煤气化反应机理及典型煤气化技术应用的研究-王东旭

　　

针对化石能源清洁转化的重大需求，本文系统解析了煤炭气化过程的反应机理与技术瓶颈，构建了"微观机理-反应器创新-经济性评价"的三维研究框架。通过同步辐射表征与动力学建模发现，热解阶段的纳米孔隙演化（比表面积从5→400 m²/g）和气化阶段的灰分催化效应（Boudouard反应活化能降低22%）是提升碳转化的关键。创新提出流化床灰熔聚（排渣含碳量< 6%）、气流床水冷壁（比氧耗320 m³/km³）及水煤浆CO₂输送（吨氨能耗2.8 GJ）三大技术路径，结合50万吨级工程数据，揭示了褐煤产地（灰熔聚成本优势18%）与烟煤深加工（气流床碳效率98.5%）的差异化适配规律。研究表明，在碳价80元/吨场景下，Shell 气化 + CCUS组合可降低碳税42%，为"双碳"目标下的气化技术选择提供了决策依据。本文突破传统单一技术评价模式，建立的多维度经济性模型（投资/效率/环保权重4:3:2），对新型煤化工装置设计具有重要参考价值。

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