石油焦催化气化的研究进展

简述了可弃催化剂、过渡金属催化剂、碱金属催化剂以及碱土金属催化剂对石油焦气化反应的影响。四种类型的催化剂对石油焦气化都有催化效果;可弃催化剂具有经济廉价、易获取、不需考虑回收等优点;铁系催化剂具有经济廉价等优点,但其催化活性不高;碱金属盐虽然催化活较好,但存在价格贵、回收闲难、腐蚀气化炉等问题;碱土金属的催化性仅次于碱金属,且对气化炉腐蚀性较小;复合催化剂的协同催化效果大于单种催化剂的催化效果。     

石油焦与空气-水蒸气复合气化模拟分析

基于Aspen Plus软件建立石油焦流化床空气-水蒸气复合气化模型,该模型的数值模拟结果与实验值能够吻合.利用Aspen Plus灵敏度分析模块考查了气化温度、压强、空气当量比(equivalence ratio)、水蒸气与石油焦质量比(m_(steam)∶m_(pc),下标pc为petroleum coke)对燃气体积分数、燃气热值和气体产率的影响.结果表明:当选取恰当的空气当量比和m_(steam)∶m_(pc)值时,温度对燃气体积分数影响不大;较大的压强有利于甲烷的产生,使燃气热值提高;随着空气当量比的增加,氧化反应强度增强,燃气热值减少;较高的m_(steam)∶m_(pc)有利于氢气的产生,但水蒸气通入量过高使燃气热值下降;燃气热值与气体产率变化趋势相反.     

基于氯化镁的石油焦-水蒸气气化过程影响因素分析

以石油焦为气化原料、以氯化镁为催化剂制取氢气,基于Aspen Plus模拟软件建立石油焦-水蒸气气化模型,在验证模型的基础上,进行气化过程的模拟仿真计算,分析不同条件下(气化温度、气化压力、催化剂添加量、H_2O/PC质量比)对石油焦气化制备富氢气体的热力学影响。H_2、CO、CO_2的模拟值与实验值吻合较好,说明此模型具有一定的适用性。结果表明:升高温度会使氢气的体积分数降低,石油焦-水蒸气制富氢气体最适宜温度为700℃;增大压力会使氢气的体积分数降低,石油焦-水蒸气制富氢气体最适宜压力为0.1MPa;增大H2O/PC质量比可以使H_2的体积分数上升,当H_2O/PC质量比为6时,上升趋势变缓,因此石油焦-水蒸气制富氢气体最适宜水蒸气质量流量为石油焦的6倍;随着催化剂氯化镁添加量的增多,H_2的体积分数也会上升,当氯化镁添加量为5%时,H_2体积分数提高4%。     

生物质流化床气化过程的数值研究

利用Fluent软件对生物质气化过程进行了模拟。首先研究了反应初始温度对反应装置最终温度的影响,结果显示初始温度在500~800 K内对最终温度的影响不是很明显;其次研究了用二氧化碳与空气、水蒸气混合物共同作气化剂时对最终气化产物的影响,结果表明气化剂中加入二氧化碳会提高一氧化碳和氢气的生成量,但是需要较高的反应温度。     

复叠式制冷系统中R744替代R23的理论分析

本研究对复叠式制冷系统R744/R404A和R23/R404A进行了理论与对比分析。分析了高低温压缩机的排气温度、压缩机的功耗、系统的COP、系统的火用率以及各个部件火用损失的变化规律。研究结果表明:复叠式制冷系统随着蒸发温度的升高,其最佳低温循环冷凝温度增大,且存在一个最佳的COPopt所对应的最佳低温循环冷凝温度T4 opt;高低温压缩机的排气温度随蒸发温度的升高而降低;系统的COP随蒸发温度的升高而增大;系统的火用效率随蒸发温度的升高而降低先增加后减小;系统的火用损失随蒸发温度的升高而降低。     

