摘要: The oxidative desulphurization process of coal with different metamorphism degrees treated by an air-steam mixture has been studied. It has been shown that the pyrite present in black coal and anthracite is oxidized with the sulphur dioxide formation, and the process chemical mechanism does not depend on the quality of organic matter. The medium-metamorphized coal, capable of turning into a plastic state and cake in the range of investigated temperatures (350~450 ℃), is desulphurized with the greatest difficulty. The chemical mechanism dealing with the transformations of pyritic sulphur present in brown coal differs from similar processes taking place in black coal and anthracite, because FeS2 is converted with hydrogen sulphide formation at desulphurization.
摘要: 以内蒙古锡盟褐煤为研究对象,通过HCl/HF洗脱煤中固有矿物质,采用机械混合法对原煤和脱矿物质煤分别负载3%的Li2 CO3 、Na2 CO3 和K2 CO3 ,利用固定床程序升温热解-色谱分析法考察了煤中固有矿物质以及负载的碱金属碳酸盐对煤热解过程中H2 S和NH3 生成的影响。结果表明,煤中所固有矿物质对锡盟褐煤热解过程中H2 S和NH3 的生成和释放均有抑制作用,但对H2 S和NH3 生成的影响不同;矿物质的脱除不改变煤中有机结构及硫的存在形态,H2 S的释放温区没有发生改变,而HCN的二次反应是NH3 生成的主要来源之一,酸洗脱矿物质改变了煤中孔结构特性,从而影响不同温度段NH3 的释放。原煤及脱矿物质煤负载的碱金属碳酸盐对其热解过程中H2 S和NH3 的生成都有一定的影响,K2 CO3 除外, 负载到原煤的其他碱金属碳酸盐都抑制了H2 S的生成;Na2 CO3 除外,负载到脱矿物质煤的其他碱金属碳酸盐都促进了NH3 的生成。
摘要: 以晋城无烟煤和生物质(肉骨粉Meat and Bone Meal:MBM)为原料,在固定床上采用快速热解法制备了煤和生物质焦样。采用扫描电子显微镜结合X射线能谱分析仪(SEM-EDX)分析了煤焦和MBM焦的表面形态和组成;在热天平上采用等温热重法进行了煤焦/MBM焦混合物的水蒸气气化研究。实验结果表明,煤/MBM焦混合物的共气化实验碳转化率高于两者不存在协同作用时的计算值,这是由于MBM焦含有较多的Na、Ca等元素,这些物质对煤焦气化起到了催化作用。当对MBM焦进行脱灰处理后,其气化反应性显著下降。混合物中MBM焦的质量分数在20%~80%时,随着MBM焦含量的增加,混合物中的煤焦反应性相应提高。
