石油焦与稻草焦共气化研究.pdf

第 4 o卷 第 2期 2 0 1 2年 2月 燃料化学学报 J o u m a l o f F u e l Ch e mi s t r y a n d Te c h n o l o g y Vo 1 ． 4 0 NO． 2 Fe b．2 01 2 文章编号 0 2 5 3 - 2 4 0 9 2 0 1 2 0 2 - 0 1 6 4 - 0 6 石油焦与稻草焦共气化研究 刘 鑫， 张保 申， 陈雪莉， 周志杰， 王辅 臣 华东理工大学 煤气化教育部重点实验室 ，上海2 0 0 2 3 7 摘要 在热天平中采用等温热重法对石油焦、 稻草焦、 石油焦／ 稻草混合物以及石油焦／ 稻草焦混合物进行了 C O 共气化研 究， 实验温度 9 0 01 0 5 0 o C， 添加稻草焦的质量比为0～ 0 ． 5 ， 考察稻草焦对石油焦的催化气化作用。结果表明， 在一定气化温 度下， 石油焦和稻草焦} 昆 合物的共气化碳转化率高于各 自 气化碳转化率的简单加和 ， 具有一定的协同效应， 混合物的气化反 应速率随着稻草焦添加比例的增加而升高。石油焦、 稻草、 稻草焦及其各个混合物的反应活性由大到小的顺序为 稻草半焦 脱灰稻草半焦 石油焦／ 稻草混合物 石油焦／ 稻草焦混合物 石油焦／ 脱灰稻草混合物 石油焦／ 脱灰稻草半焦混合物 石油焦。 关键词 石油焦 ； 稻草； 共气化；协同效应 中图分类号 T Q 5 3 4 文献标识码 A Co g a s i f i c a t i o n o f p e t r o l e u m c o k e a n d s t r a w c ha r L I U Xi n ， z HA N G B a o s h e n ． C H E N Xu e ． 1 i ， Z HO U Z h i - j i e ， WAN G F u - c h e n K e y L a b o r a t o r y o fC o a l G a s ifi c a t i o n o f Mi n i s t r y o fE d u c a t i o n ， E a s t C h i n a U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， S h a n g h a i 2 0 0 2 3 7 ，C h i n a Ab s t r a c t A t h e r mo g r a v i me t r i c a p p a r a t u s T G A wa s u s e d t o i n v e s t i g a t e t h e C O 2 - c h ar g a s i f i c a t i o n c h ara c t e r i s t i c s o f p e t r o l e u m c o ke，s t r a w c h ar ，a n d the mi x t u r e u s i ng i s o t he r ma l mo de a t the t e mp e r a t u r e r a n g i n g f r o m 9 00 o C t o 1 0 5 0℃ ．T h e r a t e o f C O g a s i fi c a t i o n i n c r e a s e s wi t h a n i n c r e a s e o f s t r a w a d d i t i o n r a t i o ．T h e r e s u l t s s h O W t h a t the o r d e r o f r e a c tiv i t y of va r i o us p r e p are d c h ars i s a s f o l l o ws s t r a w c h ar d e a s h i n g s tra w c ha rthe mi x t u r e o f p e tro l e u m c o k e a n d s tra w t h e mi x t u r e o f p e t r o l e u m c o k e a n d s tra w c har the mi x tur e o f pe t r o l e u m c o k e a n d d e a s hi n g s tra w the mi x t u r e o f pe tro l e u m c o k e a nd d e a s h i n g s tra w c o k e p e t r o l e u m c o k e．