CO_2和H_2O混合气氛下碱金属催化剂对神木煤气化性能的影响

为了考察神木煤同时在碱金属催化条件下,以及CO_2和H_2O的混合气氛下的催化气化特性,通过在线测量技术在管式炉内研究了H_2O和CO_2的混合气氛下CaCl_2和K_2CO_3作为催化剂对煤气化气相产物及速率的影响。结果表明:800℃时神木煤在H_2O和CO_2混合气氛下催化气化,H_2O浓度较大或CO_2浓度较大的气氛下有利于H_2或CO的生成,但在50%H_2O+50%CO_2气氛中,气化率和单位煤气化气体热值最低,分别只有88%和20 MJ/kg。CaCl_2和K_2CO_3对神木煤的气化具有非常强的催化作用,能提高神木煤的气化产量、反应速率以及产气热值。其中,K的催化能够延长高反应速率的持续时间,提高气化率约5%。而Ca能较大程度地提高前期气化速率近50%,并提高产气热值46%。     

CO2与H2O对煤炭急速气化反应活性的 影响分析

为探讨煤气化反应过程中合成气CO和碳氢化合物(HCs)的产量,以及水对煤气化反应活性的影响,应用自制的CO_2激光束以200℃/s的急速加热系统在CO_2富集环境中(O_2浓度≤10%),通过改变实验的升温速率、氧气浓度及煤样润湿度等条件,进行了煤的气化与燃烧特性实验。实验结果表明:在煤的气化与燃烧过程中,随着加热温度的升高,煤样的质量损失与合成气的产量不断增加,且煤样的质量损失与转化气体环境之间的关系为Air富CO_2富N_2;在富CO_2气体环境中,随着加热温度的升高,O_2浓度5%环境的CO气体和HCs气体的产量相对较大;此外发现CO气体生成量相对降低,而HCs生成量相对增加,这一结果表明煤在CO_2富集气体环境的气化燃烧过程中,CO气体的生成主要依赖于O_2浓度,而HCs的生成则主要依赖于H_2O。     

准东高钠煤气化过程中Na的迁移转化规律

针对新疆准东煤由于碱金属Na含量高而无法直接利用问题,基于0.25 t/d高碱煤热化学转化试验台,利用电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）以及扫描电镜-能谱（SEM-EDX）等先进检测手段,分析了准东高钠煤在循环流化床不同煤气化温度下碱金属Na的迁移转化特性,同时借助FactSage6.1化学热力学平衡计算软件,理论分析了碱金属Na的析出形式。研究结果表明：随着煤气化温度的升高,底渣中碱金属Na的含量降低,而飞灰中碱金属Na的含量增加;煤气化底渣中的Na主要以钠的硅铝酸盐形式存在,飞灰中的钠主要以NaCl形式存在,并含有少量硅铝酸钠;准东高钠煤在循环流化床煤气化试验时未发生失流现象,底渣和飞灰未发现熔融态;煤中Cl在煤气化过程中对金属壁面有腐蚀作用。     

京西无烟煤蒸汽催化气化

本文介绍了在800℃常压条件下的固定床反应器中,用KOH和K_2CO_3作催化剂,对京西无烟煤进行了蒸汽催化气化研究,碳的气化速率最多增加20—30倍。其次,催化剂的活性是按NaOH、CaCO_3和Na_2CO_3的顺序降低的。催化气化的产品气大约有62％H_2、32％CO_2、5％CO以及小于1％的CH_4。除去CO_2之后,能够生成富氢还原气,适合于煤炭液化和冶金工业使用,是一种很好的工业燃料气。     

煤焦与水蒸气气化反应热力学分析

为研究煤气化反应的热力学过程,以煤气化反应中最重要的煤焦与水蒸气反应过程为研究对象,对反应热效应、吉布斯自由能、平衡常数、平衡转化率进行了分析,得出温度、压力、水碳比(物质的量之比)3个参数对气化反应的影响规律。结果表明:随着气化温度的提高,平衡转化率增加,供给气化反应体系的总热量增加,原料显热大量增加;而压力的提高使平衡转化率降低,供给气化反应体系的总热量增加,说明压力增加对提高煤的转化率不利;水碳比增大导致平衡转化率提高,供给气化反应体系的总热量增加,其原因是水碳比增大使化学反应热、原料显热大量增加,虽然转化率随着水碳比增大得以提高,但热损失增加。     

