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2005年  第33卷  第02期

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摘要:
用Gibbs自由能最小化方法对粉煤气化过程进行了热力学平衡分析。对一混合煤种,在3.0 MPa和气化温度限制在1 200 ℃~1 450 ℃时,研究了氧-煤比、蒸气-煤比对气化炉出口气体组成、温度和有效气产率的影响,并由此确定了可行的操作域是氧-煤比545m3/t~605 m3/t、蒸气-煤比为152.64 kg/t~313.92 kg/t及其对应的工艺指标。从操作域中选择有代表性的工艺条件为氧-煤比578 m3/t、蒸气-煤比为187 kg/t,对应的气化炉出口温度1 358 ℃,CO+H2干基体积分数为91.5%,有效气产率为2.123(CO+H2)m3/kg。同时,研究了碳转化率和热损失对气化工艺指标的影响,其影响是显著的。
摘要:
研究了酸-碱脱灰处理对鹤壁、淮南和靖远煤的有机组成、表面性质以及成浆性的影响。结果表明,酸-碱脱灰处理后煤质特性都发生了明显变化。主要表现在灰分下降,水分增加,挥发分降低,总碳量和芳香碳增加;氧的质量分数下降,酚羟基氧质量分数增加;硫的质量分数降低。酸-碱脱灰处理后煤的成浆性明显变差,在煤粒度分布、分散剂种类和用量相同时,脱灰处理使鹤壁、淮南、靖远三种煤成浆的定黏(1 000 mPa·s)浓度,分别比相应原煤下降了4.6%,6.6%和4.4%。进一步研究表明,经酸-碱脱灰处理,上述3种煤对所用4种分散剂的吸附量都明显增加,煤粒的Zeta电位也明显增加。酸-碱脱灰处理使研究用煤的成浆性变差,主要是由于煤的有机组成和表面性质变化引起的。
摘要:
采用固定床反应器,将无烟煤粉的燃烧分为焦炭燃烧和挥发分燃烧两部分,研究了各自燃烧过程中产生NO的规律,评价了焦炭N和挥发分N对煤粉燃烧产生NO的相对贡献。结果表明,煤粉N﹑焦炭N和挥发分N的转化率都随过量空气系数α和温度的增加而增加;焦炭N是无烟煤粉燃烧过程中NO的主要来源;煤粉的转化率都小于煤粉分解燃烧时挥发分转化率加焦炭的总转化率;还原性气氛或氧化性气氛越强,挥发分和焦炭在煤粉燃烧时的相互作用越强。
摘要:
在热天平和固定床装置上研究了CaO脱除H2S过程中可逆反应的变化规律。实验结果表明,脱硫过程的最佳温度为Ca(OH) 2分解温度(在二氧化碳不存在情况下);水蒸气和H2是影响CaO脱硫可逆反应的两个重要因素,提高水蒸气体积分数无论热力学和动力学都有利于逆反应的进行,使得脱硫效率降低,提高H2体积分数可抑制逆反应进行,当H2的体积分数达到一定值时,由多个反应构成的逆反应变为单个反应,高温脱硫精度则由反应(CaO + H2S = CaS + H2O)决定。对通过CaS水蒸气反应实现CaS转化或再生也作了讨论。
摘要:
采用热重等温实验研究了不同CO体积分数下CaSO4的分解反应,利用红外光谱仪分析反应析出的气体成分,通过亚甲基蓝分光光度法测定固体残留物中CaS的质量分数。在CO气氛下,CaSO4分解反应为平行竞争反应,反应生成了CaO和CaS。在0.5%CO体积分数下,CaSO4分解最终产物以CaO为主。在2%和4%CO体积分数下,反应初期分解产物以CaO为主,后期分解产物以CaS为主。分解反应最终产物中CaS质量分数随CO体积分数增加而升高,随温度升高而降低。推导出平行竞争反应模型,可以很好的描述CaSO4的平行竞争反应。
摘要:
在相同的制浆条件下,以中国煤种资源数据库为依据,考察了24种不同地区、不同变质程度煤制备成水煤浆的成浆性、流变性及静态稳定性。结果表明,山西阳泉、山东淄博石谷、河北下花园等煤种适宜制浆,这些煤的浆体质量分数均可达到66%以上,浆体呈假塑性流体,且煤浆产生软沉淀的静态稳定性均在15 d以上;山西潞安石圪节、安徽淮南、淮北石台等煤成浆性较好,稳定性在7 d左右,浆体呈胀塑性流体;山东枣庄八一、甘肃靖远红会、河南鹤壁等煤可达到较高的煤浆质量分数,浆体流变性及稳定性均较差,其他的煤则不适宜用于制备水煤浆。
