不同变质煤热解和气化中燃料氮的转化规律

利用水平管式炉对不同变质程度煤进行了热解和气化实验,并利用傅里叶红外气体分析仪对热解和气化过程中主要含氮产物的释放规律进行了研究.结果发现,煤的变质程度对煤热解和气化过程中HCN的释放具有重要影响,而对NH3的释放影响较小.对于低变质程度煤来说,挥发分含量较高,而挥发分的深度裂解是HCN产生的主要来源.因此,低变质程度煤热解过程中转化为HCN的燃料氮份额高于高变质程度煤;对于不同变质程度煤在热解过程中转化为NH3的燃料氮份额则大致相当.对不同变质程度煤在CO2气氛条件下气化反应过程中含氮产物生成规律的研究发现,焦炭氮几乎全部转化为NO;转化为NH3的燃料氮份额有所增加;除印尼褐煤外,转化为HCN的燃料氮份额也有所增加;此外,对CO2气化过程中NO的生成机理进行分析,认为焦炭氮的直接氧化可能是NO产生的主要来源.     

水蒸汽对煤流化床富氧燃烧及SO_2析出和脱除的影响

为研究水蒸汽对煤燃烧的影响,以黄陵烟煤和晋城无烟煤为研究对象,在流化床多功能试验台上对比了水蒸汽加入前后煤的富氧燃烧性能,获得了水蒸汽对燃烧特性及SO2析出和石灰石脱硫特性的影响。结果表明:通过对流化床空气燃烧试验台架的简单改造即可实现煤在21%~40%富氧气氛下安全、稳定的燃烧。O2/CO2气氛下,随着O2体积分数的增加,炉膛温度上升,燃烧效率提高,SO2的析出量逐渐增加;石灰石脱硫由直接硫化转变为间接硫化,脱硫效率明显增大。水蒸汽对燃烧的影响更多的体现在水煤气反应等化学作用方面;水蒸汽加入后燃烧温度稍有降低,燃烧效率增加;SO2的析出量减小。此外,水蒸汽的加入明显促进了石灰石颗粒内部固态离子的扩散,石灰石的脱硫能力增强,尤其是在间接硫化时。     

温度对棉杆热解多联产过程中产物特性的影响

生物质热解多联产是对生物质高值化转化的良好工艺之一。该文研究了温度对棉杆热解多联产过程的影响,主要分析了棉杆热解过程中气、液、固产物的分布特性与物化结构。研究表明随着温度的上升,气态产物增加,焦炭产量降低。采用气相色谱仪分析气体产物的分布特性,CO2主要在250~450℃之间析出,氢气主要在550~850℃之间析出,氢气、甲烷的含量最高为33%、9.8%,其热值可达11MJ/m3。采用气质联用仪分析液体产物的组成特性,液体产率达到40%,水分达到液体组成的60%~70%,液体中有机成分以乙酸、苯酚类物质为主。采用氮气等温吸附实验和傅里叶红外光谱分析焦炭的物理化学特性,随着温度的上升,焦炭的孔隙度先增加后降低,各种官能团逐渐减少;焦炭比表面积、低位热值最大可达到232m2/g、28MJ/kg。     

CO2光热催化还原研究进展

CO₂光热催化转化是一种新型的CO₂利用技术,该过程绿色、经济且无须额外能量输入,是当下的热门研究领域之一。本文主要总结了CO₂光热催化转化领域的最新研究进展,介绍了基于光热转化的光热催化剂设计方法,同时从光热催化机理出发解析了CO₂还原反应的光热催化剂构建策略,并揭示了CO₂还原反应中的光热协同耦合机制,为光热催化剂的设计以及CO₂的高效转化和利用提供参考。     

