煤炭地下气化废水催化气化褐煤实验研究
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Ｐｒ ｏ ｘ ｉ ｍａ ｔ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ （ ａ ｄ）
Ｍ Ａ Ｖ
Ｕｌ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ （ ｄ）
Ｈ Ｓ
成本 、 回收利 用及 可 能带 来 的环 境 污染 等 问题 是 必 须要 考 虑 的因素． 近年来 ， 新 型廉 价 的可 弃催 化剂 受 到越 来越 多研 究者 的关 注 ， 可 弃催 化 剂 不 仅 效 果 较
Ｔａ ｂ ｌ ｅ ２ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｕｌ ａ ｎ ｑ ａ ｂ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ
ｃ ｏ ａ ｌ ｇ ａ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｅ （ ａｇ ｒ ／ Ｌ）
１ 实验 部 分
１ ． １ 样 品 的 选 取 和 制 备
煤 的催化气 化 以其 反 应 温 度低 、 速 率 快 而 具有 吸 引
力． 大量研 究证 实 ， 煤 与 气化 剂 （ 如水 蒸 气 ， Ｃ Ｏ。 ， Ｈ
和 Ｏ。 ） 之 间 的气 化反 应最 有效 的催 化剂 主要 为 碱 金 属、 碱土金 属 和过 渡 金 属 的 盐类 ． ［ ３ － ８ ］ 选 取催 化 剂 时
２ ３ ． ８ ． 随 着反 应 压力 的提升 ， 碳 转 化 率 及 煤 气产 率均 呈 现 不 同程 度 的 降低 ， 煤 气组 分 中 Ｈ ， Ｃ Ｏ 和ｃ ０ 含量 也呈现 不 同程度 的 降低 ； 而Ｃ Ｈ 含 量随 着压 力的提升 持 续增加 ．
关 键 词 煤 炭 地 下 气 化 ， 废水， 催 化 气化
Ｍｇ ＋
８ ６ ． ７ ２
Ｃａ ＋
Ｃ Ｉ
Ｓ Ｏ ｔ
ＮＯ ａ
一
３ ７ １ ． ８ ７ ４ ５ ７ ４ ． ９ ４ １ ６ ４ ． ２
由表 ２可知 ， ＵＣ Ｇ废 水富 含可 用于 煤 的催 化气
Ｎａ ＋
４ ０７ ６． ３
想 的效 果． 对 于煤 气化 废水 的处 理 ， 目前 仍然 缺乏 合
理、 经 济和有 效 的处 理工 艺 ． ［ ９ ］ 经分 析 可 知 ， 乌 兰 察
布煤炭 地下 气化 工业试 验基 地 的 ＵＣ Ｇ 废 水 中 富含
Ｋ＋
１ ２ ３ ． ８
第３ ８卷
第 ２期
煤 炭 转 化
Ｃ０ ＡＬ Ｃ０Ｎ Ｖ ＥＲＳ１ ０Ｎ
Ｖｏ １ ． ３ ８ Ｎｏ ． ２
Ａｐｒ ．２ ０１ ５
２ ０ １ ５年 ４月
煤 炭地下气化废水催化气化褐煤 实验研究
刘 洪 涛Ｄ 赵 娟 王媛 媛 姚 洪 。
摘 要 为 了考察煤 炭地 下 气化 工业试验 基 地废 水 的催 化 活性 ， 探 究利 用该 废 水进 行 地 下催
综 合 开发清 洁 能源 与生 产 化 工 原 料 的新 技 术． 其 实 质是 仅提取 煤 中 的含 能 组分 ， 而将 灰 渣 等 污染 物 留 在井 下 ， 大大提 高 了煤 炭 资 源 的利 用 效 率 和利 用 水 平， 具有 巨大 的社会效 益 、 经济 效益 和环 保效 益． ＿ １ １ ］
化 气化 工业性 试验 的可行 性 ， 对乌 兰察布 褐煤 进行 了不 同压 力 下 的活 性评 价 实验． 结果 表 明， 煤炭 地 下 气化废 水对 乌 兰察 布褐 煤的 气化起 到 了良好 的催化 效果 ， 在 添加 一定 量煤炭 地 下气化废 水后 ， 其碳 转化 率 由 ８ Ｏ ． １ ９ 提 高到 ８ ９ ． ８ ２ ； 煤 气产 率 由 ４ ． ２ ｍ。 ／ ｋ ｇ增加 到 ５ ． ２ ｍ。 ／ ｋ ｇ ， 增 加 了原 来 的
