生物质中碱/碱土金属在共气化过程中的作用机制研究进展_中国煤炭行业知识服务平台

生物质中碱/碱土金属在共气化过程中的作用机制研究进展

作者

汪来松宋云彩冯杰李文英
单位

太原理工大学煤科学与技术省部共建国家重点实验室培育基地
摘要

因在CO2减排、固定碳转化率提高以及焦油含量降低等方面的显著表现，煤与生物质共气化技术得到普遍关注。揭示生物质及生物质中的碱/碱土金属在煤气化反应中的作用和规律，是煤与生物质共气化技术应用推广的前提，对共气化过程中的协同效应问题进行了讨论，综述了碱/碱土金属对协同效应的影响。首先分析了生物质热转化过程中碱/碱土金属的挥发释放机制，归纳整理了温度、气氛、无机矿物质等对碱/碱土金属释放的影响，并对生物质与煤共气化过程中钾的迁移规律进行了总结;其次阐述了煤与生物质因化学组成和结构差异引起的物质传递及由此产生的协同作用机制，包括共热解过程中生物质氢转移稳定煤热解产生的分子碎片结构、生物质热解放热促进煤的低温热分解和混合焦气化过程中的碱金属钾钠及碱土金属钙镁的迁移催化作用及失活机制，并比较了原料共热解过程中的相互作用和混合焦气化过程中的相互作用对焦气化反应性影响的大小;然后介绍了气化过程中碱/碱土金属与硫物种之间可能发生的反应，钙对硫的捕获作用最强，其次是钾，但是它们的可获得性依赖于物料中Si，Al和Cl元素的量;最后结合当前应用研究方面存在的问题，提出了生物质中碱/碱土金属释放、控制及催化作用研究的建议，从而为共气化过程中碱/碱土金属的变害为利提供一定的理论基础。
关键词

气化反应协同作用碱金属及碱土金属焦反应性
基金项目(Foundation)

国家重点研发计划资助项目(2019YFC1906802);国家自然科学基金-山西煤基低碳联合基金重点支持资助项目(U1610221)
引用格式

汪来松，宋云彩，冯杰，等.生物质中碱/碱土金属在共气化过程中的作用机制研究进展[J].煤炭学报,2021,46(S1):495-502.