多喷嘴对置式气流床气化炉内热态行为的研究进展

气流床气化具有原料适应性广、碳转化率高、单炉处理量大、环境污染小等显著优势,已成为当今煤气化技术的主流发展方向。气流床气化过程涉及高温、高压下多相流动与复杂化学反应的相互作用,炉内反应机理尤为复杂。开展多喷嘴对置式气流床气化炉内热态行为研究能为揭示气流床气化炉内反应机理、丰富和发展气流床煤气化理论体系以及为工业气化装置优化设计和长周期高效稳定运行提供重要依据。本文综述了气流床气化炉内温度场及撞击火焰结构、高温颗粒群动态特性(原位雾化、颗粒流动及演化行为)、火焰光谱辐射特性、煤灰熔融机理和流动特性、气化过程固体结构演变及其对气化反应机理的影响等多喷嘴对置式气流床气化热态行为关键科学问题的国内外研究进展。研究人员提出并验证了单视角重建气流床气化三维火焰结构及三维温度场的数学方法,揭示了气流床气化炉内热态颗粒形态、空间行为及壁面沉积过程统计学规律,基于火焰自由基分布特征揭示了撞击气化过程强化反应机理,获得了煤灰中不同矿物组分对煤灰熔融机理及流动特性的定性影响规律,系统考察了气化过程固体理化结构演变规律及其对气化反应的作用机制。展望了今后多喷嘴对置式气流床气化热态行为的研究方向。     

黏结性烟煤的催化破黏与气化研究

以平顶山瘦煤和兖州气煤为研究对象,利用等体积浸渍法考察了NaCl、KCl、Na_2CO_3和K_2CO_34种碱金属盐类对黏结性烟煤的破黏和催化气化效果。结果发现碱金属对黏结性烟煤具有显著的破黏作用,实验所用4种催化剂对煤样的破黏效果依次为K_2CO_3Na_2CO_3KCl≥NaCl;当每克平顶山瘦煤添加0.001mol的K_2CO_3时,与原料煤相比其气化活性指数可以提高10倍以上。     

浅谈合成氨造气技术的发展趋势

我国煤气化水平整体落后,中小型氮肥厂大都采用间歇气化,成本高、技术落后是其共同特点.采用富氧连续气化对这些企业进行改造,加紧国外先进煤气化技术的引进、吸收和消化,这是立足我国合成氨生产的国情,提高国内制造合成氨原料气整体水平的重要措施.     

碳酸盐熔岩浅析

碳酸盐熔岩对探究地幔组成、演化,与碳酸盐有关的成岩成矿,碳的化学循环都有重要意义。通过对某些碳酸盐熔岩的主要物质成分、代表性碳酸盐矿物的热稳定和熔点、二氧化碳与氧逸度的关系、火山熔岩温度与火山气中氢和二氧化碳浓度的关系、碳酸盐熔浆的化学障、稀土矿床矿物流体包裹体均一温度的研讨,认为采用熔点低热稳定性高、出现在地表的碱金属碳酸盐熔岩来推定熔点高热稳定性低的碱土金属、过渡元素碳酸盐熔岩在地表也广泛分布是不妥的。     

废弃物对水煤浆气化特性影响的研究进展

总结了利用造纸黑液、酒精废液、污泥等废弃物制备水煤浆时对浆体燃料的气化特性影响的研究进展,重点关注了废弃物中碱金属元素催化气化机理,组成成分对合成气的影响。利用废弃物制备水煤浆不仅可以有效减少污染物的排放,而且在煤气化过程中具有催化效果以提高碳转化率,具有较好的经济效益和环境效益。     

