钾盐对煤焦-CO_2气化反应特性的影响

利用法国Setaram公司生产的TGA92型热重分析仪,比较钾基、钙基、铁基催化剂对煤焦-CO2气化反应的影响,发现钾基催化剂催化效果最好.在反应温度900~1050℃范围内,利用自行建造的小型固定床试验装置研究了气化温度、钾盐催化剂含量、形成焦炭的原煤煤质对煤焦与CO2的气化反应活性的影响.试验结果表明,反应温度对气化过程影响显著,提高气化温度,煤焦与CO2的气化反应速率急剧增加,转化率显著提高;不同配煤比的原煤制得的焦炭,在气化过程中表现出不同的反应特性,弱黏结性的气煤表现出良好的抗碱能力.     

煤焦水蒸气催化气化动力学分析

利用固定床反应器研究了K、Ca、Ni和Fe金属对600～900℃内煤焦水蒸气气化的催化效果,分析了适用于原煤焦、脱灰煤焦和添加K、Ca、Ni和Fe金属后的煤焦水蒸气气化动力学模型。     

CaO和Fe（N03）3复合催化锦界煤焦-C02气化的实验研究

在搭建的固定床实验台上对CaO和Fe（NO3）3复合催化锦界煤焦-CO2常压等温气化的反应特性进行了研究．结果表明：复合催化剂最佳质量添加比例为1％Ca、29／6Fe,且在最佳添加量下气化时间比原煤焦和单组分催化剂下的气化时间分别缩短了103rain和18rain,催化强度系数分别是原煤焦、单组分催化剂CaO和Fe（N03）3的5．71倍、1．65倍和2．04倍,气化温度降低了100K,气化温度降低程度介于单组分催化剂CaO和Fe（NO3）3之间;复合催化过程生成的部分Ca（NO3）2与CaO的活性不同,即Ca的催化强度与其前驱物的形式有一定关系;添加单组分催化剂的煤焦活化能与原煤焦的活化能基本相同,不同添加比例的复合催化剂的煤焦活化能增加的程度不同,且在最佳添加比例下增加程度最小,其值为15．4％．     

烟煤煤焦的CO2气化反应

采用TG-FTIR方法,在反应温度为950～1300℃时,研究了几种典型煤种及其在高温下慢速和快速热解煤焦的CO2气化反应特性.对4种原煤及其1200℃快、慢速热解条件下煤焦气化产物CH4和CO进行了实时检测和分析.同时对煤焦的孔隙结构和化学组成进行了分析.结果表明,各种热解煤焦的反应速率随气化温度的升高而增大,当达到最大值后随温度的升高而下降;4种煤焦的活化能随热解和气化温度的升高而增大;煤焦气化过程释放CH4和CO的特性与原煤的趋势相似,但原煤热解气化过程中释放CH4的质量浓度比不同热解速率制得煤焦的热解气化释放CH4的质量浓度高出2个数量级,快焦相比慢焦释放出更高质量浓度的CH4;各种煤焦的BET比表面积都较小(除神府慢焦外都小于2 ㎡/g);快焦的气化活性比慢焦的好.     

部分气化煤焦燃烧动力学的活化能分布模型研究

运用两段DAEM模型分析了部分气化煤焦的燃烧动力学．结果表明，两段DAEM模型能准确地描述部分气化煤焦的燃烧行为这是因为部分气化煤焦随着气化率的增加，其燃烧曲线的二次峰越来越显著，而两段DAEM模型正好从理论上考虑了部分气化煤焦燃烧曲线的二次峰特性．同时由两段DAEM模型计算结果发现，随着3种煤焦气化率的增加，其活化能与指前因子增加，代表易反应物质量m的减小，这说明了实验与理论结果一致，随着气化反应的进行，难反应物质的比例增加．     

钾盐对煤焦-CO2气化反应特性的影响

利用法国Setaram公司生产的TGA92型热重分析仪，比较钾基、钙基、铁基催化剂对煤焦-CO2气化反应的影响，发现钾基催化剂催化效果最好．在反应温度900—1050℃范围内，利用自行建造的小型固定床试验装置研究了气化温度、钾盐催化剂含量、形成焦炭的原煤煤质对煤焦与CO2的气化反应活性的影响．试验结果表明，反应温度对气化过程影响显著，提高气化温度，煤焦与CO2的气化反应速率急剧增加，转化率显著提高；不同配煤比的原煤制得的焦炭，在气化过程中表现出不同的反应特性，弱黏结性的气煤表现出良好的抗碱能力。     

