熔融盐处理技术对粗燃气成分影响实验研究

为考察熔融盐对粗合成气成份的影响,在固定床内进行了熔融盐粗燃气成份调整实验。在350~500℃温度范围内,考察了温度、流速、挡板开孔直径、气泡停留时间等操作条件对粗燃气成份的影响。研究结果表明,所有实验工况下,熔融盐均能有效的吸收粗燃气中的CO2,得到的合成气中CO2体积分数在2%附近,熔融盐处理技术能有效增加合成气中H2体积分数,降低CO体积分数,改善合成气品质。温度、流速、气泡停留时间对H2和CO的体积分数影响明显。熔融盐粗燃气成份调整适合作为气化、热解制备合成气的后续工艺,提升燃气品质。     

熔融盐对合成气成分影响模型

气化粗合成气主要成分为CO、CO2、H2,经过变换和重整后在催化剂作用下可以合成不同的化学品。熔融盐可吸收粗合成气中的CO2,并实现H2/CO在1.5～2.9之间调整。熔融盐合成气成份调整过程是一个传质与化学反应同时进行的非平衡、耦合过程。从球体扰流方程和反应动力学方程出发,通过量纲分析推导出合成气组分与操作条件的关系,对固定床内熔融盐对合成气成份调整过程进行了分析。熔融盐合成气成份调整的限制过程为气体从气泡表面向熔融盐内部的传质过程。温度升高、气泡直径减小、停留时间增加有利于合成气中H2百分比增加;然后对模型进行了实验验证,实验结果与理论结果吻合良好。     

Na2CO3-K2CO3熔盐法同时制取合成气和金属锌

针对传统的甲烷转化制合成气及金属锌制备技术的缺陷,提出了一种新型的熔融盐反应体系,在熔融盐反应器中以熔融盐(质量比为1:1的Na2CO3/K2CO3)为反应介质对CH4与ZnO反应同时生成金属锌和合成气作了实验研究,利用气相色谱对气体组分进行了分析. 结果表明,反应尾气组分主要是H2, CO和CH4,未检测到CO2,其中合成气的量及H2/CO比例随反应温度的升高而增加,在1198 K左右获得了H2/CO比为2的合成气. 合成气和金属锌分别从气相和熔融盐中获得. 用XRD, SEM及EDS对金属锌产品和熔融盐进行了表征,发现反应后的熔融盐含有少量Na2O和NaOH,来自于CH4与熔融盐之间的微弱反应,由此推断熔融盐还具有消碳功能.     

净化气补CO_2提高甲醇合成转化率的技术改造

针对解化化工公司因低温甲醇洗出口净化气中的CO2含量偏低,影响甲醇合成转化率及粗甲醇产量的问题,进行了技术改造。通过将合成氨厂低温甲醇洗装置出CO2再生塔的CO2送入甲醇合成工段低温甲醇洗净化气管,达到提高入甲醇合成塔合成气中CO2含量的目的。运行结果表明,净化气补入CO2后,甲醇合成塔合成气中CO2体积分数提高至3%,甲醇合成转化率提高了4%,粗甲醇耗净化气量明显下降。     

生物质粗燃气自热重整调变的热力学分析

运用吉布斯自由能最小化方法对生物质粗燃气自热重整过程进行了热力学分析,研究了重整反应过程中的温度,O2/CH4摩尔比及焦油摩尔分数等因素对平衡产物组成的影响规律。研究结果表明:低温有利于CO歧化与加氢反应,而高温促进了CH4和CO2的转化,提高合成气H2+CO摩尔分数,降低H2/CO摩尔比。O2/CH4摩尔比的增加有利于生物质燃气从部分氧化反应向完全氧化反应转变,促进了CH4的重整反应而抑制了CO2的转化;O2/CH4摩尔比的增加降低了合成气H2+CO摩尔分数,降低了H2/CO摩尔比,在重整后的生物质粗燃气中,n(H2)/n(CO)≈1。积碳量随温度升高和O2/CH4摩尔比的增加逐渐减少,随着焦油(C10H8)物质的量的增加而增加。焦油物质的量增加提高了合成气中H2与CO摩尔分数,是重整反应的重要原料。优化的生物质燃气自热重整反应条件为温度1 023 K,O2/CH4摩尔比0.7,焦油摩尔分数<1%。     

甲烷化工序运行小结

江苏灵谷化工有限公司（以下简称灵谷公司）总氨能力为450kt／a生产装置采用水煤浆加压气化生产粗煤气,粗煤气经耐硫变换和热量回收后,再经低温甲醇洗脱硫脱碳、甲烷化精制制得合成气,合成气经压缩后低压合成氨。甲烷化精制的目的是完全去除粗合成气中碳氧化物（CO＋CO2）,使甲烷化系统出口合成气中（CO＋CO2）控制〈10×10^-6（体积分数,下同）。     