耦合显热回收过程的Shell气流床粉煤气化过程模拟研究

为优化Shell气化炉的气化性能,利用Aspen Plus软件建立了Shell气流床粉煤气化过程的平衡模型,包括热解、燃烧、气化、冷煤气激冷与废热锅炉显热回收4个模块,研究了氧煤比和水蒸气煤比对Shell气化炉气化性能的影响。结果表明:随着氧煤比的增加,H₂和CH₄含量降低,CO₂含量先缓慢增加后快速增加,CO含量和冷煤气效率呈现先增加后减小的趋势;随着水蒸气煤比的增加,H₂和CO₂含量增加,CO和CH₄含量下降,冷煤气效率先迅速增加而后缓慢下降;神府煤最佳的氧煤比和水蒸气煤比分别为0.86和0.05。     

生物质流化床热风干燥特性研究

在一个自制的能实时检测质量的流化床干燥试验装置上对一种速生林木材的热风干燥特性进行了深入系统的研究,分析了热风温度、热风速度以及料层高度等对生物质样品干燥热特性的影响。结果表明:干燥速率随温度和风速的增加而增大;随料层厚度的增加而下降;物料的含水率越高,干燥速率越快,随含水率的变化,各条件对干燥速率的影响程度发生改变。通过对干燥过程模拟分析发现,干燥曲线以及脱水速率分别符合薄层Page模型和线性方程模型,且干燥方程中的参数k主要受风温和料层厚度影响,参数n则主要受风速影响。     

热解炭在线催化玉米秆热解实验研究

为探索一种更适用的催化剂,将热解炭用于玉米秆热解挥发分的在线催化。研究结果表明,虽然生物油产率有所下降,但可降低生物油中的酸类物质含量,而酚类物质含量则显著增加。在实验条件下,酚类物质的相对含量可达55%以上。通过比较热解炭脱灰前后及不同添加量的催化效果,发现热解炭表面的碱性位能吸附挥发分中的酸类物质,使其一部分发生中和,另一部分被裂解成小分子气体,从而降低生物油中的酸类物质含量,而热解炭中的碱和碱土金属对生物油中的酚类物质的富集有明显的促进作用。     

铬革屑热解NO、NH3和HCN的释放特性

采用傅里叶变换红外光谱仪对铬革屑热解过程中NO、NH₃以及HCN的释放特性规律进行研究,探讨了随着时间的变化,热解温度对这3种含氮气体释放特性的影响。结果表明,热解过程中NO、NH₃以及HCN的释放随温度的升高呈现不同的规律。在热解温度较低的情况下含N气体的释放较少,其中NH₃的释放占主导。随着温度的升高,NO、HCN的释放量上升,尤其在550℃,HCN的释放率反超NH₃,释放的浓度达到500 ml·m^-3以上,NH₃的释放率维持在10%~15%。高温区HCN的释放存在迅速升高的过程,NO的释放量相对较少。NH₃的释放主要与胶原蛋白中氨基结构的破坏有关,如酰胺及酰胺带结构,而HCN主要来自于焦含氮结构的二次裂解,以及热解液体中含氮杂环物质的分解。NO的释放主要与C=O,C-O/C-O-C等含氧基团的变化以及原料中的N/O比例有关。     

生物质热解炭化及其成型提质研究

在不同温度下对木屑进行热解实验,分析热解炭的特性,对热解炭进行压缩成型并分析成型炭的品质特性及燃烧特性。结果表明:随着热解温度的升高,生物炭的热值由最初的22.46增至29.40 MJ/kg,同时生物炭中无机元素含有率降低,含氧官能团逐渐减少,生物炭的疏水性能得到改善。而成型炭块的体积密度、抗压强度均随热解温度的升高先有所降低后又明显升高,成型炭的能量密度也有明显提升。550～650℃下热解木屑,制备得到的生物炭热值较高,碱金属元素含量较低,压缩后成型炭具有较好的燃烧性能,是一种较为理想的成型燃料。     

生物质能转化利用技术系统探讨

系统地分析、阐述了我国生物质能的利用技术发展现状,在分析现有生物质能利用系统优劣利弊的基础上对我国生物质能的快速发展思路进行了探讨,指出我国未来生物质能利用系统应朝着“分布式”能源方向发展。这为生物质能进一步发展提供了一种经济、环境、社会相协调的发展思路,对我国生物质能的利用和发展有着重要的作用。