化学链燃烧钙基载氧体CaSO4与CO在不同温度下的反应行为

基于热重和红外联用进行等温实验,探讨了化学链燃烧载氧体CaSO₄在CO气氛下的还原反应特性。研究发现：温度对CaSO₄还原反应历程和速率有显著的影响,在10％CO气氛下,温度低于900℃时,发生单一反应,CaSO₄的还原产物只是CaS,气相产物为CO₂;当温度高于950℃后,发生平行反应和连串反应组合成的多重反应,固体产物为CaS和CaO,而产物气中除了有CO₂,还存在SO₂和COS,且气相硫化物的析出以COS为主;随着反应温度的升高,CaSO₄与CO反应速率显著增加,而目标产物CaS在固体产物中所占的摩尔分数呈下降趋势;基于钙基载氧体化学链燃烧中燃料反应器温度不宜高于950℃。     

高温固硫物相硫铝酸钙生成动力学

基于竞争反应机理利用热分析实验对高温固硫物相硫铝酸钙的生成反应动力学进行了研究.研究结果表明,从1100℃开始硫铝酸钙陆续生成,到1331℃达到最大值,高温作用导致由CaO、Al₂O₃和CaSO₄·2H₂O组成的混合物发生多晶转变,质点可动性显著增大,促进了固相反应的进行.硫铝酸钙生成可以由一级反应动力学来描述, 3CaO·3Al₂O₃·CaSO₄生成属于随机成核生长机理.     

焦炉煤气化学链置换燃烧模拟研究

以焦炉煤气(COG,coke oven gas)为燃料,研究了CaSO4载氧体在燃料反应器(FR,fuel reactor)内的还原性,从原子层面对反应路径进行了探讨分析。当反应温度较低时(100~300℃),主要发生CO-H2甲烷化反应和CH4-CaSO4热化学硫酸盐还原反应,CaCO3与H2S是该温度范围内的主要产物。当反应温度较高时(400~1000℃),CaSO4与CO、H2和CH4之间的还原反应占据了主导地位,CaS、H2O和CO2是该温度范围内的主要产物。当反应温度进一步升高时(1000~1400℃),CaSO4与CaS发生固固反应生成大量的副产物SO2和CaO。温度和压力对产物中硫化物的分布有很大影响,在反应温度为1000℃,压力为0.1 MPa时,焦炉煤气的燃烧反应进行的很充分,但是反应在加压条件下进行时,CaSO4、CaS和H2S含量会有明显的下降,而SO2含量有一定程度的增加。     

化学吸附制冷用氯化锶复合吸附剂的制冷性能

对以SrCl₂、活性炭为吸附剂,NH₃为制冷剂所组成的吸附式制冷工质对的吸附性能进行了研究。拟解决SrCl₂吸附剂颗粒强度不高、长期使用后易出现膨胀粉化、吸附床传热传质性能下降等问题,将SrCl₂分别与活性炭、CaSO₄按质量比4∶1复配,进行吸附制冷性能实验。并对SrCl₂的吸附机理及CaSO₄的胶凝作用进行了探讨。实验结果表明：温度是过程的控制因素,在100℃时,SrCl₂/活性炭、SrCl₂/CaSO₄复合吸附剂的单位脱胶凝剂基吸附剂制冷量分别是SrCl₂的2.1倍和1.4倍。对吸附剂比表面积及孔结构进行表征,结果显示：SrCl₂/CaSO₄复合吸附剂的比表面积和孔结构保持良好;SrCl₂/活性炭复合吸附剂的比表面积和孔容明显增大,孔结构得到了改善。     