摘要: 在管式炉上研究了醋酸调制白云石产物、醋酸钙、丙酸钙等有机钙作用下龙口褐煤燃烧时SO2 、NO的析出特性,并在热分析系统上考察了相应的燃烧特性。合适的工况条件下有机钙能有效抑制SO2 、NO的析出。在973~1 273 K下,有机钙均能有效抑制SO2 的析出,而当温度继续升高,除醋酸钙外,其他有机钙抑制效果下降。在973~1 173 K时,有机钙促进了NO的析出,而当温度高于1 173 K时,醋酸钙和丙酸钙的抑制效果明显。随着钙硫比的增加,有机钙对SO2 、NO抑制效果普遍增强,而醋酸调制白云石产物在钙硫比为2.0~2.5时却促进NO的析出。当钙硫比为2.0时,褐煤着火性能明显提高,着火点降低10~33 K,但其燃尽时间稍有延长。
摘要: 通过冷模实验考察了双颗粒流化床的流化特性。结果表明,在适宜的气速范围内,双颗粒流化床层内部可保持较好的流化状态。松木生物质在粉粒流化床反应器中的热解和催化热解实验结果表明,生物质热解时挥发分的释放存在一个最快的温度区域,生物质中约92%的挥发分在723 K时即可释放完全。773 K时,生物质热解产物中的无机气体(IOG)、低碳烃气体(HCG)和碳氢化合物液体(HCL)的收率之和只有3.1%。随着热解温度的升高,IOG、HCG和HCL的收率均逐渐增加,1 173 K时,其收率之和达到58.7%,且产物主要以CO为主。CoMo-B催化剂可有效促进生物质催化加氢热解产物的二次气相反应,在863 K下可得到6.3%,轻质芳烃化合物(苯、甲苯、二甲苯和萘)是1 173 K下非催化过程的两倍。
摘要: 在热天平中采用等温热重法对石油焦、稻草焦、石油焦/稻草混合物以及石油焦/稻草焦混合物进行了CO2 共气化研究,实验温度900~1 050 ℃,添加稻草焦的质量比为0~0.5,考察稻草焦对石油焦的催化气化作用。结果表明,在一定气化温度下,石油焦和稻草焦混合物的共气化碳转化率高于各自气化碳转化率的简单加和,具有一定的协同效应,混合物的气化反应速率随着稻草焦添加比例的增加而升高。石油焦、稻草、稻草焦及其各个混合物的反应活性由大到小的顺序为:稻草半焦>脱灰稻草半焦>石油焦/稻草混合物>石油焦/稻草焦混合物>石油焦/脱灰稻草混合物>石油焦/脱灰稻草半焦混合物>石油焦。
摘要: 利用固定床反应器对生物油的水蒸气非催化气化性能进行了实验研究,考察了温度和水蒸气的加入量对气化过程的影响,对气化所得粗合成气的组成分布进行了分析。结果表明,升高温度有利于生物油向合成气转化,1 200 ℃时,生物油的碳转化率可达97.8%,合成气有效成分(H2 +CO)的产率可达77%,其中H2 /CO摩尔比为1.19;水蒸气的加入可以提高合成气中的H2 /CO摩尔比,当S/C(水碳比)=4时,合成气中的H2 /CO摩尔比可达3.69,与此同时,水蒸气的加入不利于合成气有效成分产率的提高;生物油气化所得气体为中热值气体。
摘要: 通过两段式固定床反应器实验,研究了热裂解、部分氧化和炭层转化三种方法对焦油脱除的效果,并研究了生物质种类、反应温度、停留时间、生物质焦的粒径及种类等因素对热解焦油的脱除和转化规律。结果表明,随着温度的升高,三种脱除方法中焦油生成量下降,且降幅逐渐减小,实验过程中无论采取何种方法,都难以将焦油完全脱除;部分氧化和炭层转化对焦油的脱除效果都较相同温度条件下的热裂解要好,且在焦油脱除效果上,炭层转化>部分氧化>热裂解;联合部分氧化和炭层转化可达最高的焦油脱除效率,三种生物质热解焦油经1 000 ℃联合脱除后产量分别为,稻秆0.43%、玉米秆0.61%和杉木屑1.15%,转化率分别达到98.28%、97.23%和96.29%;相同实验条件下稻秆的热解焦油最容易脱除,这与其物料中含氧量较高有关;生物质焦种类对焦油的脱除效果影响较小。
