热等离子体裂解低碳烷烃制乙炔的研究进展

随着石油资源的日益耗竭,热等离子体裂解低碳烷烃制乙炔技术越来越受到重视。该技术能够有效地提高低碳烷烃的利用价值,减少环境污染。文中重点介绍了国内、外等离子体裂解甲烷/天然气和C2以上烷烃制备乙炔的研究现状,并对MW级等离子体裂解低碳烷烃制备乙炔的工艺进行了比较分析。     

旋转弧等离子体转化油脂制合成气

废弃油脂不仅造成严重的环境污染,而且容易引发各种社会问题,因此加快对废弃油脂的综合利用势在必行。本文以大豆油作为废弃油脂替代物,在自制炬/反应器中开展旋转弧等离子体转化油脂制合成气研究,系统考察了水/大豆油质量比、输入功率和磁感应强度对大豆油转化过程的影响。研究结果表明,气体产物主要为CO、H₂、CO₂与烃类,CO与H₂最高可占气体总量的91.0%(体积)以上。水/大豆油质量比主要影响产物组成和能量转化效率,对碳气相转化率和合成气收率影响较小。增加输入功率,碳气相转化率可提高至98.5%,能量转化效率在17.9 kW时达到最大值72.9%。实验考察范围内磁感应强度对大豆油转化效果的影响很小,但可以起到保护阳极的作用。     

CO_2旋转弧等离子体炬煤气化制取合成气

为开发CO_2旋转弧等离子体煤气化来制取合成气技术,实验考察了国内四种煤粉的煤粉挥发分含量、CO_2气量以及不同进料比下对于气化过程的影响。实验结果表明,气化结果与煤粉的挥发分含量有着明显的正相关关系,挥发分含量越高,越有利于煤粉气化,产品气中CO与H_2的体积含量可超过93.5%。随着CO_2气量的增加,CO含量增大,而H_2含量则随之减少,碳转化率最高可以达到86.1%。在不同的CO_2与煤粉进料比情况下,H_2含量随着反应器输入功率的增大会出现峰值。当进料比为18.7时,能量转化效率可以达到最高的71.6%。与普通煤气化过程相比,等离子体煤气化过程具有更高合成气含量以及碳转化率,是一种具有工业应用前景的煤炭清洁高效利用手段。     

热等离子体重整二氧化碳和甲烷制合成气的研究进展

合成气是一种非常重要的化工原料,近年来利用甲烷和二氧化碳重整制合成气成为了一个研究热点。本文讨论了等离子体重整的机理,重点介绍了不同重整方式,包括射流法、电弧法以及两者结合的方法在二氧化碳和甲烷重整中的应用。相对于冷等离子体,热等离子体重整更适合应用于工业放大生产,有较好的应用前景。     

二氧化碳等离子体处理生物质焦油

生物质气化过程中副产的焦油不仅有腐蚀设备、堵塞管道等危害，而且会降低生物质气化效率，传统的物理处理与热裂解处理方法存在诸多不足。本文基于旋转弧热等离子体反应装置，以二氧化碳作为等离子介质，选取苯及苯萘混合物作为生物质焦油的模型化合物进行了气化实验，实现了向合成气的高效转化（碳收率可达到90%以上），初步显示了该路线的可行性。进一步分析了真实生物质焦油的物质组成，考察了二氧化碳等离子体对焦油的气化性能，焦油内的水分可作为气化剂，调节合成气中H₂/CO的比例（0.3~1）。上述结果为生物质焦油无害化、资源化利用技术的发展提供了新的思路。     

热等离子体裂解丙烷制乙炔数学模拟

为了对反应器的停留时间进行合理优化,将旋转弧等离子体反应器视为一维平推流反应器网络模型,结合裂解反应动力学模型与反应器流动模型,采用CHEMKIN-PRO对丙烷的裂解过程进行数值模拟,用于分析热等离子体反应器内丙烷的裂解过程中产物的浓度分布及温度分布情况。反应动力学模型分别采用均相反应动力学模型和非均相反应动力学模型。模拟结果表明,包含结焦模型的非均相反应动力学模型与实验结果表现出更好的一致性,随着反应器长度的增加,乙炔浓度存在最佳点。通过降低反应器的停留时间至1.0 ms以下,能有效提升C_2H_2收率。     

棉籽糖纯化过程中电渗析脱盐研究

为了除去棉籽糖提取液中的盐分杂质,本实验采用电渗析法脱盐,考察了不同操作电压和循环流量下,棉籽糖提取液脱盐率变化和能耗变化。结果表明：电渗析对棉籽糖提取液中的盐分去除非常有效,在10～20 V的电压范围内,操作电压越大,脱盐率越高,继续升高电压,脱盐率保持不变;在20～60 L/h的流量范围内,循环流量越小,溶液脱盐率越高。在操作电压为25 V,循环流量为20 L/h,脱盐120 min后,脱盐率可达到91.2%,棉籽糖回收率达94.5%。若达到相同的脱盐率,在20～60 L/h的流量范围内,流速越低,能耗越小;在20～30 V电压范围内,电压越高,能耗越大。利用电渗析法对棉籽糖提取液脱盐具有一定的应用价值。     

大功率旋转弧氢等离子体裂解丙烷制乙炔

通过合理的简化计算,建立了物料与能量衡算模型,优选工艺条件,并进行了MW级旋转弧氢等离子体裂解丙烷制乙炔的实验研究,考察了碳氢比与氢气比焓对裂解反应的影响。实验中输入功率的最大值为794.2 kW,实验结果表明:在实验范围内,丙烷的转化率维持在99.8%以上,裂解气中乙炔的最高含量达到了12.65%;碳氢比增加时,乙炔收率和比能耗均存在最佳点;氢气比焓增加时,乙炔收率存在最佳点,而比能耗则逐渐增加;实验中得到的最高乙炔收率为85.4%,最低比能耗为8.85 kW·h·(kg C₂H₂)^-1。实验结果验证了物料与能量衡算模型可以用于指导工艺条件的优选。