好 而且 省去 回收环 节 ， 大大节 省成 本． 煤 炭地 下气 化 废 水 的主要 特点是 水质 成分 复杂 、 波动 性 大 、 有机 成 分 含量 高 、 可 生化 性低 ， 用 常规方 法处理 难 以达 到理
３ ４ ． ２ ０ １ ２ ． ８ １ ２５ ． ３ ４ ２ ７ ． ６ ５
本 实验 选用 乌兰 察布 褐煤 源自文库 其煤 质分 析见 表 １ ．
表 １ 实验煤种的煤质分析 （ ％）
Ｔａ ｂ ｌ ｅ １ Ｐｒ ｏｘ ｉ ｍａ ｔ ｅ ａ ｎｄ ｕ ｌ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｅ ａ ｎａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ （ ）
５ ７ ． ７ ０
５ ． ３ ２
０ ． ７ ４
１ ．９ ６
本实 验所 用废水 为 乌兰察 布煤 炭地 下气 化工 业 试验 基地 的 ＵＣ Ｇ废 水 ， 其 主要 成分 见表 ２ ．
表 ２ 乌 兰 察 布煤 炭 地 下气 化 工 业试 验 基 地 ＵＣＧ废 水 分 析 （ ｍｅ ／ Ｌ）
简称 ＵＣ Ｇ） 技 术是将 处 于地下 的煤 炭进行 有 控制 地
的催化 剂 ， 提高 了煤气 品质 和 产 率 ， ＵＣ Ｇ 废 水 实 现 真 正意 义上 的变 废 为 宝 ， 因 而具 有 重 要 的 实用 价 值
和深远 的社 会意 义．
燃烧 ， 通过对 煤 的热作 用及 化学 作用产 生 可燃气 体 ，
中图分 类号
Ｔ Ｑ５ ４ ４ ， Ｘ７ ８ ４
０ 引 言
煤 炭地 下 气 化 （ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｃ ｏ ａ ｌ ｇ ａ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，
的可行性 ． 值 得关 注 的是 ， 将 ＵＣ Ｇ废 水 作 为气 化 过
程 中的催 化 剂 ， 一方面， 可 以不用 再考 虑废水 的处理 及 排放 问题 ； 另一 方 面 ， 将 ＵＣ Ｇ废 水 作 为 气化 过 程
Ｍ Ａ Ｖ
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Ｈ Ｓ
成本 、 回收利 用及 可 能带 来 的环 境 污染 等 问题 是 必 须要 考 虑 的因素． 近年来 ， 新 型廉 价 的可 弃催 化剂 受 到越 来越 多研 究者 的关 注 ， 可 弃催 化 剂 不 仅 效 果 较
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１ 实验 部 分
１ ． １ 样 品 的 选 取 和 制 备
煤 的催化气 化 以其 反 应 温 度低 、 速 率 快 而 具有 吸 引
力． 大量研 究证 实 ， 煤 与 气化 剂 （ 如水 蒸 气 ， Ｃ Ｏ。 ， Ｈ
和 Ｏ。 ） 之 间 的气 化反 应最 有效 的催 化剂 主要 为 碱 金 属、 碱土金 属 和过 渡 金 属 的 盐类 ． ［ ３ － ８ ］ 选 取催 化 剂 时
２ ３ ． ８ ． 随 着反 应 压力 的提升 ， 碳 转 化 率 及 煤 气产 率均 呈 现 不 同程 度 的 降低 ， 煤 气组 分 中 Ｈ ， Ｃ Ｏ 和ｃ ０ 含量 也呈现 不 同程度 的 降低 ； 而Ｃ Ｈ 含 量随 着压 力的提升 持 续增加 ．
关 键 词 煤 炭 地 下 气 化 ， 废水， 催 化 气化
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８ ６ ． ７ ２
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ＮＯ ａ
一
３ ７ １ ． ８ ７ ４ ５ ７ ４ ． ９ ４ １ ６ ４ ． ２
