含油污泥混煤热解动力学及气体产物分析

采用热重分析法在不同掺混比例、不同升温速率和不同掺混煤种下对含油污泥混煤进行热解实验研究,并通过气相色谱仪分析热解产生的气体产物.结果表明,含油污泥混煤的热解失重过程可以分为水分及吸附气的挥发、轻烃的析出、重烃的裂解和煤小分子链脱除、重烃的二次裂解和煤大分子链脱除、半焦的缩聚反应以及无机矿物质的分解5个阶段.进行热解动力学分析,采用Coats-Redfern积分方法求解含油污泥混煤的热解动力学参数,并得到了掺混比例、升温速率、煤种对动力学参数的影响规律.利用气相色谱仪检测生成的气体产物有H2,N2,CO2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C3H8和C3H6等,并分析了主要气体产物H2,N2,CO2和CH4的生成规律.     

煤直接液化升温阶段气体产物组成关联模型

为了预测煤直接液化升温阶段气体内部不同产物组分分布情况,通过回归分析大量实验数据,对煤直接液化反应的气体集总内不同气体分子组成分布进行了关联性研究,建立了煤直接液化升温阶段气体产物组成与反应条件、液化反应产物集总组分分布的预测关联模型。利用SPSS软件回归得到了相应模型参数,并对关联模型进行了拟合优度检验。结果表明,拟合的CH4,C2H6,C3H8,C4,CO,CO2和H2S组分与实验值相对偏差分别为1.1%,1.0%,6.0%,9.8%,9.3%,0.5%和0.4%,说明拟合效果较好。     

Nd（C2H5CO2）3·H2O热分解性质的研究

用热重分析(TG),差热分析(DTA),傅里叶红外光谱分析(FTIR)和X射线衍射(XRD)等方法研究了Nd(C2H5CO2)3.H2O的热分解性质。在流动的Ar气中加热到1200℃,水合丙酸钕的分解可以分成6个步骤。在经过脱水反应之后,Nd(C2H5CO2)3首先在250℃和292℃之间生成Nd2(C2H5CO2)4.CO3并释放出二乙基甲酮。当温度升高到315℃,伴随着CO2气体的放出,Nd(C2H5CO2)3立即分解成Nd2O(C2H5CO2)4。在424℃之前,伴随着二乙基甲酮和CO2气体产生,Nd2O(C2H5CO2)4首先分解成中间相Nd2O(CO3)2,并立即转化成分解产物Nd2O2CO3。随着温度升高到770℃,含Nd化合物完全转化成Nd2O3。研究表明,Nd(C2H5CO2)3.H2O在空气中的TG曲线和其在Ar气中的没有任何改变。但是,分解产物二乙基甲酮气体在空气中的燃烧会产生很强的放热效应。与其它稀土金属丙酸盐的热分解的研究结果比较而言,Nd(C2H5CO2)3.H2O的分解性质表现出一些有趣的特点。特别是,在其它丙酸盐中没有发现类似中间相Nd2(C2H5CO2)4.CO3的生成的情况。     

煤与木屑共液化号体产物分析

采用500mL带搅拌的高压反应釜,考察了煤与木屑共液化反应,分析了气体产物分布及变化规律。实验结果表明：木屑单独液化气体产率远远高于胜利褐煤单独液化气体产率;木屑的加入降低了共液化气体总产率,尤其对液化气体中CH4,C2H6含量影响比较显著,对CO和CO2含量的降低影响不明显;在煤与木屑共液化过程中,总气体产率、C1～C4烃类气体及CO＋CO2非烃类气体基本均随着温度的升高逐渐增加,尤其在360～420℃增加幅度较大;液化气体产物组成以C1～C4烃类气体为主,且以CH4含量最高,高低次序为CH4〉C2H6〉C3H8〉C4H10另外还有少量C2H4,非烃类气体主要是CO和CO2。     

多孔介质中气体滑脱效应及其对渗流的影响分析

结合K linkenberg气测渗透率表达式和渗透率与平均孔隙半径的关系式改进了滑脱因子及气体渗流规律表达式。进行了不同气体渗流实验;不同渗透率岩心中的气体渗流实验;不同温度下的CO2气体渗流实验;残余液体饱和度条件下的CO2渗流实验。结合公式及实验分析表明,CO2渗流的滑脱因子较大,非线性渗流程度强于N2渗流;高渗透岩心中气体渗流线性相关性较好,低渗透岩心中低压阶段非线性渗流十分明显;较高温度条件下,气体滑脱效应较大,气体非线性渗流明显;单相CO2渗流曲线存在着较强的滑脱效应,液相饱和度存在,削弱了滑脱非线性渗流规律。     

