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2012年  第40卷  第06期

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摘要:
利用坩埚焦考察了过渡金属添加剂Fe、Cr和Mn的不同形态在焦化过程中对高硫焦煤中硫脱除的影响,并通过固定床热解实验考察了不同气氛下添加剂对煤热解脱硫及含硫化合物逸出的影响。结果表明,不同金属添加剂对煤中硫形态有不同影响,氧化性较高的Fe3+降低了煤中黄铁矿硫的含量,而其他金属添加剂对煤中硫形态影响不大。在模拟焦化过程中,铬系添加剂提高了热解脱硫率,而铁系和锰系添加剂降低了脱硫率;负载Cr3+的介休煤在不同气氛下的热解表明,氮气抑制了Cr的脱硫作用,显著地减少了含硫气体的生成量,并使煤中易脱除硫转化为稳定的有机硫;还原性气氛有利于Cr3+添加剂的脱硫作用,显著地增加了含硫气体的生成量;焦炉气和氢气下添加剂对热解脱硫及煤热解过程中含硫气体逸出的影响相似,焦炉气可以作为提高过渡金属添加剂脱硫性能的反应气体。
摘要:
在滴管炉内对中国三种不同煤阶的典型煤种在800~1 400 ℃进行快速热解实验,利用XRD和氮气气体吸附法对所得煤焦进行微晶结构和孔隙特征分析,在热重分析仪上进行CO2气化反应活性的测定,研究不同热解温度煤焦结构特性与气化活性之间的关系。结果表明,随着热解温度的升高,内蒙古褐煤焦和神府烟煤焦的比表面积在1 200 ℃达到极大值,但气化活性却相对较低;遵义无烟煤焦在800~1 200 ℃气化活性逐渐提高,但比表面积在900 ℃达到极大值,表明煤焦比表面积与气化活性不存在严格关联。煤焦碳微晶结构变化所反映出煤焦石墨化进程与煤焦气化活性随热解温度的变化具有一致的变化趋势,表明快速热解煤焦的碳微晶结构变化对煤焦气化活性的影响更大。
摘要:
利用热天平考察了神华和胜利两种典型中国煤直接液化残渣及其萃取产物的失重曲线。实验表明,神华残渣和胜利残渣的轻质组分含量相近,其失重率也相近,但轻质组分组成不同使得失重过程并不一致 。升温速率增加,热解最大失重速率增加,最大失重速率温度升高。以残渣各组分失重曲线拟合得到的残渣失重曲线可近似表示残渣的失重曲线。动力学分析表明,由实验数据拟合的活化能和指前因子计算得到的失重曲线,与实际实验得到的失重曲线较为一致。液化残渣在低温区失重率很高,而且这部分失重产物可以通过溶剂萃取的方式得到。
摘要:
在流化床反应器中考察了含氧/水蒸气气氛中煤在850 ℃下的热解特性,包括产物分布特性及生成的半焦与焦油的反应性,研究了温度、过量空气比(Equivalence ratio: ER)和水蒸气/煤比(S/C, 质量比)的影响。结果表明,随热解温度、ER和S/C质量比的增加,气体产率增加,而半焦和焦油产率减少。O2的加入使CO2、CO含量明显增加,H2含量降低。O2和水蒸气的加入使半焦的比表面积显著增加,半焦气化活性增强,但半焦在900 ℃和 ER 为0.22的条件下出现轻微石墨化,降低了其气化活性。同时,反应气氛中含有O2和水蒸气对焦油的性质有显著影响,与单纯的N2气氛相比,O2和水蒸气的存在使热解焦油中单环芳烃、酮类、酚类、脂肪烃都明显减少,这对于焦油的进一步裂解及重整更加有利。
摘要:
污泥灰分中磷元素含量明显高于煤,其中主要的晶体态含磷化合物为磷酸铁钙和少量的磷酸铝。利用高频加热反应装置考察了污泥-神府煤混合物快速热解过程中磷元素挥发规律。结果表明,污泥-神府煤混合物热解后磷元素主要存在于热解焦中。磷元素挥发比例随污泥添加比例的增加先升高后降低,随热解温度的升高而增加。热解温度不高于1 100 ℃时,混合物中以有机磷的挥发为主,磷元素挥发比例不高于3.2%。热解温度高于1 200 ℃后无机磷中磷元素挥发明显,1 300 ℃下最高有33.0%的磷元素随热解气体挥发出。
摘要:
采用两段反应器研究了三种煤在不同燃烧方式下抑制NOx生成的效果。结果表明,煤的热解气和部分气化生成气再燃均能较好的抑制NOx生成,抑制效果优于空气分级燃烧,解耦燃烧方式抑制NOx生成的效果最显著,相对于传统燃烧其NOx排放降低了32%以上。煤种对各种燃烧方式降低NOx的程度有明显影响,煤中单位氮含量的燃料比(固定碳/挥发分)越小,煤的热解气和部分气化生成气再燃以及解耦燃烧方式下NOx的排放量越低。在煤部分气化生成气再燃烧方式中,部分氧化气化段通氧量不同,降低NOx排放的效果也不同,在氧气体积分数为8%~10%时的NOx生成量最低。基于解耦燃烧技术原理,研制了1.4 MW解耦燃烧工业锅炉,在燃烧同一煤种时,解耦燃烧锅炉和传统立式锅炉相比,烟气中NOx排放量降低了32.9%。
摘要:
采用高效剪切分散仪考察了调配温度、调配时间、搅拌方法等工艺对煤沥青混合石油沥青性能的影响,对优选的样品进行了离析实验、抗老化性能及流变性能评价。结果表明,调配工艺对煤沥青在石油沥青中的分散有重要影响,调配温度的升高、调配时间的延长能促进煤沥青在石油沥青中分散但也会导致调配沥青的老化;煤沥青粒径对调配沥青性能有重要影响,对优选样品的进一步评价表明,调配沥青有好的耐高温流变性能和抗热氧老化性能,储存稳定性可以解决。
摘要:
