炼油厂制氢技术路线选择

为确定适合我国炼油厂的制氢工艺路线,以低成本获得高品质氢气,对比分析了可供炼油厂采用的各种制氢技术,包括轻烃蒸汽转化、重质油气化、煤/石油焦气化和焦炉气制氢等的工艺流程、投资、消耗等,并对各种技术进行综合技术经济评价及成本分析。结果表明,煤/石油焦制氢的总成本最低为0.74元/m~3,重质油制氢成本最高为1.42元/m~3,天然气制氢在当前低迷的市场行情下成本仍高于煤制氢,为0.87元/m~3。煤/石油焦制氢不仅具备成本优势,而且可以优化炼油厂的物料平衡,是我国炼油厂补充氢源的主要发展方向。     

低阶固体燃料热化学转化过程中挥发分与半焦相互作用的基本原理

挥发分-半焦相互作用是低阶含碳固体燃料热化学转化过程中普遍存在的一种重要现象。挥发分-半焦相互作用可以影响低阶燃料热化学转化过程的各个方面:促进碱金属/碱土金属(AAEM)的挥发、抑制气化、催化焦油分解、碳-碳结构重排及稳定化(抑制气化)、促进半焦上N的迁移等。回顾了低阶燃料热化学转化过程中的挥发分-半焦相互作用的最新研究进展,为更好的利用低阶固体燃料提供理论指导。     

臭氧氧化-BAC深度处理鲁奇炉煤制气废水

采用臭氧氧化-BAC工艺深度处理鲁奇炉煤制气废水,对影响处理效果的主要因素进行了研究,并考察了工艺的稳定运行效果。结果表明,当臭氧发生器电流为0.5 A,两级反应柱臭氧投加体积比为2∶1时,臭氧氧化对废水COD_(Cr)、色度和UV_(254)的去除效果最佳;适当延长BAC滤池的水力停留时间有利于污染物质的去除。稳定运行期间,废水COD_(Cr)平均可从298 mg/L下降到57 mg/L,平均COD_(Cr)去除率为81%;NH_3-N和TN的去除主要依靠BAC滤池中生物膜的硝化和反硝化作用,平均NH_3-N和TN去除率分别为26%和37%。     

Potential process ‘hurdles’ in the use of macroalgae as feedstock for biofuel production in the British Isles

This review examines the potential technical and energy balance hurdles in the production of seaweed biofuel, and in particular for the MacroBioCrude processing pipeline for the sustainable manufacture of liquid hydrocarbon fuels from seaweed in the UK. The production of biofuel from seaweed is economically, energetically and technically challenging at scale. Any successful process appears to require both a method of preserving the seaweed for continuous feedstock availability and a method exploiting the entire biomass. Ensiling and gasification offer a potential solution to these two requirements. However there is need for more data particularly at a commercial scale. © 2016 The Authors. Journal of Chemical Technology & Biotechnology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.     

煤地下气化低效的化学反应工程根源：滞留层及通道中的传质与反应

煤地下气化技术历经国内外一百多年的实验室研究和大量现场试验仍然存在产率低等关键问题。虽然一些文献认为该技术是未来煤炭利用技术的发展方向,但其至今仍未实现工业应用的现象说明其本身存在尚未被充分关注的关键科学（卡脖子）问题。本文从化学反应工程基本原理出发分析该技术涉及的关键传质与反应过程,并与现代大型地上煤气化技术对比,探讨其工业应用技术挑战的科学根源。     

改性BaFe2O4载氧体生物质化学链气化特性

以溶胶凝胶法制备了BaFe₂O₄载氧体以及Ni、Ce、K修饰的BaFe₂O₄载氧体,筛选出最佳载氧体为10%(质量)K修饰的BaFe₂O₄载氧体(10K-BF),探究了不同反应条件对其性能的影响,通过H₂-TPR、XRD、SEM、BET对载氧体表征。实验结果表明,Ni、Ce、K的添加均提高了载氧体的合成气产率,10K-BF载氧体在水蒸气与生物质质量比(S/B)等于3,过氧系数α=0.20,反应温度800℃时,气化效果最好,合成气产率1.864 m³/(kg Biomass),氢气产率1.038 m³/(kg Biomass),碳转化率90.49%,积炭率1.33%,10次循环后仍有较高的气体产率及碳转化率。H₂-TPR表明10K-BF载氧体在300℃开始释氧,在生物质热解的初始阶段即可参与反应,有利于焦油的裂解;XRD表明10K-BF载氧体再生后可以恢复部分尖晶石结构。     

农林废弃物气化合成混合醇生命周期环境影响分析

生物质热化学气化合成混合醇技术具有工艺相对简单、产物的能源化工应用广泛等优点,为准确评价该技术的资源能源消耗、辨析合成燃料的环境性能,基于生命周期分析框架和ReCiPe2016中点评价方法,对农林废弃玉米秸秆和木屑经气化、催化合成混合醇工艺的清单和9种环境影响类型开展分析和比较。结果表明：农林业阶段均为环境影响的主要阶段,秸秆混合醇生命周期影响高于木屑混合醇。前者的臭氧层耗竭潜值、海洋和淡水富营养化潜值、全球变暖潜值均为木屑混合醇相应结果的9倍以上。废弃物原料高碳含量和高混合醇收率有利于降低资源消耗和环境影响。与石化汽油相比,秸秆和木屑混合醇的全球变暖和化石能源消耗潜值均降低40%以上。     

基于ReaxFF-MD和DFT的废旧PP塑料水蒸气气化机理研究

气化技术是处理日益增多的废旧塑料并生产富H₂合成气的重要方法。利用ReaxFF-MD与DFT方法相结合研究了聚丙烯(PP)塑料水蒸气气化的反应机理及各产物气的生成路径,进一步探究了温度、水含量对合成气产物分布的影响。研究结果表明：PP塑料的水蒸气气化前期以解离能较小处的单体连接键断裂形成丙烯(CH₃—CH\stackrel{}{̿}CH₂)单体为主要反应过程。随后,单体继续解离生成更小的C₁~C₂烃类分子及·H、CH₃·等自由基片段。在水蒸气重整反应阶段,H₂的生成有多种路径,但由前期含C结构上脱掉的游离·H自由基与H₂O的结合是H₂的最主要生成路径,占据了H₂生成量的70%。同时伴随产生的·OH自由基通过与小分子结合,脱H等过程,是CO的主要生成方式。提高温度和含水量可促进烃类的水蒸气重整反应,从而提高H₂和CO合成气产率,但改善效果逐渐减弱。以上结果对于掌握塑料水蒸气反应进程,以及实验参数调整有重要指导意义。