Badania procesu zgazowania węgla kamiennego w obecności K2CO3

Technologie zgazowania węgla są technologiami dojrzałymi, które znajdują zastosowanie w przemyśle. W dalszym ciągu prowadzone są jednak prace nad rozwojem nowych i doskonaleniem już istniejących rozwiązań technologicznych w tym zakresie. Liczne prace badawcze poświęcono zastosowaniu katalizatorów w omawianym procesie. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu zgazowania parą wodną węgla z dodatkiem K2CO3 jako katalizatora procesu w laboratoryjnej instalacji z reaktorem ze złożem stałym. Badaniom poddano węgiel pochodzący z kopalni "Szczygłowice" z pokładu 405/1. Przeprowadzono dwie serie eksperymentów. W pierwszej z nich zgazowywano węgiel bez dodatku katalizatora w temperaturze 700, 800 i 900¯C. Objętość produkowanego gazu w temperaturze 900¯C była około 20% większa, niż objętość gazu otrzymanego w procesie zgazowania w temperaturze 700¯C. W drugiej serii eksperymentów węgiel zgazowywano z dodatkiem 5, 7,5, 10, 12,5, 15, 17,5, 20 i 22,5% wag. K2CO3 w temperaturze 700¯C. Przy zastosowaniu powyżej 10% wag. K2CO3 zaobserwowano wzrost ilości produkowanego gazu w procesie oraz zmiany w jego składzie. Jako optymalną ilość katalizatora określono 15% wag. K2CO3, dla którego otrzymano objętość gazu, porównywalną z objętością uzyskaną w temperaturze 900¯C bez dodatku katalizatora.

Coal gasification technologies are commercially proven. Nevertheless, the development of new and improvement of the existing technological solutions in the field are still of research interests. Numerous research works have been devoted to the application of catalysts in the process concerned. In the presented work the experimental results of steam gasification of coal with K2CO3 as a catalyst in a laboratory scale fixed-bed reactor are presented. In the experiments coal from coal seam no 405/1 of "Szczygłowice" coal mine was used. Two series of experiments were performed. In the first one coal was gasified with steam without addition of the catalyst at the temperature of 700, 800 and 900¯C. The volume of gas produced at 900¯C was approximately of 20% higher than the volume obtained at 700¯C. In the second series of experiments coal was gasified with 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 17.5, 20 and 22.5% w/w of K2CO3 at 700¯C. Addition of over 10% w/w of K2CO3 resulted in increase in product gas volume and changes in its composition. The optimum amount of the catalyst was determined to be 15% w/w of K2CO3, for which gas volume, comparable with the one generated at 900¯C without catalyst, was obtained.