利用热重分析仪研究了玉米芯及其酸水解残渣热解焦的气化反应性,重点考察了热解温度、升温速率、气化温度和气化介质(CO2、H2O)对残渣热解焦气化反应性的影响,并借助SEM观测了热解焦的表观形貌。结果表明,残渣热解焦的气化反应性较玉米芯热解焦有所下降;在热解温度550~850 ℃,残渣热解焦的气化反应性随热解温度提高而降低,在热解升温速率0.1 K/s下制取的热解焦,其气化反应性低于15.0 K/s下的热解焦;在气化温度850~950 ℃,提高气化反应温度和使用水蒸气作为气化介质能显著提高残渣热解焦的气化反应性;采用混合反应模型计算了残渣热解焦的气化反应动力学参数。
摘要:
采用浸渍法制备了Ni基整体式催化剂,考察了不同条件(温度、时间、空速、水蒸气添加等)对催化剂上生物质粗燃气重整反应性能的影响。结果表明,催化剂在较低温度下(≤500 ℃)只具有CO加氢反应活性,随着反应温度的升高粗燃气重整反应逐渐进行,在800 ℃以上,CH4和C2转化率均高达95 %以上,CO2转化率达到92%,但随着反应空速和水蒸气添加量的增加,CH4和CO2等转化率呈现缓慢降低的趋势。此外,通过改变水蒸气添加量可对合成气中H2/CO体积比在0.85~4.00进行较好调节。结合XRD表征发现,Ni基整体式催化剂中Ni°的生成可较好地促进重整反应的进行。
摘要:
对常温常压下滑动弧放电等离子体直接分解甲醇进行了研究,探讨了载气流量、甲醇浓度、电极间距、输入电压和气化室温度等实验参数的影响。结果表明,不同操作条件导致甲醇转化率由51%升高到81.7%,氢气和一氧化碳的选择性之比基本保持一个固定值。除了氢气和一氧化碳,产物中还检测到了少量的甲烷和C2不饱和烃以及痕量二氧化碳。不同于传统的甲醇热分解机理,提出了滑动弧放电等离子体甲醇分解的制氢路径。
摘要:
Replacement of phosphoric acid electrolyte by phosphosilicate gel based electrolytes is proposed for performance enhancement of phosphoric acid fuel cell (PAFC). Phosphosilicate gel in paste form and in powder form is synthesized from tetraethoxysilane and orthophosphoric acid using sol-gel method for two different P/Si ratio of 5 and 1.5 respectively. Replacement of phosphoric acid electrolyte by phosphosilicate gel paste enhances the peak power generation of the fuel cell by 133% at 120 ℃ cell temperature; increases the voltage generation in the ohmic regime and extends the maximum possible load current. Polyinyl alcohol (PVA) is used to bind the phosphosilicate gel powder and to form the hybrid crosslinked gel polymer electrolyte membrane. Soaking the membrane with phosphoric acid solution, instead of that with water improves the proton conductivity of the membrane, enhances the voltage and power generation by the fuel cell and extends the maximum possible operating temperature. At lower operating temperature of 70 ℃, peak power produced by phosphosilicate gel polymer electrolyte membrane fuel cell (PGMFC) is increased by 40% compared to that generated by phosphoric acid fuel cell (PAFC). However, the performance of composite membrane diminishes as the cell temperature increases. Thus phosphosilicate gel in paste form is found to be a good alternative of phosphoric acid electrolyte at medium operating temperature range while phosphosilicate gel-PVA composite offers performance enhancement at low operating temperatures.
