(rèn)為半焦氣化為一級反應(yīng)，即認(rèn)為煤焦顆粒是均勻分布的，氣化反應(yīng)在顆粒所有內(nèi)外表面上同時發(fā)生。為了合理簡化實驗，本文采用一級反應(yīng)模型。對式（2）兩邊取對數(shù)并移項得式（3）。

對上述熱重實驗，由于熱解階段添加催化劑后，除FeSO4外，其余TG、DTG曲線并無明顯變化，可見催化劑對熱解速率的影響并不明顯，因而僅對氣化階段進(jìn)行了動力學(xué)計算。氣化反應(yīng)由于各催化劑的催化效果差異，因而氣化反應(yīng)溫度區(qū)間大不相同。本文在各反應(yīng)氣化階段的不同溫度區(qū)間，均勻選取實驗數(shù)據(jù)處理點，擬合回歸求取動力學(xué)參數(shù)，列于表5。

除此之外，由于本文是側(cè)重研究催化劑對氣化過程的影響，故采用了反應(yīng)活性來評價催化劑的催化效果，KASAOKA 等［28］提出：反應(yīng)活性指數(shù)R0.5可以表征煤焦的氣化反應(yīng)活性。反應(yīng)活性指煤在反應(yīng)中與氣化劑的反應(yīng)能力，反應(yīng)活性指數(shù)值越大，代表煤與氣化劑相互之間反應(yīng)能力越強(qiáng)。R0.5的表達(dá)式如式（4）。

式中，t0.5為固定碳轉(zhuǎn)換率達(dá)到50%所用的時間。

基于以上計算原理，對原煤樣和負(fù)載催化劑后的熱重實驗進(jìn)行反應(yīng)活性指數(shù)R0.5的計算和高溫氣化反應(yīng)的活化能E、指前因子lnA以及相關(guān)系數(shù)R的計算，所得結(jié)果列于表5。

表5　府谷煤負(fù)載催化劑的動力學(xué)參數(shù)

圖4為氣化動力學(xué)參數(shù)擬合結(jié)果。由上述動力學(xué)模型的計算結(jié)果可知，所有線性擬合的相關(guān)系數(shù)都在0.973以上，可見此模型用來描述煤在CO2氣氛下氣化反應(yīng)是可行的。由表5動力學(xué)參數(shù)可以看出，負(fù)載催化劑之后，氣化反應(yīng)的活化能E和指前因子lnA均比原煤樣的降低，其中氣化反應(yīng)活化能的降低表明所有催化劑都有明顯的催化效果。其值降低幅度越大，就表明催化劑的活性越高，那么由表5可以發(fā)現(xiàn)，碳酸鹽類降幅最大，硫酸鹽類次之，鹽酸鹽類最小。根據(jù)上述結(jié)果，可以得出結(jié)論：對于鉀鹽和鈉鹽催化劑，當(dāng)陽離子相同時，其催化活性順序為CO32-＞SO42-＞Cl-。對于鐵鹽催化劑，F(xiàn)eSO4的催化活性優(yōu)于FeCl2。這和LANG［29］的研究結(jié)果是一致的，LANG在研究煤與水蒸氣反應(yīng)負(fù)載堿金屬催化劑，陰離子對其的影響時發(fā)現(xiàn)：當(dāng)陽離子相同時，弱酸根的催化活性大于強(qiáng)酸根。原因在于堿金屬離子轉(zhuǎn)化為堿性物質(zhì)時才可以催化氣化反應(yīng)，而弱酸根可以發(fā)生水解，促使堿金屬形成有催化活性的堿性物質(zhì)，強(qiáng)酸則無此作用，且陰離子為鹵族離子時，會抑制水解的進(jìn)行，從而降低催化活性。