Na_2CO_3调质后对石灰石热分解的影响研究

通过显微镜观察、热质量分析探讨了Na2CO3调质后对石灰石热分解的影响.通过偏光显微镜观察发现:Na2CO3使石灰石表面产生熔蚀,Na 容易进入石灰石晶格内部,形成杂质缺陷,加快了石灰石的分解,增加了新生矿物的生成量及其粒度,其最佳用量为2.0%Na2CO3/石灰石(质量配比),浸泡时间24 h.热质量实验计算出来的动力学参数也表明:调质石灰石的分解速率约为未调质石灰石的1.5倍.     

天然气非催化部分氧化技术在乙二醇项目上的应用

通过对比分析蒸汽转化法、自热重整法和非催化部分氧化法等天然气生产合成气的工艺技术，得出天然气非催化部分氧化法生产合成气装置工艺流程和设备结构简单，投资低，操作可靠，合成气中H₂/CO体积分数比接近于2，是乙二醇合成的理想原料气。介绍了某15万t/a天然气制乙二醇项目中天然气非催化部分氧化生产合成气的工艺流程，详述了转化炉、废热锅炉的设计要点和系统的控制方案及H₂/CO体积比调节方法。运行结果表明：天然气非催化部分氧化生产的合成气中H₂/CO体积分数比为1.99，比天然气消耗为368 m³/[1 000 m³(CO+H₂)]，比氧气消耗为258 m³/[1 000 m³(CO+H₂)]，合成气中甲烷体积分数为0.3%。     

硫含量对铝酸钠种分母液盐蒸发结晶析出的影响

研究了高硫铝土矿中硫对拜耳法NaAl(OH)4种分母液蒸发排盐的影响.结果表明,NaAl(OH)4溶液深度蒸发排盐渣中主要存在Na2CO3·H2O和NaAlO2·1.25H2O,苛碱浓度300~310 g/L时能有效析出Na2CO3且不导致NaAlO2析出过高.硫对NaAl(OH)4溶液中Na2CO3、硫盐和NaAlO2析出影响很大,析出率均随硫含量增加而增加,且排盐率均在60%以上.Na2SO4对析出率影响最大,硫浓度6 g/L时排盐率可达91.33%;Na2SO3的影响稍低;Na2S对析出率影响较小,硫浓度6 g/L时排盐率仅为68.49%.将硫浓度为4.5 g/L的NaAl(OH)4溶液蒸发至苛碱浓度为310 g/L时排盐渣中存在Na2CO·3H2O,NaAlO21.25·H2O,Na2CO32Na2SO4和其他形式复盐.蒸发过程中有部分低价硫被氧化,约有7%和4%的S2氧化为S2+和S4+,7%~11%S4+氧化为S6+.Na2CO3和各价态硫化合物交互作用,影响蒸发排盐效果.     

关于变压吸附法从鲁奇合成气中分离CO的研究

为从鲁奇合成气中得到体积分数为98%以上的CO产品气,采用新型载铜分子筛吸附剂对鲁奇合成气进行了变压吸附分离的试验和研究。介绍了实验流程和实验装置;阐述了实验方法和步骤;简述了吸附温度在70℃时和常温时的实验数据。研究结果表明：对于甲烷体积分数高达15%的鲁奇合成气,该吸附剂能够高效地分离出CO,CO产品气的体积分数可...     

木炭水蒸气催化气化制取合成气

以木炭为原料,选用KOH、K₂CO₃、KHCO₃、KNO₃为催化剂,在上吸式固定床气化炉中,进行水蒸气催化气化制取合成气实验。考察了不同催化剂、催化剂用量、水蒸气流量、气化温度对木炭水蒸气气化的炭转化率、产氢率、气体组成体积分数和H₂/CO值的影响。实验通过炭吸收催化剂溶液来负载催化剂,实验结果表明：4种催化剂都可提高木炭气化效率,在浸渍相同质量分数的催化剂溶液下,催化活性顺序为KOH>K₂CO₃>KHCO₃>KNO₃。碳转化率及产氢率都随着催化剂溶液浓度的增加而增大,但浓度过高增加趋势逐渐变缓,催化剂溶液质量分数在4%~6%较为合适。增加水蒸气流量,气体产物中H₂体积分数增大,H₂/CO值增大。升高温度可促进炭气化反应,950℃时碳转化率和产氢率分别达到98.7%和145.23g/kg。实验可得到H₂/CO比1.53~4.09范围间的合成气,可用于合成甲醇、甲烷、二甲醚等燃料。     