摘要:
对煤焦油中氮在惰性气氛中二次热解生成NOx前驱物HCN及NH3进行了研究。在两段炉固定床反应器上研究了四种煤样的焦油在二次热解过程中NOx前驱物HCN和NH3的释放规律,讨论了煤阶﹑温度以及灰分对焦油二次热解过程中HCN及NH3释放规律的影响,表明随着煤阶的增高,焦油中氮的质量分数减少,HCN和NH3的转化率也随之减少。随着二次热解温度的增高,HCN和NH3的转化率增加,在800 ℃~900 ℃HCN增幅最大,NH3的质量分数在900 ℃以后基本不变。煤中灰分的存在能减少氮在焦油中的质量分数,导致焦油二次热解过程中HCN和NH3的转化率下降。
摘要:
在一台小型渐变型多孔介质燃烧器上进行了预混天然气燃烧与传热试验研究,探讨了天然气速度和多孔介质厚度对多孔介质燃烧室的温度分布、排烟温度和流动阻力的影响。结果表明,天然气在渐变型多孔介质燃烧器中燃烧稳定,燃烧室与水冷夹套间的换热受天然气速度和多孔介质厚度影响,换热效果比空管中燃烧明显增强,同时预混天然气通过多孔介质的进出口压差随着天然气速度和多孔介质厚度的增加而增加。
摘要:
利用气相色谱/原子发射光谱检测器(GC/AED),对小型加氢装置的加氢脱硫柴油样品及氧化/萃取前后样品油中含硫化合物进行了分析,对色谱图中出现的几个可疑峰进行了分析和推测,表明这几个峰是由元素硫产生的,并通过无硫油样中加入硫磺和对样品进行汞洗等实验进行了验证。此外,对于加氢柴油中元素硫产生原因以及对硫质量分数测定和对实验分析的影响,在氧化脱硫等非加氢脱硫实验中样品的选择等问题进行了讨论。
摘要:
向FCC汽油中分别加入两种与FCC汽油不互溶的Lewis超强酸性离子液体\[Bmim\]Cl-AlCl3 和 \[R4N\]Cl-AlCl3形成液-液两相催化降烯烃体系。结果表明:在汽油辛烷值基本保持不变的基础上,FCC汽油的烯烃体积分数分别下降14.7%和13.1%, 均达到我国新配方汽油规定的烯烃体积分数v<35%的新标准。对离子液体降低FCC汽油的机理及影响因素进行了详细研究。结果表明,正是由于具备Lewis超强酸性的离子液体催化的烯烃与烷烃的烷基化、烯烃与芳烃的烷基化以及烯烃的二聚反应使得FCC汽油中烯烃体积分数显著下降。
摘要:
应用超滤分级方法,将木质素磺酸钠分成不同分子量范围的级分。傅立叶红外光谱(FTIR)分析结果表明,分子量为5 000~10 000的木质素磺酸钠分子中亲水基团如羟基、酚羟基、磺酸根质量分数最大,随着分子量的增加,亲水基团质量分数降低。实验结果发现分子量为10 000~50 000的木质素磺酸钠级分在煤粒表面的吸附等温线近似为L型,吸附量较大,并且使煤粒的表面动电电位(ζ电位)达到-52 mV,在各个级分中对盘江煤具有最好的分散降黏作用。进一步得出结论,分散剂的分散降黏作用与其在煤粒表面的吸附量和ζ电位的高低密切相关。
摘要:
以三个正在运行的垃圾发电厂的除尘器飞灰为研究对象,实验测出它们的化学组成、热灼减率、灰熔点等物化特性和浸出毒性、腐蚀性等有害特性,对三种灰样的特性进行了对比、分析。结果表明,飞灰的物化特性主要受飞灰中MgO、CaO、SiO2和CaCl2等几种主要成分质量分数的影响。MgO和Al2O3质量分数较高而CaCl2质量分数较低的飞灰其灰熔点相对较高;CaO和CaCl2质量分数较高的飞灰其水分和热灼减率也相对较高;SiO2质量分数较高的飞灰其重金属的浸出率相对较低;CaO和Al2O3等碱性氧化物质量分数较高的飞灰其浸出液的pH值相对较高。
摘要:
采用热重分析,结合机理分析的方法,探讨了不同催化剂对垃圾焚烧过程中着火性能和燃尽性能的影响。结果表明,催化剂对垃圾着火性能的提高主要是催化剂促进了垃圾中挥发性有机物的释放,使着火点提前;催化剂对垃圾燃尽性能的提高,主要作用机理是催化剂充当氧的载体,促进氧转移。提出了表征着火性能和燃尽性能的两个物理参数,并根据两个参数对催化剂进行排序和比较。催化剂影响着火性能大小进行排序:K2CO3> MnO2 > Na2CO3> CuO > MgO > TiO2 > Al2O3 > Fe2O3 > BaCO3> CaO;催化剂影响垃圾燃尽性能大小排序:Na2CO3>MgO> MnO2> K2CO3> BaCO3> CaO> Al2O3> CuO> Fe2O3> TiO2。
