锌-锡液态金属碳气化反应的实验研究

来源期刊：煤炭学报2016年第10期

论文作者：曹天宇 张格培 史翊翔 蔡宁生

文章页码：2490 - 2494

关键词：液态金属;煤气化;程序控温反应;离子传导;

摘    要：液态金属气化技术是一种清洁的气化技术。因其原料适应性广,反应系统架构简单,适用于以固体碳为基础的分布式能源供给。反应过程中空气中的氧元素与熔融态的金属床料反应生成金属氧化物,再由碳原料还原氧化物生产含CO的产品气。为提高产品气中CO的比例,系统中引入了氧化锌（ZnO）以促进CO的生成。程序控温气化反应测试结果表明,氧元素由氧化锌向碳的迁移过程是气化反应的控制步骤,拓展熔池内部氧元素迁移路径,强化氧元素由氧化锌向碳的迁移过程是提高液态金属气化速率的重要途径。碱金属碳酸盐（Na₂CO₃,K₂CO₃）在高温下形成熔融态的氧传导路径,使得由氧化锌到碳原料的氧传导得到增强,改善了煤气化的反应特性。对不同碱金属碳酸盐的实验结果表明,具有较高氧离子传导率的碳酸盐能够使得熔体具有更好的煤气化特性。采用两种碳酸盐混合物制成的低熔点碳酸盐体系能够在较低温度（约720℃）时发挥氧离子传导的作用,促进气化反应在低温状态下的发生。