Th e C O． g a s i f i c a t i o n r a t e o f t h e mi x t ure o f p e tro l e u m c o ke an d s tra w c h ar i s h i g h e r t h a n the r a t e s um o f s i n g l e p e tro l e u m c o k e a n d s i n g l e s tra w ，s ug g e s t i n g t h a t the r e i s a s y n e r g i s ti c e f f e c t d u e t o the C O g a s i fic a tio n． Ke y w o r dspe trol e u m c o ke；s t r a w ；C O ga s i fic a t i o n；s y n e r g i s t i c e f f e c t 随着 中国进 口原油 ， 尤其是进 口中东原油的大 量增加 ， 炼油厂石油焦产量明显增多 ， 不再满足于相 关行业的要求 ， 而只能视其为一种燃料。把高硫石 油焦用于气化 ， 既可 以解决炼油厂石油焦 的使用问 题 ， 又可以提高炼油厂 自身的经济效益 ， 增 强竞争 力。但石油焦硫分相对较高且反应性较差 ， 不利于 石油焦气化 的大量应用 ， 而生物质中含硫量低 ， 对环 境 比较友好 ， 又含有大量的金属元素 ， 尤其是 K、 Na 等对气化反应有催化作用 的碱金属 _ 1 I 2 是天然的催 化剂 ， 与含碳物质共气化时可提高其气化反应性。 与石油焦相 比， 生物质挥发分含量高而固定碳 含量低 。一般秸秆类原料的固定碳 含量约 2 0 ％， 其挥发分含量却高达7 0 ％以上， 是很适合热解和气 化的原料。况且生物质 的来源广泛 ， 价格 比一些催 化剂要低。但是生物质若单独气化也有其缺点， 首 先， 生物质生产有季节性， 不能稳定供给； 其次， 生物 质处理后形成的颗粒具有不规则 性 ， 在流化床气化 炉不易形成稳定 的料层 ， 需要添加一定量的惰性重 组分床料 ， 如河砂 、 石英砂等； 第三 ， 生物质单独气化 易生成较多的焦油， 不仅降低了生物质的气化效率， 而且对气化过程的稳定运行造成了不利影响。 总体来说， 生物质碳含量低、 挥发分含量高、 灰 含量高 ， 因此 ， 具有较高 的气化活性 ， 其热解产物半 焦具有 良好的反应性 ， 可作为优质的燃料和气化原 料 。而石油 焦是重 油或 渣油经过高温延迟 焦化 过程后的副产 物 ， 其特点是碳 含量高 、 挥 发分含量 低、 灰含量低 。因此 ， 具有较低的气化活性。若两者 气化具有协同作用， 不仅可以很好地弥补生物质单独 气化的缺陷， 减少焦油的形成， 而且可以解决石油焦 单独气 化反应活性差 ， 及减少污 染物 的排放 问题。 收稿 日期 2 0 1 l 一 1 1 ； 修 回日期 2 0 1 1 - 0 6 - 2 9 。 ’ 基金项 目国家重点基础研究发展规划 9 7 3计划 ， 2 0 1 0 C B 2 2 7 0 0 0 ；优秀学科带头人资助计划 0 8 XD1 4 0 1 3 0 6 ；上海市科 技创新行 动计 划 0 8 D Z1 2 0 0 2 0 0 。 联 系作者 周志杰 ， E - ma i l z z j e c u s t ． e d u ． c a 。 作者简介 刘鑫 1 9 8 4 ． ， 女， 内蒙古呼伦贝尔人， 博士研究生， 从事石油焦等气化研究。 第 2期 刘鑫 等 石油焦与稻草焦共气化研究 F e r m o s o 等 考察了煤、 生物质及石油焦三者在高压 下的共气化反应 ， 发现三者共气化具有协 同作用。但 是石油焦与生物质混合气化反应特性究竟表现如何 尚不清楚 ， 两者共气化时是否有协同作用也有待验 证。本实验将从碳转化率的角度在热天平上对此问 题进行研究。 1 实验部分 1 ． 