CaO催化裂解生物质气化焦油实验研究

以谷壳气化发电产生焦油为研究对象,考查了CaO作为焦油裂解催化剂对其催化裂解的影响。实验研究结果表明:CaO作为焦油裂解催化剂可使焦油裂解率明显提高,在800℃时,其裂解率可由热裂解的28.66%提高到65.60%,焦油催化裂解后可使燃气成份中的H2、CO、CH4以及CO2含量提高。但焦油裂解过程中,其积炭率可达30.51%;扫描电镜显示:因焦油裂解积炭包裹CaO催化剂,易使其催化活性失效,同时由于积炭,使床层压降增加,给焦油催化裂解运行带来困难。     

掺混生物质焦和煤焦共气化的热重分析

采用热重分析法对煤焦和几种生物质焦及其混合物的气化过程及动力学规律进行了分析,分析结果表明煤焦的失重与生物质焦相比差别明显,混合物中的生物质焦所占比重越大、发生失重的温度越低。进一步采用Coats—Redfern方法对样品气化过程进行了动力学分析,得到了生物质焦、煤焦及其混合物表观活化能。     

浑源煤焦CO_2气化反应的影响因素及动力学特性分析

研究了热解温度、热解时间以及气化温度对浑源煤焦CO2气化反应的影响,并获得了气化反应的动力学模型.结果表明：浑源煤焦的气化活性随热解温度的提高而降低;每个热解温度都对应着一个最佳热解时间,且存在最佳热解时间随温度升高而缩短的趋势;提高气化温度能够显著提高煤焦的气化反应性能,气化温度对气化反应的影响大于热解温度的影响;低温度煤焦的气化活性随气化温度的提高而增加更为剧烈;900℃及以上的高温使活性点数增加,从而使煤焦间的活性差距分布均匀;浑源煤焦的气化反应适宜用体积模型来描述,所求取的动力学参数之间存在补偿效应,其等动力学温度约为1 199.6℃.     

高炉熔渣组分对煤-CO_2气化反应性的影响

利用STA409PC综合热分析仪以等温热重法对高炉熔渣组分对煤焦-CO_2气化反应性的影响进行了研究,主要考察了SiO_2、MgO、CaO及Al_2O_3对气化反应的影响。实验结果表明:CaO对高炉熔渣中煤焦的气化反应具有催化作用,但是气化反应温度达到一定值时,CaO组分含量的变化对气化反应速率的影响可以忽略不计;Al_2O_3对高炉熔渣煤焦的气化反应具有一定阻碍作用,且这种阻碍作用与气化反应温度有一定的关系;MgO对气化反应具有一定的催化作用,在本实验的研究范围内,当MgO组分含量在8%~10%变化时,煤焦的气化反应速率随MgO组分含量的增加而增加;当MgO组分含量在10%~12%变化时,煤焦的气化反应速率随MgO组分含量的增加而降低;SiO_2在气化反应过程中既没有起到催化气化的作用,也没有阻碍气化反应的进行,但这没有考虑SiO_2对熔渣流动性的影响。     

CaO在生物质定向气化条件下的高温CO_2吸收特性

生物质定向气化可以制备富氢燃气和一定化学当量比的合成气(用于合成醇、醚等),同时有效地减少温室气体排放,是一种可持续的清洁能源转化技术。文章基于生物质定向气化这一背景,结合实际工业生产,采用TG/DTA系统对生物质定向气化条件下CaO吸收CO2的特性进行了研究。实验结果表明:升温速率由10℃/min增加到50℃/min,CaO变温吸收CO2的反应都在800℃左右达到吸收与煅烧平衡,且CaO转化率随升温速率增大而减小;CaO转化率和质量变化速率随CO2浓度增加而增大,根据反应平衡时CO2浓度与温度的关系拟合出CO2平衡分压公式为RCO2,eq=1.16×108exp-21!399/T";CaO恒温吸收CO2的最终转化率随吸收温度的升高先增加后减小,生物质定向气化中CaO吸收CO2的最佳温度为700~750℃;循环吸收实验中CaO转化率随循环次数增加而减小。     

CaO对松木锯末水蒸气气化过程的影响

采用CaO在生物质气化过程中通过吸收CO2促进产氢的方法,对生物质松木锯末进行水蒸气气化实验研究。分析了CaO、水蒸气、温度和停留时间对产气组分的影响。实验结果表明:添加CaO能显著提高产氢量。当Ca/B0.5时,产氢量随着Ca/B的增加而显著增加,当Ca/B0.5后,产氢量略微下降。添加CaO后促进了水煤气反应的进行。当温度高于800℃时,添加CaO后,生物质气化挥发分释放阶段与半焦气化阶段出现了重叠,半焦气化反应提前发生。随着温度和停留时间的延长,H2浓度逐渐升高,且在较长时间内维持在较高的浓度。     

烟煤焦催化还原NO_x实验研究

研究了烟煤焦在催化剂的作用下对 NOx 的还原过程。实验发现 ,烟煤焦中廉价催化剂的存在对煤焦异相还原 NOx 有很大的影响 ,在合适的反应温度和化学当量比 ( SR)条件下 ,煤焦中的催化剂能降低 NOx 还原反应的活化能 ,加快 NOx 还原反应的速度 ,提高 NOx 的还原率。实验使用两种催化剂后 ,NOx 的还原率可超过 5 0 % ,几乎达到与褐煤及气体再燃燃料相同的再燃效果     