摘要:
In the current study simultaneous reactions of hydrodesulfurization (HDS) of dibenzothiophene (DBT) and reforming of methanol in a micro-autoclave reactor were studied over bi-metallic (Co-Mo/Al2O3 and Ni-Mo/Al2O3) and tri-metallic (Pd-Co-Mo/Al2O3 and Pd-Ni-Mo/Al2O3) catalyst systems which were prepared by incipient impregnation method. In situ hydrogen utilization and low Pd loadings were the major targets of this study. For comparison purpose, catalytic activity was separately determined for both the methanol reforming and HDS of DBT reactions as well. Ni based catalysts were confirmed with better activity than Co ones for both the reactions with Pd promoted ones ranking at the top i.e. Pd-Ni-Mo/Al2O3 > Ni-Mo/Al2O3 > Pd-Co-Mo/Al2O3 > Co-Mo/Al2O3 where Pd-Ni-Mo/Al2O3 showed 91% DBT conversion at 380 ℃ and 12 h reaction time. Some of the selected organic additives on catalytic activity were tested for their effect toward HDS reaction which was unique with close relation to their chemical nature. Reaction products were quantitatively and qualitatively analyzed via HPLC and GC-MS techniques respectively which helped in elucidating reaction mechanism.
摘要:
在小型固定流化床(FFB)装置上考察了Y与ZSM-5分子筛催化剂以及Y分子筛催化剂上温度、剂油比对全氢菲裂化环烷环开环反应的影响。结果表明,全氢菲在分子筛催化剂上通过环烷环开环反应生成环己烷、十氢萘等单环或双环环烷烃;单环或双环环烷烃进一步侧链断裂生成2-甲基戊烷、甲基己烷等异构烷烃等,异构化生成二甲基环戊烷、甲乙基环戊烷等烷基环戊烷,氢转移生成苯、甲苯、二甲苯等烷基苯,进行深度氢转移反应生成萘、烷基萘等双环芳烃;另外,全氢菲也会通过脱氢缩合生成菲、芘等三环以上芳烃甚至焦炭等。由于扩散和吸附性能的影响,其裂化开环反应的选择性在Y分子筛催化剂上比在ZSM-5分子筛催化剂上高。因此,全氢菲环烷环开环与脱氢缩合反应的相对比例(s(NRO)/s(DHC))在Y分子筛催化剂上较高;在Y分子筛催化剂上,温度为475~550 ℃、剂油比为3.0~9.0,反应温度升高或者剂油比增加,双分子氢转移以及脱氢缩合反应增强,导致环烷环开环反应产物选择性降低。
摘要:
为考察成型时,黏合剂性能对ZSM-5分子筛的影响,对同一分子筛用六种不同黏合剂捏合,挤条成型,进行SEM、NH3-TPD和N2物理吸附表征。结果表明,六个成型物在形貌和BET比表面积均无明显差异,二次孔数量明显比分子筛原粉增加。所用纯硅溶胶黏合剂的成型物,其NH3-TPD酸量、微孔体积和微孔比表面积低于其分子筛原粉。所用含铝黏合剂的成型物,其NH3-TPD酸量、微孔体积和微孔比表面积变化不明显,BJH累积孔体积明显增加。在固定床反应器中于600 ℃裂解石脑油。发现,纯硅溶胶黏合剂成型物的乙烯+丙烯收率明显低于含铝黏合剂。