β沸石催化剂上甲苯歧化及与1,2,4-三甲苯烷基转移反应研究

对在液固相连续反应装置上以β沸石为催化剂进行甲苯歧化及甲苯与1,2,4-三甲苯烷基转移生成二甲苯及苯的反应进行了研究，并对影响反应的因素如温度、压力、氢气用量、反应物空速等进行了探讨。结果表明，该催化剂对上述反应有较好的催化作用。对于甲苯歧化反应，在温度280 ℃，压力3.5 MPa，甲苯重量空速4h^－1，n_氢/n_甲苯＝4∶1时，甲苯转化率为47.26%，苯与二甲苯总选择性为93.50%。对于甲苯与三甲苯的烷基转移反应，当进料比n_甲苯/n_三甲苯=2，温度280 ℃，压力3.5 MPa，总重量空速4 h^－1，n_氢/n_烃=2∶1时，总转化率为47.17%，二甲苯选择性为83.25%，二甲苯收率达39.26%。     

煤燃烧时形态硫的析出及钙基添加剂的作用

在固定床反应器上进行了大同烟煤以及添加钙基固硫剂的样品在不同氧气浓度、不同升温速率下的燃烧实验.对所得到的SO₂逸出曲线采用Gaussian拟合,得到了各形态硫燃烧形成SO₂的温度范围以及影响形态硫逸出的反应条件.结果表明：随着升温速率增加,各形态硫燃烧释放SO₂的温度向高温区移动.氧气浓度升高,各形态硫燃烧释放SO₂的温度提前,而且它们之间的温度间隔缩小.加入的钙基添加剂中,CaO和Ca(OH)₂具有较高的固硫能力,而CaCO₃由于与SO₂反应困难,在低温阶段没有固硫效果;相反,由于它的催化作用,在低温阶段甚至促进了SO₂的释放.机械搅拌法和超声搅拌法加入的Ca (OH)₂由于高分散性,表现出比机械混合更好的固硫效果,其中超声的作用尤其明显.实验证明,固硫中间体CaSO₃在进一步燃烧形成CaSO₄的过程中会释放出一定量的SO₂.     

黄陵煤灰自身固硫的微观特性分析

利用XRD、氮吸附仪和SEM分析了黄陵煤灰自身固硫渣样的微观结构.发现800℃下渣样中CaSO₄和BaSO₄含量达到8.5%、CaCO₃和CaO含量达到4.9%,渣样表面由许多7.5～15μm的块状颗粒组成,其表面又含有一些0.7～1.5μm的纽扣状层片结构和孔隙.但1200℃下因热力分解和高温熔融,渣样中不再存在CaCO₃、CaO、CaSO4或BaSO₄晶相,渣样表面由少量30μm左右的大块颗粒组成,其表面又含有一些3～5μm的小块颗粒,带有明显烧结胀大和高温熔融的痕迹.1200℃下渣样的孔隙参数比800℃时急剧减少.     

硅橡胶/陶瓷复合膜反应器中CO2合成甲醇(Ⅰ)反应动力学

在反应温度为 2 0 0～ 2 5 0℃ ,反应压力为 0 .6～ 1.6MPa ,原料气组成为H₂ 6 0 %～ 75 %、CO₂ 15 %～30 %、CH₄ 5 %～ 10 %的条件下 ,在固定床微分反应器中研究了C30 1催化剂上CO₂ 与H₂ 合成甲醇的反应本征动力学模型 ,提出了反应的控制步骤、模型鉴别及模型参数估值 ,当表面反应为速率控制步骤时所建立的动力学模型是可行的 ,模型计算值与实测值相当吻合     

燃煤过程中CaO及钙基固氟剂对氟析出的控制

燃煤过程中CaO与HF反应生成CaF₂.在燃烧温度900 ℃时,CaO对煤中氟析出的抑制范围为12.2%～61.0%,平均为39.5%.CaO固氟最佳条件是：燃烧温度800～1000 ℃,停留时间5～10 min, Ca/S（摩尔比）为2.5～3.0.钙基固氟剂由钙基吸收剂和添加剂组成,主要经历钙基吸收剂的分解反应、CaO固氟反应及硅铝钙等化合物的复合反应而形成高温稳定的固氟产物.工业链条炉燃烧试验表明:钙基固氟剂在全预混添加方式下固氟率为54.0%～64.8%,平均为59.3%;在半预混半喷射两段添加方式下固氟率为72.5%～80.5%,平均为75.5%,明显高于全预混添加方式. CaO和钙基固氟剂的固氟效果与燃烧条件、燃烧方式及固氟剂的种类和成分有关.     