1 样品的选取实验样 品分别为金陵石化石油 焦， 上海宝山生物质稻草 以及不 同比例的石油焦与 生物质稻草的混合物 ， 将其研磨至 8 3～1 6 5 p , m， 于 1 0 5 o C烘箱中烘干后 ， 作为共气化原料 ， 其元素分析 与工业分析见表 1 。 表 1 样品的工业分析和元素分析 Ta b l e 1 P r o x i ma t e a n a l y s i s an d u l t im a t e an a l y s i s o f p e t r o l e u m c o k e an d s e mi s t r a w c h a r a we i g h t p e r c e n t a g e o n d r y b a s i s bb y d i f f e r e n c e 1 ． 2 生物质流化床气化 制焦实验 稻草半焦制备 实验流程示意图见图 1 。 图 1 生物质 流化 床热解工艺流程示意 图 F i g u r e I F l o w d i a g r a m o f b i o ma s s fl u i dlz e d b e d p y r o l y s i s 1 一 N2 c y l i n d e r ； 2 - s c r e w f e e d e r ；3 - N2 p r e h e a t e r ；4 - fl u i dlz e d be d ；5 - c y c l o n e s e p ara t o r ； 6， 7 - c o i l c o n d e n s e r ；8， 9 一 d r y i c e c o n d e n s e r ；1 0， 1 1 - c h a r r e c e i v e r ；1 2 ～1 4 - b i o o i l r e c e i v e r 图 2 T h e r ma x 5 0 0型加压热重分析系统及反应气 气路示意图 F i g u r e 2 S c h e m a t i c dia gram o f T h e r ma x 5 0 0 t he r mo g r a v i me t r i c a p pa r a t u s an d g a s flo w r o ut e s 1 - c y l i n d e r a N2 ， b C O， c C O 2 ， d H 2 ， e N2 ； 2 - g a s mi x e r ； 3， 4， 1 2 一 n e e d l e v a l v e；5 - f l o wme t e r ；6 - p r e s s u r e a n e mo me t e r ； 7 - Ca h n c o n tr o l s y s t e m ；8 - Ca h n p r e s s ur e d t h e r mo b alan c e ； 9- r e a c t or ；1 0一 s am pl e s；11 - t he r mo co u pl e；1 3一 c ompu t e r 在反应器中通人流化气体氮气 ， 将预热器预热 至热解反应所需 的温度 3 0 0 o C 。稻草粉料经螺旋 加料器加人流化床反应器 中进行快速热解反应制得 3 0 0 o C稻草半焦 。 用盐 酸． 氢氟酸对稻草与快速热解稻草 3 0 0 o C 半焦分别进行深度脱灰， 具体脱灰方法参 见文 献 J ， 分别得到脱灰稻草及脱灰稻草半焦。因为石 油焦灰分含量很少 ， 只将稻草及稻草半焦脱灰处理 后与石油焦混合制焦作 为气化原料 。 1 ． 3 气 化 实 验 实 验 在 T h e r m o C a h n公 司 的 T h e r ma x 5 0 0加 压 热 天 平 上 进 行 ， 该 系 统 主要 由 C A H N D1 1 0型耐压热天平 ， 加压 系统和数据采集 系统三部分组成 。装置及反应气路见示意图图 2 。 每次实验放样量为 7 ． 0～8 ． 0 mg ， 高纯氮气 流 量为1 0 0 0 mL ／ mi n ， 以 2 5 o C ／ mi n的升 温速率升 温 到设定的气化温度， 将 N 切换为 C O ， 维持气体流 量不变， 气化实验开始进行。实验中为了消除气体 切换时未排净 的 N 对气化反应的影响 ， 经过计算认 为5 m i n 后炉中气体可以被完全置换成 C O 。