Na₂CO₃催化煤焦加氢气化性能研究

摘要

本研究采用加压固定床反应器，系统考察了碱金属Na对伊犁褐煤焦、淖毛湖次烟煤焦和呼图壁烟煤焦加氢气化的催化作用，重点探究了温度、压力、Na负载量和煤种对气化反应性能的影响。通过XRD、SEM和拉曼光谱对气化残渣进行表征分析，结果表明：提高温度、压力和Na负载量均能显著提高气化反应速率。Na对不同煤焦均表现出优异的催化性能，300 min的甲烷收率可达90%以上。然而，煤中Si、Al等矿物质会显著降低Na的催化活性。XRD表明，Na在800℃时失活最为严重，且随着碳的转化，高活性的Na₂CO₃会与煤焦中的Si、Al等矿物质反应生成低活性的钠霞石（NaAlSiO₄）、偏硅酸钠（Na₂SiO₃）和原硅酸钠（Na₄SiO₄）。SEM和拉曼表征说明，Na₂CO₃能够刻蚀煤焦表面，增加煤焦的活性位点数量并降低其石墨化程度。

关键词

煤焦 / 加氢气化 / Na₂CO₃ / 煤种 / 失活