摘要: 对松木和玉米芯快速热解制取的生物油进行储存稳定性实验,经过储存老化后的生物油黏度增大,水分含量和固体颗粒物含量增加,pH值、热值、密度无明显变化。通过GC-MS对储存前后生物油中主要组分进行定量分析表明,生物油经过储存后,羟基丙酮、乙酸、糠醛等主要组分的含量明显下降,而2-甲氧基苯酚、4-甲基-2-甲氧基-苯酚、4-甲基-苯酚的含量有所上升。核磁共振的碳谱分析表明,经过储存后生物油中甲氧基碳和双氧-烷基碳的含量降低,而芳基碳和不饱和碳的含量增大,生物油的芳香度有所提高。
摘要: 在空气气氛下采用热失重技术研究生物油及其与乙醇混合燃料的燃烧性能,利用Achar微分法和Coats-Redfern积分法结合的方式进行动力学分析,并对热解焦炭的物化特性进行了测量。结果表明,生物油及其与乙醇混合燃料的燃烧可分为三个阶段,即轻组分挥发、重组分裂解和焦炭燃烧;随着升温速率的升高,生物油的挥发性能和燃烧性能提高;随着乙醇质量分数的增加,挥发段和焦炭燃烧段的活化能都呈先减小后增大的趋势;混合燃料中乙醇质量分数不宜超过26%,否则其燃烧段的活化能增大,且热解焦炭所含有机官能团强度变弱,燃烧性能反而变差。
摘要: 研究了掺杂过渡金属盐(La、Ce、Zr、Mn)对亚铁锌双金属氰化物(DMC)固体酸催化剂合成生物柴油的影响,并采用XRD、FT-IR、ICP、BET等方法对其进行结构和性能表征。结果表明,1%的镧、铈、锆、锰金属盐对催化剂的活性都有提高,其中,添加1%镧的DMC催化剂活性最高,在醇油摩尔比16∶1,反应温度160 ℃,催化剂加入量2%条件下,反应7 h,脂肪酸甲酯收率达到99.3%。过渡金属盐引入对催化剂的组成没有影响,但使得催化剂更加分散,颗粒粒径更小,比表面积变大,有利于催化剂和反应物的接触,从而提高了催化剂活性。
摘要: 使用密度泛函方法对C原子在Fe(111)表面吸附团聚和次表层的吸附扩散进行了研究。在炭覆盖度θ C <1 ML时,C主要以孤立的原子态存在并导致表面重构;1 ML≤θ C ≤2 ML,"m C2 +n C"为主要的吸附形式;θ C ≥2 ML时,复杂的吸附形态比如碳链和岛状碳团簇开始生成。这些复杂岛状碳团簇是Fe(111)表面石墨沉积或碳纳米管生长的成核中心。在次表层,C原子在八面体位稳定存在。C在表面的迁移能垒为0.45 eV,由表面迁移到次表面的的能垒为0.73 eV。虽然C2 团簇的生成是热力学有利的,但是C向次表层的迁移动力学上占优。
摘要: 在不同条件下采用并流共沉淀法制备了Ni-CaO-ZrO2 催化剂,并将其用于CH4 的三重整反应过程。以CH4 的转化率和催化剂稳定性为指标,研究了催化剂制备过程中各工艺参数对其催化性能的影响。结果表明,催化剂的最佳制备条件为:焙烧温度973 K、前驱体沉淀pH=10~12、回流时间24 h。在该条件下得到的催化剂具有适宜的比表面积和Ni-ZrO2 相互作用,在常压、973 K的反应条件下CH4 的转化率能够达到70%,具有较高的催化活性和稳定性。
摘要: 实验基于工业用镍基甲烷化催化剂,分别考察了操作温度、原料气CO浓度、操作压力、空速等对合成气(CO浓度5%~25%)甲烷化反应的影响,并分析了造成催化剂失活的因素。结果表明,在300~500 ℃ CH4 的生成速率随着温度的升高、压力的增大、CO浓度的增加而增大。但CO的浓度不能过高,当H2 /CO≤3时催化剂的催化活性会逐步下降。通过XRD、EDS等分析结果得知,催化剂表面存在积炭,催化剂的失活跟积炭有关,通过进一步的对照实验和BET分析表明,积炭的速率与反应温度有关,温度越高积炭速率越快。
