洁净煤技术

作者：宋婷婷, 刘日新, 赵明辉, 崔鹏俊, 马花花, 曾亮, 刘振江, 朱蕊

关键词：集成二氧化碳捕集与利用,逆水煤气变换反应,含钙矿石,热力学平衡分析,合成气

集成碳捕集与利用—逆水煤气变换工艺（ICCU-RWGS）有效结合CO2捕集与加氢转化过程，是降低工业碳排放、推动碳中和目标实现的关键技术路径之一。该工艺以钙基CO2吸附材料为核心，可直接将捕集的CO2原位加氢转化为合成气，其品质通常以H2与COx（CO、CO2）的物质的量比（M值）衡量。研究旨在通过该工艺高效制备M值为2.00 ~ 2.05的合成气，从而为下游费托合成、甲醇合成等工段提供高适配性的原料气。对温度、压力及钙氢物质的量比（n(CaCO3):n(H2)）等关键操作参数进行热力学平衡分析与计算。结果表明，最佳操作条件为700 ℃、0.1 MPa及钙氢物质的量比为1∶2，此外，H2O的存在会对加氢转化性能产生不利影响。在此基础上，通过固定床小试实验研究进行含钙天然矿石的筛选，结果表明，在反应温度为700 ℃、压力为0.1 MPa以及钙氢物质的量比为1∶2的条件下，白云石表现出更优的ICCU-RWGS反应性能，且该操作条件与热力学预测结果一致。在最优条件下，进一步探究其循环性能，结果表明，20个循环内的M值未发生显著衰减，且循环后的白云石未出现明显的烧结现象，展现出良好的循环稳定性和结构稳定性。总体而言，研究在ICCU-RWGS工艺的基础上，通过系统调控操作参数提高产物中COx的物质的量比例，制备高品质合成气以满足下游化学品与燃料合成原料需求。

来源：2026年第2期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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