Sensitivity analysis of a methanol and power polygeneration system fueled with coke oven gas and coal gas

The sensitivity analysis of a polygeneration energy system fueled with duo fuel of coke oven gas and coal gas is performed in the study, and the focus is put on the relations among syngas composition, conversation rate and performance. The impacts of the system configuration together with the fuel composition on the performance are investigated and discussed from the point of cascading utilization of fuel chemical energy. First, the main parameters affecting the performance are derived along with the analysis of the system configuration and the syngas composition. After the performance is being simulated by means of the Aspen Plus process simulator of version 11.1, the variation of the performance due to the composition of syngas and the conversion rate of chemical subsystem is obtained and discussed. It is obtained from the result that the proper conversion rate of the chemical subsystem according to the specific syngas composition results in better performance. And the syngas composition affects the optimal conversion rate of the chemical subsystem, the optimal point of which is around the stoichiometric composition for methanol production (CO/H₂ = 0.5). In all, the polygeneration system fueled with coke oven gas and coal gas, which can realize the reasonable conversion of syngas to power and chemical product according to the syngas composition, is a promising method for coal energy conversion and utilization.     

Experimental investigations on combustion characteristics of syngas composed of CH4, CO, and H2

The residual gas and remained raw gas in dual gas resources polygeneration system are quite complex in components (mainly CH₄, CO, and H₂), and these results to the distinguished differences in combustion reaction. Experimental investigations on basic combustion characteristics of syngas referred above are conducted on a laboratory-scale combustor with flame temperature and flue gas composition measured and analyzed. Primary air coefficient (PA), total air coefficient (TA), and components of the syngas (CS) are selected as key factors, and it is found that PA dominates mostly the ignition of syngas and NO _x formation, while TA affects the flue gas temperature after high temperature region and NO _x formation trend to be positive as H₂/CO components increase. The results provide references for industrial utilization.     

Experimental investigations on combustion characteristics of syngas composed of CH<Subscript>4</Subscript>, CO,and H<Subscript>2</Subscript>

The residual gas and remained raw gas in dual gas resources polygeneration system are quite complex in components (mainly CH₄, CO, and H₂), and these results to the distinguished differences in combustion reaction. Experimental investigations on basic combustion characteristics of syngas referred above are conducted on a laboratory-scale combustor with flame temperature and flue gas composition measured and analyzed. Primary air coefficient (PA), total air coefficient (TA), and components of the syngas (CS) are selected as key factors, and it is found that PA dominates mostly the ignition of syngas and NO _x formation, while TA affects the flue gas temperature after high temperature region and NO _x formation trend to be positive as H₂/CO components increase. The results provide references for industrial utilization.     

熔盐介质中制备镁橄榄石轻质材料的机理

以天然镁橄榄石和复合熔盐Na2 CO3+ NaCl为原料,经过900～ 1200℃反应烧结10 h以及蒸馏水溶解熔盐处理等过程,获得具有小尺寸气孔、较高强度的镁橄榄石轻质材料.采用X射线衍射(XRD)分析物相组成及变化,扫描电子显微镜( SEM)观察材料的显微结构包括气孔大小及分布情况.结果表明:反应制备的烧结体在由原始Na2 CO3-NaCl组成熔盐体系中,随着混合盐加入量的减少,经洗盐处理后的试样耐压强度增加,体积密度相应增加,而显气孔率减少;试样制备过程主要是盐熔化后,经过水溶解处理后,其占据的空间将形成气孔,而熔盐体系中Na2CO3会分解,CO2从烧结试样中逸出,从而烧结体中也形成了孔隙;混合盐与天然镁橄榄石中含铁杂质反应,生成可溶于水的化合物,在水处理阶段移出烧结体外.     

生物质水蒸气气化制取富氢合成气及其应用的研究进展

生物质水蒸气气化是有效的热化学转化手段,可将原材料转化为富氢合成气,气体应用更加广泛,有替代化石能源制氢的潜在价值。不同的生物质资源气化和产氢能力存在差异,物料的选择对气化制取富氢合成气至关重要,而调整气化操作参数包括反应温度、水蒸气加入量、催化剂和吸收剂等可进一步优化合成气质量,提升氢气含量。本文首先综述了不同操作条件对生物质水蒸气气化制取富氢合成气的影响。其次,介绍了生物质炭气化制取富氢合成气的研究现状,炭气化可制得高品质的富氢合成气,但过程受动力学限制,需要加入催化剂以提升炭气化速率。文中还简述了以钾盐为催化剂时的催化机理,并展望了富氢合成气的应用,包括制备高纯氢应用于燃料电池和制备合成天然气。