摘

 要 采用常压高温热天平分别考察了污泥对神府煤 CO2 气化反应速率的影响。在一定的

反应时间内，污泥的加入明显地提高了神府煤气化反应的转化速率，温度提高有利于气化
反应的进行，

Na 等金属可以加快神府煤的气化反应速度。 

　　关键词

 污泥；神府煤；气化；速率 

　　煤的气化反应活性是指在一定条件下，煤炭与气化介质相互反应的能力。煤气化特性研
究有悠久的历史，很多研究者对煤焦（不定型碳结构）与

CO2、O2 和水蒸汽的气化反应进

行了大量研究。在气流床气化过程中，

C 与 H2 反应基本可以忽略，C 与 CO2 的气化反应最

慢，可以认为是煤气化过程的控制步骤。生物质作为能源物质与煤共气化时，对煤气化活性
的影响至关重要。气化过程受到温度、气体浓度、组成和压力的影响。本文利用热天平考察了
温度和污泥对神府煤

CO2 气化反应速率的影响。 

　　

1 实验方法 

　　热重分析仪是在温度控制下测量物质质量随温度变化的一种热分析仪器。污泥与煤气化
反应速率的测量采用美国

Thermo Cahn 公司生产的 TherMax500 加压热重分析系统来测量。 

　　煤的粒度在

120-180 目，加入一定量的污泥。为了混合均匀，往混合物中加入去离子水，

在机械搅拌器中搅拌

20 min，尽量搅拌均匀。样品在 105

℃的条件下烘干到不再失重为止，

碾磨，混合均匀。污泥的添加量分别为煤质量的

5%（CS5），10%（CS10）和 20%

（

CS20）。往污泥中添加其干基质量 20%的 NaOH，混合均匀，得到改性污泥。同样的方法

制备得到

CMS5，CMS10 和 CMS20。样品初始质量记为 m0，反应结束时样品的质量为 mE。

 

　　从图

3 可以看出，在相同的时间内，神府煤的转化率最低。污泥加入后，混合物

CS（CS5， CS10、CS20）气化反应完成所需时间变短。污泥的添加量增加，有利于气化完
成时间的缩短。加入

NaOH 的污泥后，混合物 CMS（CMS5、CMS10 和 CMS20）进一步降

低了神府煤的气化反应时间，提高了神府煤的反应速度。工业气化中，催化剂可提高煤焦与
二氧化碳气化的反应速率。陈同斌等研究表明污泥中含有大量的金属元素，而

Na、Ca、K、Fe

等金属都可以加快煤焦气化反应速率，含

1%左右的 Na 元素可使煤与 CO2 的气化反应速率

提高

12～17 倍，2%的 Ca 可使其提高 3.3～9 倍，0.11%的 K 也可使其提高 2 倍。而且部分多

元素共同作用于煤焦气化过程比单一元素作用于煤焦气化过程的催化效果好。

 

　　参考文献

 

　　

[1]郭崇涛.煤化工[M].北京化学工业出版社，1992. 

　　

[2]陈同斌，黄启飞，高定，等.中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势[J].环境科学

学报，

2003，23（5）：561-569. 

　　

[3]杨军，郭广慧，陈同斌，等.中国城市污泥的重金属含量及其变化趋势[J].中国给水

排水，

2009，25（13）：122-124.