摘要: 研究了还原温度对Fe-Mo催化剂性质及费托(F-T)合成性能的影响。采用N2 物理吸附、X射线衍射、穆斯堡尔谱和H2 程序升温脱附技术对催化剂进行了表征。结果表明,随还原温度升高,金属铁晶粒粒径增大,金属铁上的H2 吸附量先升后降;催化剂还原度提高,反应态催化剂碳化铁含量递增。催化剂F-T合成性能在280 ℃、1.5 MPa、2 000 h-1 、合成气H2 /CO比为2.0条件下在固定床反应器中测试。反应结果表明,随还原温度提高,催化剂接近稳态时的活性和重质烃选择性(C5 + )先升后降,而甲烷选择性则先降后升。350 ℃还原催化剂具有最佳F-T合成反应性能。
摘要: 采用沉淀氧化法制备了Co3 O4 /CeO2 催化剂。分别在干、湿条件下进行了一氧化碳氧化反应研究。运用FT-IR表征手段,在钴铈复合氧化物上进行了CO吸附及CO/O2 共吸附研究。结果表明,与纯的Co3 O4 样品相比,Co3 O4 /CeO2 具有明显的抗湿气能力。Co3 O4 /CeO2 催化剂在进行CO氧化时,表面形成了类碳酸盐物种。当环境温度低于453 K时,催化剂上类碳酸盐的生成与形成类碳酸盐物种后受热分解存在着动态平衡。当环境温度高于493 K,催化剂上生成的类碳酸盐物全部受热分解。氧化铈的加入提高了催化剂的抗湿气性能。较小粒径的Co3 O4 与CeO2 产生的强相互作用可使CeO2 向Co3 O4 提供氧,因而间接提供了CO氧化需要的氧。
摘要: 采用水热晶化法合成了硅铝比(SiO2 /Al2 O3 )为60、120、200和晶粒粒径分别为1.00和0.25 μm的HZSM-5分子筛,并以其为甲醇脱水活性组分与铜基甲醇合成活性组分(Cu-ZnO-Al2 O3 )组成双功能催化剂(Cu-ZnO-Al2 O3 /HZSM-5),在连续流动加压固定床反应器上考察了Cu-ZnO-Al2 O3 /HZSM-5对合成气直接制二甲醚反应的催化性能。结果表明,随着分子筛硅铝比的提高,二氧化碳副产物的生成量逐渐减少,从而使目的产物二甲醚的选择性逐渐增大。与常规分子筛相比,小晶粒分子筛的反应活性接近,但二氧化碳和烃类副产物的选择性较低。
摘要: 采用模拟实验方法,在氧化气氛工况和SCR(选择性催化还原法)工况下,对比研究新鲜的和运行40 000 h的SCR催化剂对零价汞(Hg0 )的氧化效率,并结合N2 吸/脱附、SEM-EDS、FT-IR、离子色谱法等手段对催化剂的组成及结构进行了表征。结果表明,在氧化气氛工况下(一定的HCl和O2 浓度),40 000 h催化剂对零价汞的氧化效率比新鲜催化剂低5%~20%,但是,在SCR工况(氧化气氛下加入NH3 和NO)下,氧化效率仅下降5%~10%。运行40 000 h催化剂出现表面颗粒的团聚现像,而且比表面积、活性物质V及V5+ =O基团的含量均相对下降;然而,运行40 000 h催化剂的水溶性离子含量(特别是Na+ 、K+ 、NH4 + 、SO4 2- )要高于新鲜催化剂。这些因素都会影响催化剂表面活性位和内部孔道结构,从而影响到催化剂对于烟气中Hg0 的氧化效率。
摘要: 以陶瓷为骨架,用溶胶凝胶法和浸渍法制备了V2 O5 -MoO3 / TiO2 催化剂,并用SiO2 进行改性。采用浸渍法模拟碱K中毒,研究了SiO2 改性前后催化剂中毒脱硝效率的变化,并通过BET、H2 -TPR、NH3 -TPD等技术手段对催化剂进行了表征。结果表明,加入SiO2 后,催化剂的比表面积明显提高。SiO2 改性后新鲜催化剂还原温度向低温方向迁移10 ℃左右,氧化还原能力得到了提高,其表面酸强度和酸量也得到较大的提高。反应评价结果表明,SiO2 改性可以提高催化剂抗碱中毒的性能。
摘要: 在3.2 MW 卧式炉中对污泥水煤浆和大同烟煤水煤浆进行了对比燃烧实验,分别研究了煤浆的着火、燃烧、结渣及污染物排放特性。结果表明,掺混 10%污泥的水煤浆着火容易,燃烧稳定,炉膛火焰分布均匀,燃烧和结渣特性均优于大同烟煤水煤浆。污泥的添加使水煤浆燃烧烟气中SO2 和NOx