酯化-酯交换两步法制备生物柴油的动力学

以潲水油（WCO）为原料,探讨了酯化-酯交换两步法制备生物柴油的反应动力学。以活性炭负载硫酸铁［Fe₂(SO₄)₃/AC］为负载型催化剂,通过测定不同反应温度、不同甲醇/脂肪酸（FFA）摩尔比条件下WCO中游离脂肪酸的转化率,以此确定酯化反应的动力学控制步骤及动力学方程中的待定参数,从而建立了在实验温度范围内酯化反应的动力学方程,并根据碱催化酯交换反应机理,在简化的动力学模型基础上,推导出了WCO中甘油三酯（TG）与甲醇发生酯交换反应的宏观动力学方程。结果表明,酯化反应和酯交换反应的动力学方程在实验条件范围内都能较好地描述各自的反应过程。     

加压下硫化钙氧化反应动力学和模型

在加压下研究了硫化钙在730～970 ℃的氧化行为及动力学和模型,结果表明：硫酸钙是硫化钙氧化的惟一产物,增大压力或提高温度均能使硫化钙的转化率增加,加压下可抑制硫化钙和硫酸钙的固固反应,动力学和模型分析表明硫化钙的氧化基本上受扩散控制.     

用PVP水解物制备CO2固载膜及膜的性能

以自由基聚合合成了聚乙烯基吡咯烷酮（PVP），并用其水解产物聚N-乙烯基-γ-氨基丁酸钠（PVSA）和聚砜（PS）超滤膜制备了PVSA/PS复合膜；用红外光谱、X射线衍射等方法研究了PVP及其水解产物PVSA的结构，证实了PVSA含有可作为CO₂载体的仲胺基与羧基；测试了复合膜的透气性能及对CO₂/CH₄的选择性.结果表明，在26℃，压力为1333Pa时，CO₂渗透速率可达5.46×10^-7 cm³(STP)•cm^-2•s^-1•Pa^-1，CO₂/CH₄的理想分离因子达到212.1.随着进料气压力的增大，CO₂/CH₄的分离因子及CO₂的渗透速率均呈下降趋势.依据膜的渗透通量随压力的变化特性以及不同状态下膜的红外光谱，分析了膜对CO₂的促进传递机理.     

PVAm/PAN复合膜的制备及其对CO2/CH4的分离性能

New polymeric membrane materials——polyvinyl amine (PVAm) with different primary amine contents were synthesized.By covering polyacrylonitrile(PAN) ultrafiltration membranes with PVAm, the PVAm/PAN composite membranes for CO₂/CH₄ separation were prepared. The composite membranes containing more primary amino groups have higher selectivity for CO₂/CH₄.The cross-linking of acid or glutaradehyde could improve the gas permselectivity of the composite membranes. With decreasing CO₂ content in the feed gas, the CO₂/CH₄ separation factor increased.When the feed gas was 25%(vol) CO₂ and 75%(vol) CH₄, the CO₂ permeation rate was 4.1×10^-9cm³(STP) •cm^-2•Pa^-1•s^-1, and the CO₂/CH₄ separation factor was 180.     

热处理对Ti18Cr24V55Zr3合金吸放氢性能的影响

引言 随着传统化石能源的逐渐枯竭以及环境污染日趋加剧,具有能量转换效率高、清洁无污染以及用途多样化的氢能正逐渐成为新世纪的重要新能源,而与氢能相关的高容量储氢材料的研究开发也日益受到人们的重视.     

