【摘要】 从 TPD 谱分析可以得出结论，WC1600 的气化主要受 Ca 和 K 的催化影响。

研究了 WC1600 的主要无机灰分成分对部分气化焦样品 TPD 过程中获得的 CO2 和 CO 信号的影响。此外，灰分含量低于 1 wt-% 的活性炭用 Ca 和 K 浸渍并部分气化，然后进行 TPD 分析。

 

TPD 期间获得的 CO2 和 CO 信号源自含氧表面复合物的分解和灰分成分的分解反应。在气化过程中，焦炭表面存在三​​种不同类型的位点：稳定位点、反应位点和催化活性位点[1-4]。后者是焦炭气化过程中无机物催化影响的量度。

 

从 TPD 谱分析可以得出结论，WC1600 的气化主要受 Ca 和 K 的催化影响。WC1600 上氧化表面络合物的形成受到限制，可能是由于样品热解的高温所致（1600°C）。然而，具体转化率与反应和催化活性位点数量之间的直接相关性是根据实验结果得出的，并通过灰分分解的贡献进行校正。

 

在 WC1600 与 CO2 气化过程中，可以在炭表面观察到三种不同类型的位点：Lizzio 等人 [5] 提出和定义的稳定位点和反应位点，以及代表灰分催化活性成分影响的催化活性位点。使用 CO2 作为气化剂的 WC1600 部分气化样品在 TPD 过程中释放出 CO2 和 CO，这是氧化表面复合物分解、随后气态产物解吸以及 Ca 和 K 碳酸盐分解的结果。

 

CaCO3 的分解被识别CO2 的主要来源是 K2CO3，CO 的主要来源是 K2CO3。CO2 和 CO 的释放量是气化反应中每种金属催化影响的量度。此外，Ca 和 K 的存在促进了稳定位点以及形成氧化表面复合物的反应位点的形成。由于所研究的炭（WC1600）的热解温度高，炭可能表现出高石墨化程度，限制了用于形成氧化表面复合物的活性位点的可用性。

 

因此，Ca 和 K 诱导的催化气化是主要过程。仅在碳转化度较高（XC = 0.90）时，才能观察到稳定位点和反应位点的形成增强。比转化率 Rm 与反应活性位点和催化活性位点的数量之间的线性相关性源自实验数据。这表明计算值是对参与 WC1600 与 CO2 气化反应的炭表面上可用位点（反应活性和催化活性）的适当测量。

 

未来的实验将侧重于更广泛的实验条件，以研究气流床气化转化率相关性的适用性。目前，所呈现的转化率相关性仅对一组参数有效。为了进一步验证该模型并扩展之前的数据集，改变气化温度和二氧化碳分压至关重要。

 

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[5] Lizzio AA, Jiang H, Radovic LR. On the kinetics of carbon (Char) gasification: Reconciling models with experiments. Carbon 1990;28(1):7–19. https://doi.org/10. 1016/0008-6223(90)90087-F

 

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