此外，再結(jié)合反應(yīng)活性指數(shù)R0.5，由表5可知：負(fù)載催化劑之后反應(yīng)活性指數(shù)R0.5也均比原煤樣增大，同樣依據(jù)催化劑種類的不同，反應(yīng)活性指數(shù)增大的程度不同。但是同樣存在規(guī)律：對于鉀鹽和鈉鹽催化劑，當(dāng)陽離子相同時，其催化活性順序為CO32-＞SO42-＞Cl-。對于鐵鹽催化劑，F(xiàn)eSO4的催化活性優(yōu)于FeCl2。這與實驗中得到的TG和DTG結(jié)論一致，也驗證了上述的實驗結(jié)論。

圖4　氣化動力學(xué)參數(shù)擬合結(jié)果

3　結(jié) 論

府谷煤與CO2的反應(yīng)可以劃分為兩個階段，分別是：低溫?zé)峤怆A段和高溫氣化階段。負(fù)載催化劑之后，僅FeSO4在低溫?zé)峤怆A段表現(xiàn)出催化作用，其余催化劑均無明顯催化效果，但是在高溫氣化階段所有催化劑都表現(xiàn)出顯著催化作用，催化效果依據(jù)催化劑種類不同。研究發(fā)現(xiàn)結(jié)論：府谷煤負(fù)載催化劑后，對于鉀鹽和鈉鹽催化劑，當(dāng)陽離子相同時，其催化活性順序為CO32-＞SO42-＞Cl-。對于鐵鹽催化劑，F(xiàn)eSO4的催化活性優(yōu)于FeCl2。這和負(fù)載催化劑的煤焦表面的CO2吸附實驗以及反應(yīng)活性指數(shù)所表現(xiàn)的出來的規(guī)律是完全一致的。

隨著煤催化氣化研究的繼續(xù)深入，需要找到催化效果更好的催化劑以及更有利于煤催化氣化反應(yīng)的實驗方案，從而達(dá)到優(yōu)化反應(yīng)，減少能耗，真正實現(xiàn)對煤的有效和高效利用。

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Study of Fugu coal catalytic gasification in CO2atmosphere

YAN Xiaoxia，F(xiàn)U Ke，XU Xiaoyu，XU Long，MA Xiaoxun
（Chemical Engineering Research Center of the Ministry of Education for Advanced Use Technology of Shanbei Energy，Shaanxi Research Center of Engineering Technology for Clean Coal Conversion，Xi'an Engineering Laboratory for Energy Efficient and Clean Chemical Utilization，College of Chemical Engineering，Northwest University，Xi'an 710069，Shaanxi，China）

Adding appropriate proportion of catalysts can improve the coal gasification rate and reduce the initial gasification temperature.In order to study the effect of different anions（CO32-、SO42-、Cl-）salts on the thermal weight loss process of FG coal，the CO2gasification experiments of coal were conducted in a thermogravimetric analyzer by loading eight kinds of catalysts（K2CO3，K2SO4，KCl；Na2CO3，Na2SO4，NaCl；FeSO4，F(xiàn)eCl2）.And the loading amount of K+、Na+、Fe2+was 0.001 mol/g，respectively.In addition，the non-isothermal dynamic model was used to fit data.The experiment results showed that the catalysts exhibit weaker effect on coal-CO2low-temperature pyrolysis，while the catalysis was obvious in high-temperature gasification.For potassium and sodium salts，when kations were the same，the activity order was CO32-＞SO42-＞Cl-.For the iron catalysts，the FeSO4was observed to be superior to FeCl2in catalyzing gasification.The dynamics results indicated that the apparent activation energy of coal with catalysts within the range of 169～232.6kJ/mol was consisted with the above rules.It was reduced in different degree compared to that of raw coal（267.9kJ/mol）.

coal catalytic gasification；CO2atmosphere；kinetic

TQ546.2

A

1000-6613（2016）11-3491-07

10.16085/j.issn.1000-6613.2016.11.016

2016-03-09；修改稿日期：2016-05-30。

國家自然科學(xué)基金重點項目（21536009）、國家科技部國際科技合作專項子課題（S2013GR0064）及西安市科技計劃項目（CXY1511（4））。

閆小霞（1991—），女，碩士研究生，研究方向為煤催化氣化。E-mail 740923076@qq.com。聯(lián)系人：徐龍，教授。E-mail longxu xulong@163.com。