Catalysis of gasification of coal-derived cokes and chars

Calcium is the most important in-situ catalyst for gasification of US coal chars in O₂, CO₂ and H₂O. It is a poor catalyst for gasification of chars by H₂. Potassium and sodium added to low-rank coals by ion exchange and high-rank coals by impregnation are excellent catalysts for char gasification in O₂, CO₂ and H₂O. Carbon monoxide inhibits catalysis of the CH₂O reaction by calcium, potassium and sodium; H₂ inhibits catalysis by calcium. Thus injection of synthesis gas into the gasifier will inhibit the CH₂O reaction. Iron is not an important catalyst for the gasification of chars in O₂, CO₂ and H₂O, because it is invariably in the oxidized state. Carbon monoxide disproportionates to deposit carbon from a dry synthesis gas mixture (3 vol H₂ + 1 vol CO) over potassium-, sodium- and iron-loaded lignite char and a raw bituminous coal char, high in pyrite, at 1123 K and 0.1 MPa pressure. The carbon is highly reactive, with the injection of 2.7 kPa H₂O to the synthesis gas resulting in net carbon gasification. The effect of traces of sulphur in the gas stream on catalysis of gasification or carbon-forming reactions by calcium, potassium, or sodium is not well understood at present. Traces of sulphur do, however, inhibit catalysis by iron.     

合成气制备工艺研究进展及其利用技术

讨论了以天然气为原料制备合成气的甲烷蒸汽转化、非催化部分氧化、催化部分氧化和甲烷自热转化工艺的特点。分析了流化床、气流床和移动床煤气化工艺优缺点和煤气化工艺的发展趋势。在此基础上介绍了天然气-煤共气化原理及其新工艺,该工艺可直接生产H2/CO体积比在1～2之间可调的合成气。讨论了应用合成气生产甲醇、二甲醚、液体燃料工艺和联合发电技术,并指出天然气-煤共气化工艺是一项值得开发的合成气制备技术。     

应用炉膛压力诊断气流床气化炉的火焰状态

气化炉是煤气化技术中的关键设备 .气化炉内火焰燃烧稳定性下降 ,会出现燃烧噪音增加、气化燃烧效率降低及熄火等现象 ,对安全性和经济性产生严重的影响 .对气流床气化炉内不同气化燃烧状态下的火焰压力信号进行了小波分析 .结果表明 ,压力信号在一定频段内的分布与气化炉内火焰燃烧的状态密切相关 ,发现随着火焰燃烧稳定性加强 ,气化炉内压力信号向高频方向移动 ,以此可以建立气流床气化炉燃烧诊断模型 .     

Texaco与Shell煤气化工艺比较分析

煤气化技术对于促进煤炭的综合利用、改善当前资源紧缺状况,并减少环境污染具有重要的意义。阐述了Texaco和Shell煤气化的工艺流程,并对2种煤气化工艺进行了比较分析,找出各自的优缺点,为煤气化工艺的选择提供参考。     

高温下煤焦气化反应特性(Ⅰ)灰分熔融对煤焦气化反应的影响

在900～1500℃灰分的熔融温度范围内和常压下,研究了煤焦与二氧化碳的气化反应。实验研究发现,活化能随气化过程而变化,除反应初期外,气化反应严重受内扩散过程的影响。高温下的煤焦气化存在一个特性温度,在该温度下,反应中、后期气化速率显著降低,其影响范围在特性温度上下约200～300℃。特性温度与煤种及灰分性质等因素有关,一般低于其相应灰分的软化点温度。     

降低炉上温度减少潜热损失

从理论和实验数据论述了降低炉上温度可降低挥发分的逸出量，减少气体带出的粉煤量，进而降低造气过程中的潜热损失。指出控制较低的炉上温度对于降低合成氨造气煤耗具有重大的实际意义。     

德士古水煤浆气化的运行及改造

对德士古煤浆的制备和贮运、气化、闪蒸系统的长周期运行方面进行了改造,改造后系统的运行质量得到了改善和提高。     

碱金属Na对黑液水煤浆焦-CO2气化特性的影响

黑液中富含大量的碱金属Na及其化合物,这些碱金属将在黑液水煤浆焦气化过程中起到催化气化的作用.为了研究黑液水煤浆焦-CO2催化气化反应特性,采用XRD、SEM和热重分析技术对黑液水煤浆焦和普通水煤浆焦CO2催化气化实验进行分析,得到了焦炭表面孔隙分布情况、煤浆焦样和气化后残渣XRD分析结果,以及等温条件下气化反应时碳转化率数据.试验结果表明:黑液水煤浆焦表面密集分布很多"斑点"和微孔,说明碱金属Na盐在焦碳表面形成了活化中心点,它们在气化过程中起到催化作用;碱金属Na使焦样表面具有更强的反应位,削弱C-C键的强度,使气化反应更容易进行;同时由于碱金属催化剂在高温气化时将与煤中矿物质反应生成惰性物质,从而可能削弱催化效果.从黑液水煤浆与普通水煤浆XRD晶相分析中可以看出碱金属Na盐主要以氯化钠、硅酸钠形式存在,气化反应后生成的晶相组成主要是霞石和微斜长石.     

提高等离子体裂解煤制乙炔收率的方案研究

将反应体系的温度升高到升华点以上 ,是提高等离子体裂解煤制乙炔收率的必由之路 .采用最小自由能方法研究了煤的 C- H- O热力学平衡体系 ,在此基础上提出了一种以煤层气甲烷为冷却剂的等离子体裂解煤制乙炔方案 ,初始反应体系的温度在 40 0 0 K以上 .理论的计算和分析结果表明 ,这种方案可获得较高的乙炔收率 ,而单位质量乙炔的比能耗很低 ,具有很好的经济效益和环境效益 .     

Gasification kinetics of oil sands coke

Kinetics of steam gasification of delayed and fluid cokes derived from Athabasca bitumen have been studied in 6.35 cm diameter stirred and fixed bed reactors. Experiments were carried out at atmospheric pressure and at temperatures between 800°C and 930°C. The coke particle size ranged from 0.1 to 3.5 mm, and the steam partial pressure was varied from 15.2 to 60.6 kPa. Scanning electron microscopy, surface area analysis, and mercury porosimetry were employed to relate physical structure changes in the solids to experimental kinetic data. Several kinetic models for gasification were tested with the experimental gasification data. Rate expressions are presented for carbon conversion and for the release of sulphur.