因此， 燃料化学学报 第4 0卷 实验数据的选取是从换气 时刻开始后 约5 mi n 开始 的。取此时样品的质量为 m。 ， 此时 间段 内， 会有少 量 的样 品提前与 C O 发生反应 ， 对样 品的整个气化 反应过程的影响忽略不计 。 转化率 按照公式 1 计算 ， △m ml FCa d l m 2 FCa 稻草灰的 XR F分析见表 2 。 表 2 稻草灰的 XRF分析 T a b l e 2 X R F a n a l y s i s o f a s h o f s t r a w w ／ ％ 2 结果与讨论 2 ． 1 温度对石油焦／ 稻草焦混合物气化反应的影响 9 0 0 、 9 5 0 、 9 7 5 、 1 0 0 0 oc时 ， 石油焦／ 稻草焦混合物 质 量 比4 1 的碳转化率和反应速率的变化见图3 。从 图 3 a 可以看 出， 在气化时间相 同的情况下 ， 混 合 物的碳转化率 随气化温度 的升高而增加 ； 在相 同的 碳转化率下 ， 气化反应所需 时间随气化温度 的升高 而下降。 对 t 曲线求导 ， 得到气化反应速率 ， ． ， 将气化 反应速率对转化率 作图， 得到 r 曲线， 见图 3 b 。从图 3 b 可 以明显看 出， 石油 焦／ 稻草焦混 合物的气化速率随着转化率的增大呈先上升后下降 的单峰曲线， 最大气化反应速率随气化温度的升高 而增大。且在碳转化率相同时， 气化反应速率随反 应温度的升高而增大。 S a h i mi 等 的研究表 明， 初始孔隙率 的不 同是 气化反应速率是否出现最大值的主要原因。反应初 期 ， 随着封闭孔的逐渐打开和新孔的形成 ， 孔隙率不 断增大 ， 即反应表面积增大 ， 反应速率加快。而反应 后期主要是孔径的增大 ， 孔隙率虽然也增大 ， 但达到 一 定孔隙率后 ， 反应表 面积达到最大值 ， 之后 ， 随着 反应的进一步进行， 反应表面积逐渐减小， 反应速率 也随之减小。 图 3 石油焦与稻草 3 0 0℃半焦混合物的气化反应性 F i g u r e 3 Co g a s i fic a ti o n r e a c ti o n o f mi x t u r e o f p e tr o l e u m c o k e and 3 0 0℃ s t r a w c h a r a c a r b o n c o n v e r s i o n V S t i me t o f mix t u r e ； b r e a c ti o n r a t e r V S c ar b o n c o n v e r s i o n o f mi x t u r e a 9 0 0℃ ；b 9 5 0℃ ；C 9 7 5℃ ；d1 0 0 0℃ 邹建辉等 在考察石 油焦与 C O 的气化特性 时发现， 石油焦气化反应速率随着其转化率的增大， 气化反应速率呈先上升后下降的单峰曲线， 在 0 ． 3 附近出现最大值。但是石油焦与稻草焦混合气 化实验 中单峰 曲线最高值对应 的碳转化率 相对提 前 ， 约在 0 ． 1 。笔者认为原 因可能是稻草 中含有 大量碱金属元素对石油焦气化起 到催化作用 ， 从而 使其气化反应速率最大值对应的碳转化率提前。 2 ． 2 石油焦和稻草焦混合物气化的计算结果和实 验结果的比较为了探讨石油焦与生物质是否具有 协同效应 ， 实验 中将石油焦和稻草焦单独气化与混 合焦共气化进行 比较。在石油 焦与稻草焦共气 化 第 2期 刘鑫 等 石油焦与稻草焦共气化研究 1 6 7 时 ， 石油焦与稻草焦的质量 比为 4 1 ， 实验条件与单 独气化的条件相 同。根据单独气化 的实验结果 ， 由 式 2 可 以理论计算 出混合物 的碳转化率 ， 即相 同 条件下各 自碳转化率 的简单加和。将实验结果与计 算结果作 比较 ， 结果见下图 4 。 0 0 U 0 U 图 4 稻草焦与石油焦混合共气化 实验结果与计算结果的比较 Fi gu r e 4 Compa r i s o n o f t h e e x pe r i me n t r e s ul t o f C O g a s i fi c a ti o n the mi x t u r e o f s t r a w c h a r a n d p e t r o l e u m c o k e wi t h t h e c a l c u l a t e d r e s u l t ac alc ul a t e d r e s u l t ；be x pe r i me n t r e s ul t X ’ 。 