K/Ca/Fe化合物对煤焦催化气化效果对比与活性研究

本研究论文探讨了K-/Ca-/Fe-化合物对煤焦催化气化过程的影响，主要针对小龙潭褐煤(XLT)，府谷烟煤(FG)，以及高平无烟煤(GP)三种不同煤阶的煤焦进行了实验研究。实验使用了STA 449F3同步热分析仪，目的是评估各类催化剂如K2CO3、Na2CO3、KCl、Fe(NO3)3和CaO的独特催化特性。 研究发现，与未经催化剂处理的煤焦相比，添加不同的催化剂后，三种煤焦的初始气化温度明显下降，其中K2CO3表现出最强的催化活性，其催化效果优于Na2CO3、KCl、Fe(NO3)3和CaO，降低了大约200℃的起始温度。这种差异主要归因于催化剂的性质：碱金属类催化剂（如K2CO3和Na2CO3）由于其良好的热稳定性，能在受热时保持流动性，从而更好地分布在碳基质表面，促进气化反应。然而，Fe-和Ca-催化剂（如Fe(NO3)3和CaO），由于它们的熔融温度较高，导致它们在高温下的流动性较差，更多地通过改变煤的孔隙结构来影响气化反应的速率。 催化剂的活性顺序反映了其对煤焦气化过程的控制能力，这不仅涉及到反应温度的降低，还可能影响最终气体产物的产率和质量。这一研究对于优化煤焦气化工艺选择合适的催化剂，提高能源转化效率具有重要的理论和实践意义。此外，文章还提到了该研究的资助来源，包括中央高校基本科研业务费、湖北省杰出青年基金和自然科学基金，显示出其在煤炭科学研究领域的学术价值。 总结来说，这篇论文深入研究了K-/Ca-/Fe-化合物作为煤焦气化催化剂的作用机制，强调了催化剂的选择对气化过程关键参数如温度和反应速率的影响，对于煤炭工业的可持续发展具有指导性作用。