基于非稳态渗流传递的煤炭地下气化数值模拟

为了解煤炭地下气化的发展过程及影响因素,以平面二维地下气化区为模拟对象,研究了水平煤层地下气化过程中渗流传热传质与燃烧气化反应耦合过程的特征,建立多孔介质非稳态渗流传递与化学反应相互作用的二维数学模型。研究了煤焦在不同供氧条件下,火焰工作面移动速度、燃烧区与气化区温度场、产物浓度分布规律及瞬态变化趋势。模拟结果表明,煤燃烧气化反应主要发生在沿渗流气化通道的热渗透作用区域,随着气化过程的进行,气化工作面不断向气化区出口方向推移;在摩尔分数为0.15,0.20,0.33供氧量、富氧-水蒸气工艺条件下,火焰工作面的移动速度分别为0.125,0.174,0.274 m/h;氧化区、还原区在二维温度场中存在清晰的热分界线,随时间的推移,其面积比从0.5增大到2.5,最后还原区的范围逐步扩展到出口;提高供气中氧气浓度,热渗透作用区域内的温度相应升高,煤粒燃烧气化反应期缩短,煤气中H2和CO含量增加;模型计算结果与模型实验数据具有较好的一致性。     

基于钙循环的燃煤电站捕集CO2系统模拟

提出一种基于钙循环法适用于燃煤电站的燃气/蒸汽联合循环捕集CO₂新型系统,把该CO₂捕集系统分成4个子系统：煤气化子系统、燃气子系统、钙循环捕集CO₂子系统、余热锅炉及汽水循环子系统。采用Aspen Plus软件平台对各子系统进行热力学建模和模拟。结果表明,在CO₂捕集效率为90%时,在一定钙基吸收剂流量参数下该CO₂捕集系统的净效率可达41.81％。氧碳物质的量比和汽碳物质的量比对气化炉煤气中的CO、H₂和CH₄体积分数有重要影响。随着氧碳比和汽碳比的增加,煤气热值和CO₂捕集系统净效率均呈现下降趋势。为了保持较高的系统净效率,氧碳比应小于0.24。     

W掺杂ZnO纳米线型矿业安全用NO2气敏材料研究

以二氯化锌（ZnCl2·2H2O）、碳酸钠（Na2CO3）为前驱体，钨酸钠（Na2WO4·2H2O）为钨源，采用水热法制备不同W掺杂浓度的ZnO纳米线，并对其结构形貌和NO2气敏性能进行研究。利用X射线衍射（XRD ）和扫描电子显微镜（SEM）对样品的结构性能进行表征，表明W掺杂浓度对ZnO纳米线的结构和形貌基本没有影响，所获产物为直径50~80 nm、长度2.0~5.2 μm的六方纤锌矿结构ZnO纳米线，其表面光滑，结晶度优良 ，分散性良好。针对NO2的气敏特性结果表明，W掺杂浓度为1%时，ZnO纳米线可获得对NO2气体的最大灵敏度，其最佳工作温度为200 ℃，且具有优良的选择性、可逆性和重现性。通过电子耗尽层理论和反应活性位点 对气敏机理进行了分析和探讨。     

新鲜生物质催化热解气化制富氢燃料气的试验研究

采用TG/DTA/GC 技术进行了新鲜小麦秸秆和玉米秸秆以K₂CO₃，Na₂CO₃，ZnCl2和CaO为催化剂制富氢燃料气的试验研究，分析了催化剂种类及用量对新鲜生物质热解气化气体产物组成的影响.结果表明:催化剂的加入改变了新鲜生物质热解气化气体产物的组成，气体产物中H₂的含量增加； K₂CO₃，Na₂CO₃，ZnCl₂对提高H₂含量效果很明显；ZnCl₂对CH₄的生成有抑制作用，CaO对生物质热解过程中CH₄的产生有一定的促进作用；随着催化剂用量的增加H₂的含量增加，当K₂CO₃和Na₂CO₃用量为20%左右时，H₂含量可达55%左右.     