。 FC p‘ p 。 FC 2 由图 4可 以看出 ， 石油焦与生物质半焦混合物 气化失重过程与计算 的失重过程趋势基本一致 ， 实 际共气化的结果明显大于单独气化转化率的单独加 和 ， 在 同一温度下 ， 稻草焦与石油焦的混合共气化的 实际碳转化率高于计算碳转化率 ， 证 明石油焦和生 物质半焦存在着明显的协同效应 。 2 ． 3 脱灰稻草焦及石油焦 与稻草焦混合焦混合气 化对石油焦按照国标 G B ／ T 1 8 8 5 6 1 0 2 0 0 2烧灰 时， 发现石油焦的灰分已经熔融渗入到烧灰的瓷舟 中， 可见石油焦 的灰熔点太低 。由表 1 可知 ， 石油焦 的灰分仅 为 0 ． 2 7 ％ ， 对 共气化 性能 的影 响极 为有 限 ， 因此本实验中忽略该 因素。 在相 同的气化条件下 ， 对脱灰前后 的 3 0 0 o C稻 草焦 ， 石油焦／ 稻草混合物及石油焦／ 稻草焦混合物 进行气化实验 ， 对比结果见 图 5 。由图 5可见， 稻草 脱灰后混合物的气化活性显著降低 ， 共气化的协同 效应消失。这也说明稻草中灰分对其气化活性有较 大的影 响。原因主要是 由于酸洗过程 中， 大量的金 属元素流失 ， 碱性金属元素对其 C O 气化 反应有 明 显的催化作用。 由表 2还可以看 出， 碱金属和碱土金属 占约将 近 2 0 ％ 。 图 5 石油焦与生物质稻草焦的气化反应 F i g u r e 5 Co g a s i fic a ti o n o f p e tr o l e u m c o k e an d s tr a w c h ar ape tro l e u m c o ke；bpe tro l e u m c o ke de l i mi n g s tra w 4 1； Cpe trol e u m c ok e d e l i mi n g s tra w c har 4 l dp e tro l e um c o ke s tra w c har 4 1； ep e tro l e um c o k e s tra w 4 1； fd e l i mi ng s tra w c har ；gs tra w c har 生物质 中含有大量的金属元素 ， 尤其是 K、 Na 、 C a 、 F e 等碱性金属元素都有加快气化反应速率的作 用。B r o w n等 进行了富含钾盐的生物质与煤的共 气化反应研究 ， 认 为生物质能极大地促进含碳物质 的气化反应 ， 并认 为生物质可以作为廉价 的煤气化 催化剂。Do u g l a s 1 0 ] 也对碱金属对含碳材料 的催化 作用进行了深入研究。研究发现， 含 1 ％左右的 N a 元素可使气化反应速率提高 1 2～1 7倍 ， 2 ％的 C a可 使其提高 3 ． 3～ 9倍， 0 ． 1 1 ％的 K也可使其提高 2 倍 ， 而且部分多元 素比单一元素作用 于气化催化效 果要好 。 碱金属是气化反应 的有效催化剂 ， 在生物质 和石油焦共气化条件下 ， 生物质 中的碱金属不仅催 化生物质中的碳， 也对石油焦中的碳产生了催化作 用 ， 所以产生了明显的协同效应 ， 而在生物质稻草及 稻草半焦脱灰后 ， 碱金属的含量明显 降低 ， 催化作用 消失 ， 协 同作用不再明显。 反应性指数 是表 征煤焦气化反应性 的一个 指标 。被定义为 R 0 ． 5 ／ 0 5 3 表 3 酸洗前后的稻草焦的元素比较 Ta b l e 3 Co mp a r i s o n o f de me n t s of s l r a w b e f o r e a n d a f t e r wa s h e d Co n t e n t w ／ ％ K Na Ca M g Fe S t r a w c h ar b e f o r e wa s h e d 6． 3 7 7 1 ． 3 7 0 0． 6 4 3 0． 4 6 7 0 ． 2 5 4 S t r a w c h a r a f t e r wa s h e d 0 ． 1 61 0 ． 3 3 1 0． 