塑料与蜡(重油)催化共热解相互作用研究

采用低密度聚乙烯(LDPE)和固体石蜡(WAX)分别作为塑料及重油的模型化合物,以HZSM-5为反应催化剂,通过热重实验进行热解特性及动力学分析,研究了二者在热解行为上的相互作用;并结合固定床反应器对比研究单独热解及不同原料配比下共热解的产物分布,考察了共热解过程相互作用对热解产物的影响规律。结果表明,LDPE与WAX共热解过程二者间相互作用增强,表现为促进反应物的热解失重,降低了原料的特征热分解温度及反应活化能,显著提高了热解油中C_(21-)轻油馏分及芳烃的选择性,而油中C_(21+)重油馏分的选择性及固体残渣产率均降低;而且随着共热解原料中WAX比例的增加二者间的相互作用不断增强;基于模型化合物水平初步验证了塑料与裂解重油共热解制备高品质轻质燃油工艺的可行性与技术优势。     

煤焦直接还原脱除烟道气氮氧化物

选用3种不同煤焦,采用程序升温和恒温实验方法,在固定床上考察了不同实验条件下的NO转化率和C对NO选择性,分析了煤焦脱硝的机理和影响因素。实验结果表明：NO和O₂在煤焦表面发生化学吸附所形成的络合物在脱硝过程中起着关键作用,影响C-NO反应和C-O₂反应的竞争与协作关系。在所考察的煤焦中锡林浩特褐煤焦脱硝效果最好,当温度为723 K时烟道气中NO还原率可达99%;在温度623～923 K、O₂浓度0～5%范围内,提高温度和O₂浓度均有利于提高NO转化率,而降低O₂浓度有利于提高C对NO选择性;烟道气中NO浓度越高,其转化率越低,但C对NO选择性越高。     

混配组分对基于KH2PO4/Al2O3催化剂的酚油醚化的影响

以KH2PO4/Al2O3为催化剂,针对以甲醇为烷基化试剂的酚油醚化体系,研究了5种混配组分(乙酸、甲酸、丙酮、呋喃、乙酸乙酯)对酚油醚化反应规律的影响。结果表明,丙酮对促进烷基酚转化为芳醚的作用效果最强。基于丙酮混配组分,500℃下探究了丙酮质量配比的影响,基于最佳丙酮添加量(50wt%),进一步考察了温度对反应体系的影响,并进行机理分析。结果表明,丙酮含量不高于70wt%时,液体收率随丙酮含量升高而降低,进一步提高丙酮含量时液体收率基本稳定。各丙酮含量下,液体产物中均未检出邻甲氧基苯酚或其它任何烷氧基酚。较高丙酮含量时烷基酚含量显著降低。丙酮含量为50wt %时,芳醚含量出现极大值(29.06area%),进一步提高丙酮含量,芳烃及其它组分显著增加,导致产物中芳醚含量降低。随反应温度升高,产物中的芳醚和芳烃含量分别在500和450℃时出现极大值。综合考虑液体收率和产物极性两方面因素,确定该反应体系的最佳反应温度为450℃,丙酮添加量为50wt%,最佳条件下产物中芳醚与芳烃总量达52.90area%。丙酮分子中的羰基与酚系物中的羟基发生作用,分解产生CO2,同时烷基酚与烷氧基酚脱羟基后分别得到芳烃和芳醚两类主要液相产物。     

金属氧化物对油页岩热解产物收率及组成分布的影响

通过固定床反应器,对4种金属氧化物（Al₂O₃、MgO、CaO、Fe₂O₃）对油页岩热解所得油、气产率及成分的影响进行了研究。结果显示,碱性CaO对油、水、气、焦产率分布影响较为突出,可提高页岩油与半焦产率,并降低热解气产率;而酸性较强的Al₂O₃可同时提高页岩油、热解气和热解水的产率,有利于促进挥发分的析出;比较而言,MgO和Fe₂O₃的作用相对较弱。4种金属氧化物均可提高热解气中H₂、CH₄和C₂的产率;CaO作用下CO₂含量降低,而其他金属氧化物对CO₂的产生有不同程度的促进作用;Fe₂O₃可促进H₂产生;Al₂O₃作用下CH₄含量有所增加。4种金属氧化物均可促进页岩油中芳香烃的产生,并且CaO和MgO两种碱土金属氧化物作用下,短链（C₆~C₁₂）烷烃和烯烃含量均增加,而掺混Al₂O₃时页岩油中仅短链（C₆~C₁₂）烷烃含量增加。对此机理进行推测认为,碱性CaO和MgO首先与以脂肪酸形式存在的有机质进行酸碱反应,得到脱羧活性更高的羧酸盐,后者脱羧所得中间产物具有生成烷烃或烯烃两条可能路径,同时得到碳酸盐;而在具有Lewis酸特征的Al₂O₃作用下,脱羧产物为CO₂,并同时得到饱和烃产物。     

