本项目针对天然气(包括煤层气)制氢或合成气技术能耗高、催化剂易失活、水蒸气消耗高和金属炉管投资高等缺点及H2/CO不匹配等问题,基于煤气化中间产物-半焦具有丰富的微孔结构和酸碱官能团有催化功能的原理,结合甲烷催化部分氧化反应机理和流化床反应器特点,提出流化床煤与甲烷共转化的工艺思想,即在煤部分气化半焦存在条件下,在1000℃左右使甲烷与蒸汽反应达到合理转化率,并因煤气化反应调整所制合成气的H2/CO,简化反应过程。本法以在位煤半焦实现甲烷催化转化,不使用金属催化剂;以煤气化煤气在位调整合成气组成;以流化床反应器代替昂贵的金属管反应器。经过三年努力,本项目在1) 煤与甲烷共转化基础,包括煤半焦存在条件下甲烷裂解及其与水蒸汽、二氧化碳及氧反应过程及影响因素;煤气化反应过程中半焦的形成及其孔结构、官能团以及对煤与甲烷共转化的影响等;2) 流化床煤与甲烷共转化特性,即反应器结构及工艺参数等方面进行了深入研究。另外,拓展进行了炼厂气与煤共转化及矿井抽放气脱氧研究,取得重要进展。共发表学术论文10篇,其中SCI/EI收录10篇,获得专利1项,培养研究生3名,另外在国际合作方面取得显著成绩。
英文主题词methane; coal; co-conversion; coal char catalysis; reaction mechanism