CO2对煤炭氧化自燃抑制作用的影响研究

通过煤炭自然氧化程序升温实验,采用程序升温实验系统等设备,对比分析煤样中通入不同浓度CO2条件下的相关参数的变化情况,针对性分析研究CO2对阳煤二矿易自燃高瓦斯的15号煤层氧化自燃的抑制性能。研究表明:CO2对阳煤二矿15号煤层煤样自然氧化发火过程具有显著抑制作用,尤其是20%浓度的CO2对煤样高温氧化阶段的抑制作用强烈;CO2的注入驱离了煤样中的O2,降低了煤样中O2浓度。同时,延迟推后了CO、CH4等自然氧化产物出现,且其浓度低于未注入CO2的煤样,降低了煤样的耗氧速率和CO产生率,抑制和延迟了煤样自然氧化的发生和发展过程。     

过渡金属催化剂及热解条件对新疆吉木萨尔油页岩热解的影响

采用过渡金属盐:Fe2O3、CoCl2·6H2 O和MnSO4·H2 O作为催化剂对新疆吉木萨尔地区油页岩进行催化热解.首先,对添加了不同类型催化剂的油页岩进行TG实验,结果表明这几种催化剂中CoCl2·6H2 O催化效果最好;在此基础上,对添加了CoCl2·6H2 O的样品进一步做TG-MS实验分析,结果显示,添加CoCl2·6H2 O后热解的初始温度降低约100℃,同时热解温度范围从435～1000℃缩小至330～650℃.催化热解过程中,产量最高的产物为CO/C2 H4和C3 H4,我们认为,CO/C2 H4中大部分应为C2 H4.随着升温速率的提高,烯烃和炔烃产量增加,H2 O、烷烃以及芳香烃产量降低,CO/C2 H4、H2 S、乙烷、丙烯、CO2/丙烷产量基本保持不变.从分析结果可以得出:以CoCl2·6H2 O作为催化剂,对于吉木萨尔油页岩来讲,最佳的升温速率为5℃/min.     

TG-FTIR研究硫酸亚铁对石油焦CO2气化反应的影响

浸渍法得到1%~5%不同FeSO4添加量的石油焦样,利用热重红外联用仪,研究FeSO4对石油焦CO2气化反应的影响。实验过程中热重吹扫气为高纯CO2(40 mL/min)、高纯N2(60 mL/min),升温程序为20℃/min的升温速率升高到1300℃,红外每一分钟在波数600~4000 cm-1范围内扫一张图。实验结果表明,原石油焦在1100℃时TG曲线开始下降,且红外三维图在该温度段有CO的双峰出现,说明在该温度段内石油焦进行的是CO2气化反应。随着FeSO4添加量的增大,石油焦CO2气化反应的CO气体产生时间提前,气化起始温度降低,反应性指数R0.5增高,反应性变好。     

酒糟与煤焦在CO2气氛下的共气化特性

利用固定床反应器研究了酒糟和煤焦在CO2气氛下的共气化特性,考察了实验样品的孔隙结构、表面元素组成及灰分矿物组成. 结果表明,酒糟和煤焦在CO2气氛下共气化过程中存在协同作用,产气中除CO2外,主要产生CO, H2和CH4气体,且在酒糟掺混比例为80%时浓度最高. 气化反应温度和酒糟掺混比例是影响共气化反应的主要因素,酒糟掺混比例相同时,900?1100℃范围内随温度升高,共气化反应活性提高;温度相同时,20%?80%范围内随酒糟掺混比例增加,共气化反应活性增大. 酒糟含69.47%挥发分,且在气化过程中产生大量孔隙及酒糟和煤焦中分别含K和Ca元素对共气化反应起催化作用,是共气化反应活性提高的主要原因.     