1 8 1 0． 21 l 0 ． 0 3 8 1 6 8 燃料化学学报 第 4 0卷 由反应性指数 R的定义可知 ， R越大， 意味着煤 焦的反应性越好 。表 4是混合焦脱灰前后在各个反 应温度下的反应性指数 。由表4中可知， 混合焦 酸洗前反应性指数 比酸洗后更高。由表 4证明稻草 中碱金属对混合物的气化活性有很大的催化作用。 而对混合物在不同温度下的 R而言 ， 其值随着反应 温度的升高而增加 ， 这也表 明随反应温度的增加 ， 混 合物的气化反应性也在增加。 表 4 稻草半焦／ 石油焦混合焦脱灰前后反应性指数R Ta bl e 4 Re a c tio n i nd e x e s o f t he mi xt u r e of pe t r o l e u m c ok e a nd s t r a w c ha r be f o r e a nd a f t e r wa s he d Re a c tio n i n de x R／h一 s锄 p 。 M i x t ur e o fpe t r o l e um c o ke ／s tra w c ha r Mi x t u r e o fpe tro l e um c o k e ／ d e l i mi n g s t r a w c h a r 1 7． 0 52 20． 41 9 2 7． 9 61 3 9． 03 7 5 ． 5 2 1 1 1 ． 2 7 6 1 4． 4 6 5 3 5 ． 0 0 2 2 ． 4 稻草 ， 稻草焦及石 油焦的孔隙结构分析L u 等l 1 和 Z o l i n等 到认为， 影响含碳物质气化反应性 的主要因素是含碳物质 的碳微 晶结构和 比表 面积。 一 般认为比表面积越小， 则其反应性越差。本实验 采用 N 吸附技 术在美 国麦克仪器公 司生产的 AS A P 2 0 2 0吸附仪上对稻草半焦 ， 石油焦 和两者混 合物的比表 面积进行 了测试 ， 结果见表 5 。由表 5 可知 ， 稻草半焦的比表面积大于石油焦 ， 石油焦与稻 草焦的混合物 比表面积 比石油焦单独 的 比表面积 大 ， 所 以气化时混合物与气化剂 C O 接触面积也会 比石油焦单独气化大。 表 5 样 品的 匕 表面积 Ta b l e 5 BET s u r f a c e are a o f s a mpl e s 2 ． 5 石油焦中加入不 同比例稻草 的气化反应性能 比较1 0 0 0℃时， 对金陵石油焦和稻草及其混合物 的C O 气化特性进行了研究， 考察了不同质量比的 石油焦与稻草 的共气化性能。图 6为石油焦与稻草 在不同配比下 的气化曲线与生物质及石油焦单独气 化的气化曲线。由图 6可知 ， 掺混一定 比例 的稻草 可明显改善石油焦的气化反应活性 ， 并且随着稻草 比例的上升其气化反应性越好， 从而可以得出结论， 稻草对石油焦气化有催化作用。 图 6中石油焦气化曲线与石油焦和稻草混合物 的气化曲线出现交叉点 ， 笔者认为原 因是石油焦 中 灰分含量很少为0 ． 2 7 ％， 灰分即使在高温情况下也 不容易发生气化反应 ， 所 以石油焦可以进行完全气 化 ， 而石油焦与稻草混合 ， 因为稻草中含有的灰分含 量接近 1 0 ％ ， 混合 物因为稻草中灰 分的存在 ， 其气 化反应无法进行完全 。 旨 矗 主 8 g 号 U 图 6 石油焦与不同比例稻草共气化 Fi g u r e 6 Co g a s i fic a t i o n b e t we e n p e trol e u m c ok e an d s tra w ap e t r o l e u m co k e；bpe t r o l e um c o ke s tra w 4 1； Cpe tro l e um c o ke s tra w 3 1 dpe trol e u m c o ke s t r a w 2 1 ep e trol e u m c o ke s tra w 1 1 2 ． 6 石油焦中加入不 同比例的稻草半焦的气化反 应性能比较1 0 0 0 o C时 ， 对金陵石油焦和 3 0 0 o C稻 草半焦及其混合物 的 C O 气化 特性进行 了研究 ， 考 察了不同比例的稻草半焦与石油焦的共气化性能。 图 7为石油焦与不同比例稻草半焦共气化。 