石油焦-空气水蒸气气化制备氨气合成气的模拟

以石油焦为气化原料,基于Aspen plus模拟软件建立了石油焦-空气水蒸气气化制备氨气合成气模型,在验证模型的基础上,进行了气化过程的模拟仿真计算,分析了不同条件下(气化温度、气化压强、ER、S/PC)对气化气体体积分数、合成气(H_2+N_2)产率、φ(H_2)/φ(N_2)的影响.结果表明:升高温度或者增大压强都会使氢气的体积分数降低,低温低压适合制取氨气合成气;增大ER会使φ(H_2)/φ(N_2)比值下降,同时合成气的产率会提高;增大S/PC会使φ(H_2)/φ(N_2)比值上升,合成气的产率也会提高.     

CaO吸附作用对石油焦-水蒸气气化的热力学分析

为提高石油焦气化产氢率与产甲烷率,基于Aspen plus软件建立石油焦-水蒸气气化模型,并引入氧化钙添加剂,研究气化温度、压力、CaO/石油焦质量比、H_2O/石油焦质量比对石油焦气化制取富氢气体与富甲烷气体的影响。结果表明,将氧化钙引入石油焦气化系统可以有效提高氢气和甲烷的体积分数,当CaO/石油焦质量比为3时氢气的体积分数可提高20个百分点,当CaO/石油焦质量比为1时甲烷的体积分数可提高15个百分点;增大水蒸气流量有利于制备富氢气体,而不利于制备富甲烷气体,石油焦气化制取甲烷的水蒸气最佳添加量为H_2O/石油焦质量比为1,制取氢气的水蒸气最佳添加量为H_2O/石油焦质量比为10;低温低压有利于制备富氢气体,石油焦-CaO气化制氢的最适宜温度为600~650℃,最适宜压力为0.1MPa;低温高压有利于制备富甲烷气体,石油焦-CaO气化制甲烷的最适宜温度为600~750℃,最适宜压力为1MPa。     

蜗壳式旋风分离器气固两相流数值研究

基于Fluent软件建立蜗壳式旋风分离器物理模型,对蜗壳式旋风分离器气固两相进行模拟,为优化分离器的结构提供理论支撑。分别研究了入口速度、入口颗粒粒径和入口颗粒浓度对分离器内分离效率和压力损失的影响。结果表明:蜗壳式旋风分离器的压降随入口风速的增大而增大,入口风速能够提高分离效率,但是压力损失也逐渐增大;相同入口速度下,分离效率随着颗粒粒径的增大而增大,但增加的幅度有所降低,最终逐渐趋向稳定;蜗壳式旋风分离器的压降随入口颗粒浓度的增大而减小,分离效率随入口颗粒浓度的增大而增大。     

CaO吸收作用对石油焦气化制备氨气合成气的热力学分析

运用Aspen plus软件建立石油焦空气水蒸气气化模型,探讨不同反应条件,包括氧化钙与石油焦质量比、水蒸气与石油焦质量比、温度以及压强对混合气体体积分数和氢气氮气摩尔比的影响.结果表明:添加CaO可大幅度提高氢气体积分数与氢气氮气摩尔比,同时可以降低气化炉内水蒸气摄入量,温度和压强对石油焦-CaO气化制氨气合成气也有影响,石油焦-CaO制氨气合成气较适宜反应条件为:700℃,m(H2O)/m(PC)=2. 2,m(CaO)/m(PC)=2. 5, 0. 1 MPa.     

温度与压力对石油焦气化制备甲醇合成气的影响

基于Aspen plus建立石油焦-氧气水蒸气流化床气化制备甲醇合成气模型,用仿真模拟结果与实验值相比较,发现模拟值与实验值具有良好的一致性。并且分析了不同条件下(气化温度、气化压力)对合成气体积分数、合成气产率、φ(H_2)/φ(CO)的影响。结果表明:升高温度可导致φ(H_2)/φ(CO)比值下降,低压有利于制取甲醇合成气。