纳米钙基CO2吸附剂反应吸附与分解动力学

采用TGA测定纳米钙基CO₂吸附剂在500～650℃温度范围内,CO₂分压0.015～0.025 MPa氮气气氛中的吸附反应动力学。针对纳米钙基CO₂吸附剂吸附CO₂反应特征,提出以两倍最大吸附速率对应的时间点前后分别为快速反应段与慢速反应段。分别采用Boltzmann方程与Avrami-Erofeev方程拟合快速反应段与慢速反应段吸附反应动力学方程,得到纳米钙基CO₂吸附剂在快速反应段与慢速反应段的活化能分别为27.52、70.25 kJ·mol^-1。吸附率拟合与实验值平均相对误差分别为10.29％、4. 17%。研究测试了纳米钙基CO₂吸附剂在650～800℃温度范围内,N₂,0.02、0.04 MPa CO₂分压氮气气氛中的分解反应动力学。忽略反应过程中传热、传质影响,采用收缩核模型,分别求得吸附剂在N₂,0.02、0.04 MPa CO₂分压氮气气氛中的活化能为141.9、34.7、113.2 kJ·mol^-1。碳酸钙分解率与实验值比较平均相对误差分别小于5.66% 、7.82%、5.01%。     

含聚乙烯基胺共混固定载体复合膜制备及其CO2/CH4分离性能

通过溶液共混法制备了聚乙烯基胺（PVAm）/聚乙二醇（PEG）和PVAm/聚N-乙烯基-γ-氨基丁酸钠（PVSA）共混聚合物.分别以这两种共混聚合物为分离层，以聚醚砜超滤膜为支撑层制备了用于分离CO₂的固定载体复合膜.研究了共混组成对膜结构和性能的影响，结果表明共混可以改善固定载体膜的透过分离性能.PEG质量含量为10%的PVAm/PEG共混膜具有整体最优的透过分离性能，当温度为25℃、压力为125kPa时，纯CO₂渗透速率为4.34×10^-9cm³(STP)•cm^-2•s^-1•Pa^-1，CO₂/CH₄理想分离因子为63.5;对PVAm/PVSA共混膜，PVSA质量含量为33.3%的膜具有最高的CO₂/CH₄理想分离因子，而PVSA质量含量为50%的膜具有最高纯CO₂渗透速率.     

Fe2O3催化无烟煤燃烧燃点降低机理的实验研究

利用TG-DTG法和DTA法研究了无烟煤催化燃烧时燃点的变化情况,结果表明Fe2O3可使无烟煤的燃点降低。基于无烟煤燃点的形成原因和催化热解过程,研究了催化热解过程中热解转化率、热解气组成、半焦表面结构的变化情况,结果表明Fe2O3促进了无烟煤的热解,热解转化率、热解气的组成明显变化,热解气热值增加。催化热解产生的半焦表面形貌粗糙,颗粒细碎,比表面积大。由于热解过程直接影响到点燃过程,因此通过催化热解的研究,可知催化燃烧过程中均相燃烧（热解气燃烧）提供给异相燃烧（半焦燃烧）的热量高于非催化燃烧。同时催化热解所得半焦的吸附氧气能力强,在低温时吸附氧气的速率较快,缩短了达到点燃时所需氧气浓度的时间,进而降低了无烟煤的燃点。     

NO与Co(NH3)2+6气液反应动力学

用Co(NH₃)²⁺₆的氨水溶液可同时实现NO的氧化和吸收过程.NO 与Co(NH₃)²⁺₆气液反应动力学研究表明，NO与Co(NH₃)²⁺₆的反应为瞬间反应，当Co(NH₃)²⁺₆浓度低于20mmol•L^-1时过程为双膜控制，当Co(NH₃)²⁺₆浓度大于20mmol•L^-1时过程逐渐变为气膜控制.NO的吸收速度随温度的升高而降低，气相中氧的存在有利于NO的吸收，但当氧的含量高于5.2%后再继续增加氧的含量NO吸收速率提高不大.经研究建立了有氧时NO 与Co(NH₃)²⁺₆气液反应动力学方程.     

硫酸水溶液中3-甲基吡啶透过Nafion膜的渗透

引　言Nafion膜是美国Dupont公司开发的一类全氟磺酸型阳离子交换膜, 由疏水性骨架与亲水性磺酸基团组成, 具有优良的离子选择透过性和化学稳定性, 广泛用于膜电解制碱工业. 在质子交换膜燃料电池、膜分离、有机电合成等领域的应用研究进展迅速[1~5]. 在直接燃料电池中, Nafio