g ’重 言 8 g 皇 U T i me t ／ mi n 图 7 石油焦与不同比例稻草半焦共气化 F i g u r e 7 Co g a s i fic a ti o n b e t we e n pe tro l e um c o k e an d s t r a w c h a r a p e tro l e um c o k e； bpe tr o l e um c o k e s tr a w c h ar 4 1 ； cpe tro l e um c o ke s t r a w c h a r3 1 d p e t r o l e um c o k e s tr a w c h ar 2 1； epe trol e um c o ke s tra w c ha r1 1 由图 7可知 ， 当气化温度确定后 ， 掺混一定比例 的稻草半焦可以明显改善石油焦的气化反应活性 ， 第 2期 刘鑫 等 石油焦与稻草焦共气化研究 1 6 9 并且随着稻草半焦 比例 的上升气化反应性更好。由 表 1可知 ， 生物质的挥发分体积分数 明显大于石油 焦 ， 热解过程中挥发分 的脱 除使生物质半焦的 比表 面积增大， 气化剂更易与固体表面接触， 所以混合物 共气化的反应速率较石油焦单独气化要快 。 笔者认为 ， 稻草及稻草半焦对石油焦具有催化 作用的原因主要是稻草中含有具有催化作用的碱金 属。随着掺人生物质半焦的比例增加， 作为催化剂 的碱金属含量也增加 ， 因而气化反应速率随半焦 比 例上升逐渐增大 。 3 结论 石油焦与稻草半焦具有一定 的协同作用 ， 在一 定温度下 ， 石油焦与稻草焦混合物共气化碳 的转化 率高于各 自气化碳转化率的简单加和。稻草及稻草 焦中含有的碱金属元素对石油焦气化有很好的催化 作用 ， 脱灰焦的催化作用较未脱灰焦差。稻草及稻 草半焦的掺人可以很大程度上改进石油焦的气化活 性。随着稻草及稻草半焦 比例 的增加 ， 混合焦气化 活性增大。几种样品的气化反应活性由高到低顺序 为 稻草半焦 脱灰稻草半焦 石油焦／ 稻草混合物 石油焦／ 稻草半焦混合物 石油焦／ 脱灰稻草混合物 石油焦／ 脱灰稻草半焦混合物 石油焦。 符号说明 r - - 一 煤焦气化反应速率 ．卜一 气化反应煤焦转化率 ， ％ 尺 反应性指数 mi n 7 “ 0 ．5 固定碳转化率达到5 0 ％时所需要的时间， mi n △ 气化过程中样品的失质量， g m 石油焦初始质量， g 稻草半焦初始质量 ， g F C 枷石 油焦空气干燥基下 的固定碳含量 ， ％ F C 稻草半焦空气干燥基下的固定碳含量， ％ 计算出的混合焦碳转化率， ％ 石油焦碳转化率 ， ％ 稻草半焦碳转化率， ％ w 。 石油焦占混合焦样的质量分数， ％ w 稻草半焦占混合焦样的质量分数 ， ％ F C 石油焦的固定碳体积分数， ％ F C。 稻草半焦的固定碳体积分数， ％ 参考文献 [ 1 ] GR I GO R E M，S AK U ROV S R，F R E NC H D， S AJ WAL L A V．I n fl u e n c e o f m i n e r a l ma t t e r o n c o k e r e a c t i v i t y wi t h c a r b o n d i o x i d e [ J ] ．I S I J I n t e rna t i o n al， 2 0 0 6 ， 4 6 4 5 0 3 - 5 1 2 ． [ 2 ] 王贤华 ，陈汉平 ， 王静 ，辛芬 ，杨海平．无机矿物质盐对生物质热解特性 的影响 [ J ] ．燃料化学学报 ， 2 0 0 8 ， 3 6 6 6 7 9 4 5 8 ． WAN G X i a n h u a ，C H E N Ha n p i n g ，WAN G j i n g ，XI N F e n，YAN G Ha l p i n g ．I n fl u e n c e s o f m i n e r a l ma t t e r s o n b i o ma s s p y r o l y s i s c h ara c t e ri s t i c s [ J ] ．J o u r n al o f F u e l C h e mi s t 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