煤程序升温与等温热解特性及动力学比较研究

采用热重分析仪和微型流化床分别考察了不同煤阶五个煤样的程序升温和等温快速热解的挥发分析出特性和反应动力学.程序升温实验揭示了热解气体的析出顺序依次为CO2,CO,CH4和H2,而等温热解实验证明CO2和CO的析出先于CH4和H2.微型流化床等温快速热解的挥发分气体总量析出活化能为17kJ/mol～35kJ/mol,小于程序升温热解的活化能.CO2和CO的反应级数与1接近,而CH4和H2的反应级数与1偏差较大,反映了这两类气体在生成机制上存在差异.     

C_3H_8(CO_2)-CO(NH_2)_2-H_2O_2-H_2O四元体系相平衡及其应用

为了回收利用湿法合成过氧化尿素后母液中的H2O2和CO(NH2)2,提出了气体盐析法回收有用物质的方法。采用等温法测定了15℃时CO2-CO(NH2)2-H2O-H2O2四元体系在不同压力下的相平衡数据,结果表明,CO2没有盐析分离效应。实验测定5,10,15℃时C3H8-CO(NH2)2-H2O-H2O2四元体系相平衡数据表明,C3H8具有明显的盐析分离效应,且随着C3H8气体压强的增加,平衡液相中H2O2和CO(NH2)2的质量分数降低。湿法合成过氧化尿素后母液在15℃时加入C3H8气体,可继续使过氧化尿素结晶析出,H2O2的收率可提高26.54%。     

CO_2气体冷却器的设计及实验研究

CO2跨临界循环中,气体具有较大的温度滑移并与冷却介质温升过程相匹配,使其在热泵循环方面具有独特的优势。为了优化气体冷却器的性能,提高CO2热泵系统的性能。文中设计了CO2热泵热水器气体冷却器并进行了实验研究。根据Gnielinski换热关联式对套管式气冷器进行结构设计,气体冷却器的长度取14 m,内管内径6mm,外管内径14 mm,壁厚1 mm。利用CO2热泵系统实验台,在不同工况下进行了实验,热泵系统的平均性能系数COP为1.8,平均瞬时冷凝功率1 400 W,总换热系数平均值745 W/(m2·K)。     

CO_2减排水泥Solidia气硬性水泥、混凝土

S.C水泥主要由假灰硅石、假硅灰石和硅钙石组成,其所含CaO较PC熟料少得多,化学成分相同,但矿物成分不一。PC和S.C水泥生产所需原料相同,制造工艺和操作相似。生产S.C水泥CO2排放量较PC水泥低,制备混凝土时,需在CO2气体内养护,是气硬性水泥。在养护过程中,消纳CO2,相应减少CO2的数量。每吨PC水泥熟料排放540kg CO2,而S.C水泥熟料,排放仅375kg CO2。PC水泥熟料煅烧温度高,每吨熟料耗用燃料燃烧所产生的CO2为270kg,S.C水泥熟料煅烧温度低,产生的CO2为190kg。     

TNT和JOB-9003炸药的爆轰产物成分分析

采用气相色谱仪测定了铸装 TNT和塑料粘结 JOB- 90 0 3炸药在密封爆炸容器中爆炸产生的爆轰产物成分 ,实验结果表明在这种爆轰条件下 ,爆轰产物主要由 N2 、H2 、CO、CO2 、CH4、C2 H2 、C2 H4和 Nx Oy等气体组成 ,而且这些气体组分的含量随实验条件改变而变化。分析结果为爆轰产物的净化处理提供了定量依据     

餐厨垃圾热解实验研究

利用热重分析仪及管式炉反应器研究了餐厨垃圾的热解行为.餐厨垃圾的热解过程包括两个阶段,结合微分法与积分法对两阶段进行了动力学计算,确定管式炉热解实验反应温度.对热解产物进行了分析,结果表明,气体产物主要是CO和CH4;固体产物焦的恒容低位发热量为20.33 MJ·kg-1;液体产物焦油主要是醇和烃,占焦油总量的70.55％.通过分析不同热解温度焦的红外谱图、元素组成及热解过程的小分子气体释放规律,探究了餐厨垃圾的热解机理.290℃时,餐厨垃圾中肽键断裂,释放出大量CO2和CO:350℃时,脂类化合物已经完全分解或挥发;500℃时,焦中甲基及亚甲基峰消失,释放出大量烃类;未分解的物质主要是淀粉.最后考察了升温速率对热解产物分布的影响,发现提高升温速率,焦收率基本不变,焦油收率下降,气体产物收率增加.     