煤焦直接还原脱除烟道气氮氧化物

选用3种不同煤焦,采用程序升温和恒温实验方法,在固定床上考察了不同实验条件下的NO转化率和C对NO选择性,分析了煤焦脱硝的机理和影响因素。实验结果表明:NO和O2在煤焦表面发生化学吸附所形成的络合物在脱硝过程中起着关键作用,影响C-NO反应和C-O2反应的竞争与协作关系。在所考察的煤焦中锡林浩特褐煤焦脱硝效果最好,当温度为723 K时烟道气中NO还原率可达99%;在温度623~923 K、O2浓度0~5%范围内,提高温度和O2浓度均有利于提高NO转化率,而降低O2浓度有利于提高C对NO选择性;烟道气中NO浓度越高,其转化率越低,但C对NO选择性越高。     

下行床加速区气固流动特性的研究

In this work, a mathematical model is established to describe the axial variation of the characteristic flow parameters (particle velocity, solid holdup and pressure gradient) in a downer. An empirical correlation is developed to estimate the particle velocity at the constant velocity section. Experimental investigations are made to validate the downer model. The model simulations have a good agreement with experimental data. Moreover, a formula is derived to predict the first acceleration section length and the whole acceleration section length.     

提升管中气固相的局部滑移速度

引　言理论和实验研究表明 ,局部流动结构及径向整体流动结构的不均匀性是气固系统主要特征之一 .径向整体流动结构不均匀性主要表现为颗粒浓度、颗粒速度及气流速度沿径向存在着梯度分布[1] ,局部不均匀性则指密相团聚物与稀相共存[2 ,3 ] .由于稀相中颗粒以单体的形式存在 ,为均匀结构 ,所以局部不均匀性就表现为颗粒团尺寸沿径向存在不均匀性 .这种颗粒团尺寸的不均匀性导致了滑移速度沿径向也存在着梯度分布 .但由于测量手段的限制 ,人们很难得到其准确数值 ,而这对于研究动量、质量及热量传递至关重要 .Ｚａｋｉ等[4 ] 、Ｍａｓ ｔｅｎ…     

碳氧官能团对煤焦低温还原NO的影响

在450℃对神木煤制半焦还原NO进行研究,采用Raman、FT-IR、XPS等分析方法探究了半焦脱硝影响因素与其表面碳氧官能团的关系。结果表明：热解制焦温度、烟气中氧气浓度以及负载金属对脱硝效果的影响都与半焦表面碳氧官能团有关,降低热解温度、增大氧气浓度、负载金属均有利于增加C—O官能团。采用XPS表征对金属负载半焦表面的碳氧官能团进行分析,发现热力学相对稳定的C—O官能团含量与脱硝指标之间存在明显的线性关系(R²>0.96)。研究进一步揭示了热力学稳定的C—O官能团在半焦脱硝过程的重要地位。     

下行床弧面锥体气固分离装置的分离效率实验

以FCC颗粒为物料，实验研究了在气固并流下行循环流化床(f=37 mm, H=5 m)中，气固两相分离装置的结构、颗粒循环量、表观操作气速对分离器气固分离效率的影响. 结果表明，在气固并流下行系统中，采用弧面锥体气固分离装置，内加导流板，在气速为1~5 m/s，颗粒循环速率20~90 kg/(m2.s)条件下，可使气固分离效率达到99%以上，压力损失小于500 Pa.     

LaMnO3/生物炭催化剂低温NH3-SCR催化脱硝性能研究

以La-Mn钙钛矿氧化物为活性组分,生物炭为载体,利用浸渍法制备负载型脱硝催化剂LMO/BCNA。利用固定床反应装置考察了催化剂的催化活性以及耐硫耐水性能,100～250℃范围内,NO转化率>80%,N₂选择性>90%,225℃时NO转化率最高,为95.8%,对应的N₂选择性为95.4%。与氧化物相比,负载型催化剂的催化活性大幅提升,同时也扩宽了工作温度区间;生物炭载体的引入,减弱了催化剂对H₂O、SO₂的吸附,增强了耐硫耐水性能。应用稳态动力学方法构建催化反应动力学模型,在实验条件范围且O₂含量为5%时,催化NH₃-SCR反应过程中NO、O₂、NH₃的反应级数分别为0.66、0、0,并得到LMO/BCNA催化的反应活化能为25.52 k J/mol,低于商用钒钨钛催化剂的化学反应活化能(40～94 k J/mol)。