摘要:
用后合成法制备了微孔-介孔复合分子筛HY-SBA-15(y) (y表示HY与SBA-15的质量比)。并用XRD、FT-IR、N2吸脱附及NH3-TPD等技术对HY-SBA-15进行表征。结果表明,HY-SBA-15既具有微孔结构又具有介孔结构,当y=0.10时,微孔与介孔混合晶相显著,且HY-SBA-15(0.10)复合分子筛具有B酸和L酸,酸性强于HY。用浸渍法将Ni-W活性组分担载在HY-SBA-15(0.10)载体上,制备加氢脱芳烃催化剂Ni-W/HY-SBA-15(0.10),选用茂名石化FCC柴油为原料,考察了催化剂的加氢脱芳烃性能。实验结果表明,Ni-W/HY-SBA-15(0.10)催化剂具有良好的芳烃加氢饱和性能和开环活性。
摘要:
利用甲硅烷基化作用制得了不同疏水程度的SiO2载体,采用等体积浸渍法制备了质量分数为5%的一系列负载型钴催化剂。结合FT-IR、29Si CP MAS NMR、BET、XRD、Raman、XPS和H2-TPR等表征手段,考察了SiO2甲硅烷基化对钴基催化剂物相结构、还原行为以及费-托合成催化性能的影响。催化剂在固定床反应器中,在p=2.0 MPa、t=240 ℃、n(H2)/n(CO)=2和GHSV=1 000 h-1的条件下进行评价。结果表明,随 SiO2 疏水程度的增加,钴催化剂的Co3O4晶粒长大且晶型趋于完整,钴硅相互作用减弱,还原度增加,催化剂的活性增强。
摘要:
采用微波辐射老化沉淀母液的方法,着重考察了沉淀方式对制备的CuO/ZnO/Al2O3催化剂及其前驱体的结构和催化性能的影响。实验结果表明,沉淀方式对催化剂的活性和稳定性影响较大,其活性顺序为分步沉淀法二>并流共沉淀法>分步沉淀法一>反加法>正加法。通过XRD、DTG、H2-TPR等表征分析表明,先并流沉淀Al(NO3)3溶液和Na2CO3溶液,再并流沉淀Cu(NO3)2-Zn(NO3)2混合溶液与剩下的Na2CO3溶液,然后微波辐射老化所制备前驱体中含有更多的绿铜锌矿 (Cu,Zn)5 (CO3)2(OH)6物相,焙烧后形成的CuO-ZnO协同作用强,且CuO分散性好,H2还原温度较低,催化活性和稳定性也较高。
摘要:
利用(NH4)2SO4溶液对K2O中毒后烟气SCR (selective catalytic reduction)脱硝商用催化剂活性进行再生。采用湿法浸渍法使催化剂表面负载不同质量K2O,前驱体为KNO3溶液。经过再生工艺处理后,在不同模拟烟气空速及氧浓度条件下均具有良好的活性。进一步利用离子色谱(IC)、N2吸附脱附分析(BET)、扫描电镜及其元素能谱分析(SEM-Maps, EDX)、红外光谱分析(FT-IR)等技术对再生前后催化剂进行表征。结果表明,再生工艺对K2O去除效果明显,有效地恢复了催化剂表面活性位V=O。此外,再生过程没有导致催化剂表面物质的流失及机械强度的降低。
摘要:
以葡萄糖酸钙与葡萄糖酸镁及L-乳酸铝为前驱物,湿法制得了四种CaO/MgO和CaO/Ca9Al6O18吸收剂,并进行了同时捕集CO2/SO2的实验。考察了吸收剂种类、质量配比、SO2浓度及煅烧温度等对吸收剂吸收性能的影响。结果表明,CaO/MgO(质量比为75%/25%)吸收剂和CaO/Ca9Al6O18(质量比为75%/25%)吸收剂分别保持了最好的吸收CO2能力和最好的循环稳定性。SO2严重阻碍了吸收剂对CO2的捕集。SO2浓度越高,吸收剂吸收CO2能力下降的越快,但同时吸收SO2的转化率也越高。数次循环后,总的Ca利用率开始上升,且SO2浓度越高,上升趋势越明显。煅烧温度对CaO/MgO吸收剂和CaO/Ca9Al6O18吸收剂循环吸收特性的影响略有不同。
摘要:
在固定床实验台上考察了三种不同来源粉煤灰对单质汞的吸附性能,采用X射线荧光光谱仪、X射线光电子能谱仪、激光粒度分析仪、扫描电子显微镜等对不同粉煤灰的物化性质进行了表征,并探讨了物化性质对汞吸附性能的影响。结果表明,粉煤灰对汞的吸附包括物理吸附和化学吸附;粉煤灰中未燃尽碳是影响粉煤灰汞吸附性能的重要因素之一,其中,表面C元素与Ti、Si等元素(M)相互作用形成的"C-M"化学键促进了单质汞的氧化,同时粉煤灰中含有的无机化合物Fe2O3等也对单质汞的氧化有促进作用;增大比表面积和减小孔径,及适中的颗粒粒径均有利于提高粉煤灰单质汞吸附性能。