由表 ２可知 ， ＵＣ Ｇ废 水富 含可 用于 煤 的催 化气
Ｎａ ＋
４ ０７ ６． ３
想 的效 果． 对 于煤 气化 废水 的处 理 ， 目前 仍然 缺乏 合
理、 经 济和有 效 的处 理工 艺 ． ［ ９ ］ 经分 析 可 知 ， 乌 兰 察
布煤炭 地下 气化 工业试 验基 地 的 ＵＣ Ｇ 废 水 中 富含
Ｋ＋
１ ２ ３ ． ８
第３ ８卷
第 ２期
煤 炭 转 化
Ｃ０ ＡＬ Ｃ０Ｎ Ｖ ＥＲＳ１ ０Ｎ
Ｖｏ １ ． ３ ８ Ｎｏ ． ２
Ａｐｒ ．２ ０１ ５
２ ０ １ ５年 ４月
煤 炭地下气化废水催化气化褐煤 实验研究
刘 洪 涛Ｄ 赵 娟 王媛 媛 姚 洪 。
摘 要 为 了考察煤 炭地 下 气化 工业试验 基 地废 水 的催 化 活性 ， 探 究利 用该 废 水进 行 地 下催
综 合 开发清 洁 能源 与生 产 化 工 原 料 的新 技 术． 其 实 质是 仅提取 煤 中 的含 能 组分 ， 而将 灰 渣 等 污染 物 留 在井 下 ， 大大提 高 了煤 炭 资 源 的利 用 效 率 和利 用 水 平， 具有 巨大 的社会效 益 、 经济 效益 和环 保效 益． ＿ １ １ ］
化 气化 工业性 试验 的可行 性 ， 对乌 兰察布 褐煤 进行 了不 同压 力 下 的活 性评 价 实验． 结果 表 明， 煤炭 地 下 气化废 水对 乌 兰察 布褐 煤的 气化起 到 了良好 的催化 效果 ， 在 添加 一定 量煤炭 地 下气化废 水后 ， 其碳 转化 率 由 ８ Ｏ ． １ ９ 提 高到 ８ ９ ． ８ ２ ； 煤 气产 率 由 ４ ． ２ ｍ。 ／ ｋ ｇ增加 到 ５ ． ２ ｍ。 ／ ｋ ｇ ， 增 加 了原 来 的
好 而且 省去 回收环 节 ， 大大节 省成 本． 煤 炭地 下气 化 废 水 的主要 特点是 水质 成分 复杂 、 波动 性 大 、 有机 成 分 含量 高 、 可 生化 性低 ， 用 常规方 法处理 难 以达 到理
３ ４ ． ２ ０ １ ２ ． ８ １ ２５ ． ３ ４ ２ ７ ． ６ ５
本 实验 选用 乌兰 察布 褐煤 源自文库 其煤 质分 析见 表 １ ．
表 １ 实验煤种的煤质分析 （ ％）
Ｔａ ｂ ｌ ｅ １ Ｐｒ ｏｘ ｉ ｍａ ｔ ｅ ａ ｎｄ ｕ ｌ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｅ ａ ｎａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ （ ）
５ ７ ． ７ ０
５ ． ３ ２
０ ． ７ ４
１ ．９ ６
本实 验所 用废水 为 乌兰察 布煤 炭地 下气 化工 业 试验 基地 的 ＵＣ Ｇ废 水 ， 其 主要 成分 见表 ２ ．
表 ２ 乌 兰 察 布煤 炭 地 下气 化 工 业试 验 基 地 ＵＣＧ废 水 分 析 （ ｍｅ ／ Ｌ）
简称 ＵＣ Ｇ） 技 术是将 处 于地下 的煤 炭进行 有 控制 地
的催化 剂 ， 提高 了煤气 品质 和 产 率 ， ＵＣ Ｇ 废 水 实 现 真 正意 义上 的变 废 为 宝 ， 因 而具 有 重 要 的 实用 价 值
和深远 的社 会意 义．
燃烧 ， 通过对 煤 的热作 用及 化学 作用产 生 可燃气 体 ，
中图分 类号
Ｔ Ｑ５ ４ ４ ， Ｘ７ ８ ４
０ 引 言
煤 炭地 下 气 化 （ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｃ ｏ ａ ｌ ｇ ａ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，
的可行性 ． 值 得关 注 的是 ， 将 ＵＣ Ｇ废 水 作 为气 化 过
程 中的催 化 剂 ， 一方面， 可 以不用 再考 虑废水 的处理 及 排放 问题 ； 另一 方 面 ， 将 ＵＣ Ｇ废 水 作 为 气化 过 程