K-/Ca-/Fe-化合物对煤焦催化气化作用特性

为考察不同催化剂（K-/Ca-/Fe-化合物）的催化特性,在STA 449F3同步热分析仪上开展了小龙潭（XLT）褐煤、府谷（FG）烟煤和高平（GP）无烟煤等3种不同煤阶煤焦催化气化实验研究。研究发现,与原煤焦的气化过程相比,添加不同种类的催化剂后,3种煤焦的初始气化温度有不同程度的降低,最大可达200 ℃左右;其中催化剂的活性排序为：K2CO3>Na2CO3> KCl>Fe(NO3)3>CaO。碱金属类催化剂良好的催化作用源于其受热条件下流动性好,从而能很好地分布于C基质表面,而Fe-,Ca-催化剂由于其具有更高的熔融温度,流动性较差,更多的还是体现在煤孔隙结构变化对气化反应速率的影响。     

从炼铁烟尘的氧化锌浸出渣中电积提取铅的研究

炼铁烟尘经挥发窑处理后得到的窑挥发物的主要成分为氧化锌和氧化铅,本研究以此挥发物提取锌后的浸出渣为试验原料,用碳酸钠将硫酸铅转化为碳酸铅,再用氟硅酸浸出,浸出液电积得到金属铅。氧化锌浸出渣中铅的转化浸出率在96%以上,整个工艺过程无废弃物外排。     

循环流化床工业气化炉高钠煤配煤气化

印尼煤具有良好的气化反应活性,但煤灰分中的Na_2O质量分数较高,容易导致系统产生黏结、积灰和腐蚀等问题。利用Na_2O-SiO_2-Al_2O_3三元体系相图分析了印尼煤灰的相图特征,选择了掺配煤种并优化了配煤比例,进而在设计给煤量为350 t/d的循环流化床工业气化炉上,以印尼煤质量分数为75%的配煤为原料进行了168 h气化试验,考察了装置的运行特性和配煤的气化特性,并采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了气化灰渣的微观形貌和晶相组成。配煤气化试验过程中,炉膛底部温度和密相区压差稳定、无大幅波动,飞灰和底渣无明显变形或熔融现象发生,实现了高钠煤配煤气化的连续稳定运行。冷煤气效率为70.75%,碳转化率为89.49%,煤气热值为5.30 MJ/Nm~3。飞灰和底渣中钠长石的衍射峰均较弱,表明钠长石的生成量较少,可有效抑制低温共熔反应的发生。工业气化炉试验验证与三元相图理论分析基本一致。     

某氧化铅锌矿浮选工艺试验研究

根据某氧化铅锌矿石的特性 ,提出采用Na2 CO3调浆 ,先硫化浮铅 ,然后不脱泥直接采用胺类组合捕收剂ZP -0 5作氧化锌矿捕收剂进行浮选的工艺流程 ,可获得含铅 40 .42 %、含锌 16.2 8%、回收率 3 2 .69%的铅精矿 ,含锌 40 .73 %、含铅 1.61%、回收率 78.91%的锌精矿。     

两段炉水煤气气化工艺含酚废水的处理

两段炉水煤气气化工艺在上吹制气阶段产生含酚冷却水，下吹制氢阶段将脱除焦油，悬浮物，沉淀物并进一步过滤后的酚水加压，雾化，喷入燃烧蓄热室内与高温格子砖进行热交换，使之汽化并过热，然后与补充过热下吹蒸汽一起进入气化炉火层，酚在高温作用下分解成Ｈ２Ｏ和ＣＯ２，并进一步与炽热的炭发生反应，形成Ｈ２和ＣＯ。     

钾及其化合物对黑液水煤浆催化气化的作用

对黑液水煤浆、水煤浆进行了不等温热重实验，发现在1 200 ℃下，黑液水煤浆焦的转化率较高，气化活性比水煤浆焦提高了68.8%，黑液水煤浆焦的霞石的衍射峰值达到1 050，比水煤浆焦的峰值高出22.5%.通过计算可得黑液水煤浆焦的活化能为125.44 kJ/mol，添加催化剂碳酸钾后煤焦的活化能比没有添加时下降了近40%.