摘要:
对垃圾焚烧炉飞灰进行了差热分析及熔融实验,探讨了不同熔融温度对试样的灼烧减量及重金属分布特性的影响。结果表明,飞灰试样在1132℃时熔融,在1252℃~1290℃发生二次熔融。灼烧减量在1200℃达到最低值27.5%; Cr、Ni、Cu在熔融体中的固溶率随着沸点的升高而依次升高。重金属Pb、Cd、As、Hg挥发率均超过95%,挥发性依次为Pb>Cd>As>Hg;飞灰中Zn的氧化物熔融后转化为Zn2SiO4、ZnSiO3和ZnAl2O4等不易挥发的化合物,且Zn在1200℃时挥发率最低仅有66.7%。
摘要:
在常压流化床装置上进行了生物质在富氧条件下定向气化的实验研究。实验主要考察了氧的当量比和氧体积分数对气化气组成、碳转化率和气体热值的影响。当量比值是与温度紧密联系的一个量,本实验主要通过调节进料量来改变它的值,随着当量比的变化(0.21~0.29),燃气成分也会改变,其中变化最大的是H2、CO。H2体积分数显著增加,CO和CH4体积分数有降低的趋势,使燃气热值降低;氧体积分数是富氧气化过程中较重要的参数,在实验研究的范围内,发现增大氧气体积分数可以提高H2体积分数及有利于调节H2/CO(体积分数)的比值。当氧气体积分数从21%提高到45%,H2体积分数从20%增加到27.7%,H2/CO(体积分数)从0.38增加到0.75,比较接近合成液体燃料的气体比值。
摘要:
在250 mL的高压反应釜中对五种不同种类的农作物废弃物进行了液化研究。以花生壳作探索实验,重点考察了温度、时间、催化剂用量等因素对液化行为的影响,并给出了五种农作物的液化结果。研究结果表明,给料比为10 g原料/100 mL水时,在300℃~340 ℃、10 min、K2CO3添加量为1/30(催化剂/原料)的条件下,五种农作物废弃物液化获得的重油产率为21%~28%。对产物的高热值进行分析表明,农作物废弃物液化重油具有较高的热值,液化促进了能量分化,是农作物废弃物转化为生物燃料的有效手段。
摘要:
采用连续搅拌釜式反应器,在接近F-T合成实际工况下考察了工业固定床Fe-Cu-K催化剂浆态床F-T合成反应性能,研究反应温度、压力、原料气空速和氢碳摩尔比等操作参数对催化剂反应活性、产物选择性和稳定性的影响,实验总运转时间达2 500 h;同时采用扫描电镜技术(SEM)对催化剂的抗磨损性能进行了研究,结果表明,操作参数对催化剂的活性、选择性和目标产物产率有较大的影响,工业固定床Fe-Cu-K催化剂具有一定的抗磨损性能,F-T合成烃产物分布合理;催化剂具有较高的稳定性,在589 h的稳定条件运行内,催化剂的失活速率为0.23%/d(以CO转化率的降低计);在整个运行期间CH4选择性维持在较低的水平。
摘要:
采用连续共沉淀和喷雾干燥技术相结合的方法制备了Mg助剂的Fe/Cu/K/SiO2催化剂,采用N2物理吸附、XRD、MES 和H2-TPR等表征手段,考察了焙烧温度对催化剂比表面积、体相结构和还原性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂的比表面积降低,平均孔径增大,体相中α-Fe2O3晶粒逐渐增大,催化剂变的越来越难还原,其结构更加稳定。在H2/CO (摩尔比)= 2.2、250 ℃、2.0 MPa和2 000 h-1于固定床反应器考察了焙烧温度对该催化剂F-T合成反应性能的影响,结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂的F-T合成反应活性降低,在运行过程中反应活性逐渐增加直至达到平稳,但达到平稳所需的诱导期越来越长;提高焙烧温度使烃产物分布向重质烃方向转移,有利于降低CH4的选择性,促进重质烃的生成。
摘要:
采用TPR、BET、XRD、TG及反应性能评价等研究方法,考察了焙烧温度对甲烷催化部分氧化制合成气Ni/MgO-Al2O3催化剂结构和性能的影响。研究结果表明,随焙烧温度的升高, Ni/MgO-Al2O3中的镍物种与载体作用逐渐增强,生成了NiAl2O4尖晶石和NiMgO2固熔体。虽然焙烧温度提高会使催化剂比表面降低,由于尖晶石结构的形成,其热稳定性会明显提高,将有利于抑制催化剂在反应过程中因烧结而失活的可能性。与低温焙烧的催化剂相比,高温焙烧的催化剂仍表现出良好催化反应性能,并具有相对较好的稳定性。高温焙烧的催化剂在反应过程中床层的热点温度相对较低,热点温度波动幅度也较小。低温和高温焙烧的Ni/MgO-Al2O3催化剂在常压、1 083 K、CH4与O2摩尔比为1.8、空速2.66×105 h-1的反应条件下均具有良好的抗积炭性能。
摘要:
用溶胶-凝胶和浸渍-还原相结合的方法制得M/MoO3-TiO2 (M=Pd, Cu, Ni和Ag)光催化剂。利用X-射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、红外光谱(IR)、程序升温脱附(TPD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)和光反应等技术,研究了负载金属复合半导体的物相结构、吸附性能、吸光性能和光催化反应性能。结果表明,金属M(M=Pd, Cu)负载在复合半导体上,延迟了TiO2由锐钛矿向金红石相的转化,增强了Mo与载体TiO2的相互作用,促进Mo物种由四面体配位向八面体配位转化,使TiO2光吸收限发生蓝移,对可见光部分的吸收明显增加,拓宽了催化剂的光响应范围;固体材料吸光性能强弱顺序Pd/MoO3-TiO2 >Cu/MoO3-TiO2>Ag/MoO3-TiO2>Ni/MoO3-TiO2;Pd对CO2吸附能力过强,卧式吸附态脱附温度高,光催化效率不高;金属Cu对CO2吸附能力适中,CO2与C3H6脱附温度较接近,实现了光-表面-热的协同作用,光量子效率最高。
摘要:
在接近工业生产条件下研究了Zn(Ac)2/超高比表面积活性炭 (ABET=2713m2/g)催化剂上,乙炔法合成醋酸乙烯 (VAc) 反应宏观动力学,并与Zn(Ac)2/日本普通椰壳炭(ABET=1 384 m2/g) 催化剂进行了比较。实验结果求得两种不同比表面积载体催化剂的宏观动力学方程分别为:υ1=28.22pC2H21.00p VAc -0.62和υ2=25.03pC2H21.01 p VAc -0.52,即合成VAc的反应对乙炔是1级反应,对VAc是负的反应级数,载体的比表面积越高催化剂的催化反应活性越高。求得在160 ℃~175 ℃两种催化剂反应的平均表观活化能分别为:52.49 (kJ·mol-1)和53.87(kJ·mol-1),均小于文献报道的反应真实活化能87.80(kJ·mol-1)。
摘要:
考察了具有相同金属分散度的Pt/NaY、Pt/HNaY、 Pt/HY、Pt/NaBeta和Pt/HBeta催化剂中沸石载体的酸性对在低温下(≤250 ℃)甲烷两步等温转化反应以及由甲烷解离吸附产生的表面碳物种分布的影响。由甲烷等温两步转化生成的C2+烃类产物的总量随着载体酸性的增加而明显增加;C2~C6产物的分布也发生了变化。由表面碳物种的程序升温加氢结果表明,在各种催化剂上碳物种的形式是相似的,其总量和具有活性的Cα物种的量均因载体酸性增加而增加,反应性也增大。这种因沸石载体酸性变化而引起的载体效应是由金属和载体的相互作用造成负载在酸性载体上铂粒子的贫电子性而引起,即由金属粒子电子性质的变化而引起的催化性质的变化。
摘要:
概述了应用于车用燃料油的多种脱硫技术,主要包括加氢脱硫、催化裂化脱硫、吸附脱硫、萃取脱硫、生物脱硫等,并详细介绍了氧化脱硫技术及其脱硫机理。氧化脱硫技术主要包括:含硫化合物的氧化和分离两个步骤,从原子结构上来看,硫原子比碳原子多5个3d轨道,使得含硫化合物更容易接受氧原子而被氧化,通过氧化剂将有机硫化合物氧化成砜类, 就能增加其极性,使其更容易溶于极性溶剂, 从而达到与烃类分离的目的。与其他脱硫技术相比氧化脱硫技术的投资少,操作条件温和且不消耗氢气,对加氢脱硫难以脱除的二苯并噻吩(DBT)类化合物有较高的脱硫效率,能达到超深度脱硫的要求。
摘要: