“变质”黄铁矿热转化特性实验研究

黄铁矿样品经过长时间存储,可能面临着"变质",这种变质的样品可能有些新的热解特性。本文中的黄铁矿样品仍以黄铁矿晶体为主,但样品的傅里叶红外测试显示样品颗粒中含有无定型铁硫酸盐,即黄铁矿标本样品在长时间的存储过程中被环境中存在的氧氧化。进一步的热重-红外联用实验分析发现在黄铁矿晶体大量裂解之前,存在两段连续的SO_2释放段,这可能是样品颗粒表面形成的铁硫酸盐分解而致。同时研究了环境中气氛、颗粒粒径、升温速率及反应中气流速率对黄铁矿样品热解的影响,CO_2气氛会影响黄铁矿热解行为,可能主要是黄铁矿在较高温下会与CO_2反应形成铁氧化物;随着颗粒粒径的增加,样品在更高温度下进行热解反应;升温速率增加,黄铁矿热解向高温区移动;反应中气流速率增加有利于气态产物的释放而使热解速率急剧增加。     

木聚糖与果胶热解液化特性研究

为了解不同类型多聚糖的快速热解机理,采用固定床研究反应温度(250~950℃)对木聚糖与果胶热解特性及其产物分布的影响。研究表明,果胶比木聚糖更易于分解,其分解温度低于250℃;两者解聚之后的单糖并不稳定,容易进一步裂解成小分子碎片。在低温条件下,木聚糖热解时生成的酸类化合物种类较多,其中乙酸和丙酸含量较高;果胶热解时生成的乙酸和糠醛明显高于木聚糖。果胶热解生成的CO_2高于木聚糖,而后者的CO产率高于前者;在450℃以下时,CO主要来自于单糖裂解时的初级反应,与酸、酮等小分子同时生成;随着反应温度的升高,CO主要来自于丙酸、酮类小分子的脱羰基过程。     

纤维素低温炭化特性

为了解纤维素在低温下焦炭的生成及演变过程,在固定床上开展了慢速热解实验,采用元素分析以及二维相关红外光谱技术对焦炭特性进行了分析。研究发现,纤维素慢速热解的分解主要集中于250～360℃。250～300℃时纤维素的炭化以脱水为主,且在炭化初期,分子间氢键断裂生成自由羟基,并使纤维素的大分子结构松散。而随着温度的升高,分子内氢键断裂以及羟基脱水,使得焦炭中生成大量的羰基、烯烃双键以及环醚结构。300℃时吡喃环开环及糖苷键断裂后,含双键及羰基的脂肪烃进一步发生分子重排、缩聚及芳环化而生成苯环、芳基烷基醚等结构。300～460℃的炭化以脱氧反应为主,此时焦炭中脂肪烃的含量逐渐降低,而芳香环含量增加。>460℃ 时的炭化以脱氢反应为主,此时焦炭中存在缩合程度较高的芳烃结构。     

生物质一体化制氢中催化剂的选择与失活再生研究

对生物质流化床快速热裂解-固定床催化重整一体化制氢中有效催化剂的选择及其性能变化进行了研究.选取空白试验、白云石、镍基催化剂进行对比实验.结果表明:高温有利于氢气产率和气相产品气碳元素选择性的提高,镍基催化剂的催化效果明显强于白云石,后者对一氧化碳有较好的选择性.对镍基催化剂的连续催化及循环失活再生研究表明,每次再生后...     

生物质制氢研究进展

在人类面临严重的能源危机与环境污染的背景下,生物质制氢是一项富有前景的制氢技术,已引起了世界各国研究者的普遍关注．主要介绍了目前国内外生物质制氢的研究现状和发展中存在的问题,为我国生物质能的发展和使用提供参考．     

水蒸气气氛下生物质热解制取富氢气体试验研究

以水蒸气为流化气在鼓泡流化床中进行木屑的热解特性研究,考察一些主要参数[如热解温度、生物质颗粒粒径、水蒸气/生物质(S/B)]对产气率和目标气体(H2,CO)产率的影响.试验结果表明,提高热解温度和降低生物质颗粒粒径有利于气体的产生;在热解过程中加入水蒸气,能提高气体产率,但是水蒸气的引入量有一个最佳值.本试验中产气率和H2,CO的产率都随着S/B的增加先上升后降低,适宜的S/B为2～2.5.     

生物质制氢技术研究进展

对生物质的裂解和气化制氢技术进行了归纳总结,单纯使用生物质裂解或气化制取氢气效果并不理想,使用催化剂裂解气化能够明显提高产气率和产氢率,为以后大规模生物质制氢提供了理论依据。最后简单介绍了本课题组的生物质一体化制氢技术。     

生物质低温气化及催化重整制氢

对生物质低温气化及催化重整制氢进行了研究。在流化床反应器中考察了较低的气化温度下气相停留时间(12～22s)对气、液、固三相及氢气产率的影响;同时在固定床反应器中对流化床反应器中较长停留时间下的气态产物进行了催化重整,考察了温度和催化剂粒径对氢气产率的影响。实验结果表明,在气化温度600℃下,气体、固体和氢气产率随气相停留时间的延长而增大,液体产率则相反;经过流化床反应器内较长停留时间的焦油只有在催化重整温度高于800℃时才有大幅的裂解;催化剂宜在接近原始尺寸的条件下使用;在气化温度600℃、气相停留时间16s、催化重整温度900℃、GHSV=1716h~(-1)、催化剂粒径大于5mm时,可获得1447.32 mL/g的氢气产率、47.50 mL/g的CO产率和7.20 mL/g的甲烷产率。     

黄铁矿在CO2气氛下非等温氧化转化及动力学分析

针对煤中常见含铁矿物黄铁矿在富氧燃烧典型气氛下转化特性,通过同步热分析结合烟气分析研究了黄铁矿在CO₂气氛下的转化行为．结果发现,黄铁矿在CO₂气氛下主要经历5个失重阶段且均为吸热过程,首先是黄铁矿颗粒表面硫脱除的起始热解段(相界面反应,n=1/2),活化能低于其在N₂气氛下近30 k J/mol,为220.27 k J/mol,随后裂解成磁黄铁矿(三维扩散,n=1/2)活化能与其在N₂(177.27 k J/mol)下接近为178.1 k J/mol;温度高于690℃,随着升温磁黄铁矿缓慢失硫,CO₂逐渐参与磁黄铁矿转化且释放SO₂和CO;820～1 150℃经历双峰失重峰阶段,820～1 020℃,氧化气体产物SO₂大量生成且在约1 000℃达到体积浓度峰值;最后1 020～1 150℃,坩埚中残留物大量与CO₂持续氧化反应失重形成SO₂和CO,坩埚中形成复杂物相体系,铁硫化物和铁氧化物...     

烘焙中药渣的热解与燃烧特性及其动力学分析

中药废渣经过烘焙后是一种具有应用潜力的固体燃料。采用热重分析仪对烘焙中药渣的热解及燃烧特性进行了研究,利用Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)法及Coats-Redfern法对热解及燃烧的动力学进行求解,评估了烘焙中药渣的燃烧特性。研究发现烘焙中药渣的热分解分为2个阶段,第一阶段的活化能为76.1～94.0 kJ/mol,第二阶段的活化能为26.8～38.8 kJ/mol。烘焙中药渣的燃烧分为3段反应过程,第一阶段主要是挥发分的析出及燃烧,活化能为80.5～97.3 kJ/mol;第二阶段属于挥发分及部分焦炭的燃烧,活化能为18.3～28.5 kJ/mol;第三阶段的主要反应为残余焦炭的燃烧,活化能为41.8～50.6 kJ/mol。不同烘焙条件下制得的中药渣都较易着火燃烧,着火温度在280.3～294.8℃。经O_2烘焙的中药渣前期可燃性以及综合燃烧特性最好,最易燃尽,表明燃烧烟气烘焙中药渣是可行的。