过渡金属改性Ce-Zr固溶体催化氧化丙烯和CO

丙烯和CO是大气中主要的有害气体,需有效去除。选取Cu,Co,Ni,Fe为活性组分,采用共沉淀法制备过渡金属M(M=Cu,Co,Ni,Fe)与Ce+Zr+M原子比为1∶40的复合氧化物催化剂(M-CZO)催化燃烧两种有害气体,并采用XRD,BET,TPR对催化剂进行了表征。结果表明,过渡金属改性Ce-Zr固溶体对两种气体催化活性相对CZO大大提高。其中催化氧化CO时,活性顺序为Cu>Co>Ni>Fe,Cu-CZO活性最高,T50和T90分别为95℃和185℃。H2-TPR结果表明,表面氧越活泼,催化氧化CO的活性越高。C3H6催化氧化活性顺序为Co>Cu>Fe>Ni,随着温度升高,CO相对生成量增加,Cu-CZO催化氧化CO活性远高于其他三种催化剂,使C3H6→CO→CO2连续反应快速进行,从而使C3H6总转化率提高,导致Co-CZO的T90比Cu-CZO略高。整体看来,Cu-CZO催化燃烧C3H6效果最好,T50和T90分别为345℃和376℃,CO的浓度低于0.05 mg/L,二次污染最小。     

纳米管钛酸CO处理产物的结构及光催化活性

研究了在CO气流中,处理温度对纳米管钛酸(NTA)脱水产物TiO2的结构及C3H6光催化氧化反应活性的影响.结果表明:NTA经CO高温处理后,样品未发生C掺杂,只有碳沉积发生;随着处理温度的升高,样品的比表面积大幅下降,与NTA在空气中焙烧处理相比,由锐钛矿向金红石TiO2转变的温度提前;CO处理后产物对C3H6均未表现出可见光催化性能,但具有紫外光催化活性,随着在CO气氛中处理温度的升高,紫外光催化活性降低.     

煤拔头工艺中煤与生物质快速热解的气体产物分布

在模拟煤拔头快速热解条件下,实验研究了煤、生物质及其混合物热解产物的产率、气体组成及气体热值随热解温度的变化规律. 结果表明,褐煤与生物质混合热解遵循单一物质的热解规律,但生物质配入比例对混合热解产物产率有一定影响;其质量配入比例低于50%时,随生物质配入量增加,气体产率增加,800℃时气体产率可从50%以下增加到60%以上;其配入比例增大至50%以上时,气体产率下降5%. 褐煤与生物质混合物热解产物的气体组成与原料单独热解时相似,均以CO2为主,其次为CO, H2,烃类组分中以CH4和C3H6为主,C2H4, C2H6, C3H8次之,C4H8略少,混合物热解气体中CH4含量比褐煤单独热解时高7%以上. 热解温度对气体的热值影响较明显,高温下热解气体热值高,热解温度500~800℃、生物质与褐煤质量配比为1:2时,热解气体的热值从11.38升至16.10 MJ/m3. 拔头条件下,褐煤与生物质混合快速热解的气体产率较高,有利于提高热解气体热值.     

变换炉超温后的降温措施探讨

采用通用流程模拟软件模拟N2、CO2、水蒸汽三种介质对变换炉超温的降温过程,通过比较三种介质在降温过程中对变换反应的变换率以及变换炉出口气体温度的影响后发现:CO2作为变换反应的产物,抑制变换反应进行,降温效果最明显;水蒸汽虽然比热容大,但其促进了变换反应发生,导致反应强烈放热,其降温效果最差;N2作为惰性介质,降温效果介于CO2和水蒸汽之间。     

CO〈sub〉2〈/sub〉抑制煤氧吸附过程的实验研究

煤对CO2的吸附能力较强,CO2分子会优先吸附在煤表面,减少O2的吸附量,抑制煤氧吸附过程。通过程序升温实验,研究CO2对煤氧吸附的抑制作用,测定煤样在不同CO2浓度下产生O2、CO、CH4的浓度值,分析CO2浓度对耗氧速率、CO产生率的影响规律。结果表明,37%～50%浓度的CO2对煤体耗氧速率的抑制效果明显,对煤样的CO产生率及甲烷浓度有降低作用,说明CO2能够有效抑制煤氧吸附过程,防止煤炭氧化自燃的发生。研究结果对CO2防灭火技术的开发与应用具有指导作用。