在碱金属催化作用下煤焦与CO2的气化反应

利用固定床实验装置、以CO2作为气化剂，进行煤焦气化反应动力学的研究，分析了碱金属的含量及气化温度对煤焦-CO2气化反应的影响。采用未反应核收缩模型对试验数据进行处理，得到气化反应动力学参数。发现气化温度对煤焦与CO2的气化反应影响显著，碱金属作为煤焦-CO2气化反应的催化剂，能够降低反应过程的活化能，提高反应速率，用未反应核收缩模型能够很好地描述煤焦。CO2的气化反应过程。     

烟煤煤焦等温CO2气化动力学模型研究

在建立的化学反应动力学控制实验条件下利用自建固定床实验台研究了烟煤煤焦等温CO2气化反应特性。采用均相模型、未反应收缩核模型和修正体积模型计算得到气化反应活化能分别为147.7kJ/mol、102.9kJ/mol和155.5kJ/mol。利用等转化率法避开反应机理函数的选择,计算得到反应活化能为144.1～166.0kJ/mol。通过比对不同模型相关系数大小以及与等转化率法计算所得活化能范围符合程度相结合的方法,确定均相模型和修正体积模型为最佳动力学模型;根据修正体积模型中经验常数b≈1,可认为修正体积模型与均相模型为同一模型。因此确定烟煤煤焦CO2气化反应最佳动力学模型为均相反应模型。     

CaO和Fe(NO_3)_3催化锦界煤焦-CO_2气化反应的实验研究

分别以分析纯CaO和Fe(NO_3)_3·9H_2O为催化剂前驱物,在自建的固定床实验台上研究了常压下碱金属Ca、过渡金属Fe对锦界烟煤煤焦-CO_2等温气化的催化效果。实验结果表明:锦界煤焦的气化活性随Ca和Fe添加量的增大而提高,Ca和Fe的负载饱和度均为3%,在900℃气化温度下Ca金属的催化活性与Fe金属相当;Ca和Fe分别使气化温度降低120℃和90℃;在化学反应控制区域内,采用均相模型计算得到气化反应活化能、指前因子和反应速率常数等动力学参数,添加Ca和Fe金属后的煤焦气化速率常数提高近三倍,活化能基本没有变化。     

富氧燃烧条件下煤焦特性研究

以大同烟煤为研究对象,在高温携带流模拟反应器上,利用平流火焰燃烧器制取真实富氧燃烧气氛下的煤焦,对不同停留时间下制取的煤焦进行工业分析,讨论停留时间对煤焦的燃尽率、固定碳和挥发份的含量的影响,当停留时间超过94ms时,煤焦的各种参数保持不变.利用热重分析仪进行煤焦的燃烧实验,讨论不同O2/CO2(20/80、30/70和40/60)气氛对煤焦燃烧特性的影响,并采用Coats - Refern法计算煤焦的活化能和指前因子等动力学参数,460～660℃范围内,背景气氛O2/CO2为30/70时煤焦的活化能和指前因子数值最大,为进一步研究煤焦在富氧燃烧气氛中的燃烧反应提供理论依据.     

富氧气氛下水蒸气气化对煤焦燃烧的影响

采用自制的恒温高升温速率热重实验台,研究了富氧气氛下水蒸气气化对煤焦燃烧特性的影响,并使用低温氮吸附仪和环境扫描电子显微镜分析燃烧过程中煤焦孔隙结构。结果表明:在低氧浓度下,水蒸气气化作用对煤焦燃烧影响显著,可失重速率增大,燃尽时间提前,且随氧气浓度的增加而减弱;随着温度升高R0.5指数逐渐增加,当环境温度为1 000℃、水蒸气浓度为20%时,R0.5增长速度最大;煤焦燃烧过程中,加水后煤焦比表面积增大,孔隙结构丰富。     

不同催化剂对脱矿煤焦还原NO的催化能力比较

通过实验研究了几种在煤灰中常见的金属 (K ,Na,Cu ,Fe ,Ca)氧化物对煤焦还原NO的催化作用 ,为了比较这些金属氧化物对焦炭还原NO反应的催化能力 ,对煤焦进行了脱矿处理。实验是在高温沉降炉内完成的。实验中使用的煤粉及其煤焦来自神府褐煤。实验结果表明 ,煤灰中的矿物质对煤焦异相还原NO具有催化作用。在实验条件下不同金属氧化物对煤焦还原NO的催化能力有如下顺序 :K >Na>Ca >Cu >Fe。实验结果还表明 ,实验工况 (温度 ,SR数 )和催化剂的添加量对NO的还原都具有不同程度的影响