KINETICS OF CORN COB CHAR GASIFICATION IN CARBON DIOXIDE

ABSTRACT

The Reactivity of corn cob char in CO₂ has been studied on a thermogravimetric balance to develop a rate equation for the design of biomass gasifiers operating on corn cob char. Experiments in the range of 650-1000^°C were conducted with cylindrical shaped pellets of 1 cm diameter having L/D=l. The average porosity of the pellets was 0.5. It was observed that the rate of the CO₂/char reaction decreased with increase in temperature from 650-750^°C and then increased with temperature upto 1000^°C.

The data obtained at temperatures 750^°C and above has been used to determine a rate equation for char gasification. It has been found that the reaction proceeds according to the Sharp Interface Model (SIM) with a first order chemical reaction as the rate controlling step. The activation energy is found to be 40 Kcal/mole with frequency factor being 1.2 × 10⁷ mm/sec. Analysis of the data obtained for the decreasing reaction rate regime (650-750^°C) indicates that the change in the ash structure result in this kind of behavior.     

磷酸三丁酯在超临界二氧化碳中的溶解度

采用超临界萃取装置测定了热力学温度为303.15,313.15,323.15 K,压力为8.5～25.0 MPa条件下磷酸三丁酯(TBP)在超临界二氧化碳中的溶解度,并根据溶剂化缔合理论、相平衡规则及高压对溶剂化平衡的影响建立了溶解度的数学模型。结果表明,所建立模型的TBP溶解度预测值与实验值吻合良好。用Chrastil模型关联实验值发现,用模型计算的精度远高于Chrastil模型关联的结果。     

THE ROLES OF CARBON DIOXIDE IN METHANOL SYNTHESIS

ABSTRACT

The roles played by carbon dioxide in the chemistry of methanol synthesis over CuO/ZnO/A1₂O₃ catalysts have been experimentally investigated. It was concluded based on reaction rate measurements and thermodynamic considerations, that the two reactions that best describe the chemical system of methanol synthesis are the CO₂-hydrogenation and water-gas shift reactions. It was also found experimentally that the presence of CO₂ is vital for maintaining the catalytic activity. The significance of the study is enhanced by the fact that this was the first such investigation of the global chemistry of methanol synthesis to be based on the novel liquid phase process. It was also observed that the rates of methanol synthesis attained a maximum when the concentration of carbon dioxide in the reactor feed was controlled at a certain optimal value. The optimal CO₂ content was found to be a function of the operating temperature and syngas composition. The experimental data are especially important because the apparatus and the operating conditions have been well-defined and carefully chosen to closely simulate industrial reactors.     

用于燃烧前二氧化碳捕集的固体吸附剂研究进展

概述了低温和中高温固体吸附剂的研究进展,分析比较了燃烧前CO2捕集中各种固体吸附剂的优缺点,指出了各种固体吸附剂存在的关键问题,并对固体吸附剂的发展方向进行了展望。     

THE ROLES OF CARBON DIOXIDE IN METHANOL SYNTHESIS

The roles played by carbon dioxide in the chemistry of methanol synthesis over CuO/ZnO/A1₂O₃ catalysts have been experimentally investigated. It was concluded based on reaction rate measurements and thermodynamic considerations, that the two reactions that best describe the chemical system of methanol synthesis are the CO₂-hydrogenation and water-gas shift reactions. It was also found experimentally that the presence of CO₂ is vital for maintaining the catalytic activity. The significance of the study is enhanced by the fact that this was the first such investigation of the global chemistry of methanol synthesis to be based on the novel liquid phase process. It was also observed that the rates of methanol synthesis attained a maximum when the concentration of carbon dioxide in the reactor feed was controlled at a certain optimal value. The optimal CO₂ content was found to be a function of the operating temperature and syngas composition. The experimental data are especially important because the apparatus and the operating conditions have been well-defined and carefully chosen to closely simulate industrial reactors.     

活性炭中甲烷水合物的生成动力学

在温度275．75－279．95K和压力5．6－9．6MPa的静置条件下，测定了14组甲烷水合物在活性炭中的生成动力学数据（压力－时间关系），分析了甲烷水合物在活性炭中生成的物理过程，结合边界层理论和结晶学原理，提出了单液膜传质控制机理的生成动力学模型，并求得了解析解,使用Levenberg-Marquardt方法拟合模型参数，模型预测值与实验值符合良好。     

由二氧化碳合成碳酸二甲酯的研究进展

对由二氧化碳出发制备碳酸二甲酯的甲基化法、酯交换法和直接法的研究状况作了综合评述以及前景展望     

二氧化碳还原技术研究进展

综述了CO_2催化氢化、电化学还原、光催化还原、光电催化还原以及饱和烃类氧化脱氢等CO_2还原技术的研究进展,并指出CO_2还原技术今后的研究方向。     

低阶煤固定流化床热解及半焦气化实验研究

采用固定流化床研究了三种低阶煤的常压热解及其热解半焦的气化特性,探究了样品粒度、反应温度、反应时间及流化气中O2含量对上述过程的影响,确定了循环流化床热解-气化耦合工艺适宜的反应条件。结果表明,在实验选择范围内,样品的粒度基本不会影响热解过程,在水蒸气气氛下,温度越高,热解气体产率越高,半焦产率越低;600 ℃和20 min时能获得最高的焦油产率。循环流化床热解-气化耦合工艺碳的有效利用率率高于原煤固定流化床气化工艺,同时副产煤焦油;温度越高,有效气产率和有效碳转化率越高;实验范围内,O2含量对合成气产率的影响较小,但可以调节H2和CO的相对含量;900 ℃、半焦气化15 min即可获得较理想的合成气产率及有效碳转化率。     

我国东部高纯二氧化碳成因

本文主要对我国东部二氧化碳气藏的成因进行分析和讨论。作者根据板块构造基本原理和裂谷盆地形成机制,认为我国东部高纯二氧化碳的形成主要与火山活动有关,可能来源地壳深处的地幔。我国东部裂谷型含油气盆地的形成与发展过程中,频繁的火山喷发为高纯二氧化碳气藏提供了气源,同时裂谷盆地也具备油气藏(包括二氧化碳)形成的储集和保存条件。     

溶液聚合法制备的氮化碳催化二氧化碳与环氧化合物环加成

为提高石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的催化活性,以三聚氰胺和三聚氰氯为原料,通过溶液聚合,制备了含有大量表面碱性基团的g-C_3N_4。通过扫描电镜、透射电镜、元素分析、X射线衍射和X射线光电子能谱对所得材料进行了表征。结果表明,与体相g-C_3N_4相比,所得材料具有较低的结晶度和较高的表面胺基含量。将其用于催化二氧化碳与环氧氯丙烷环加成制备环状碳酸酯,并考察了反应条件对催化性能的影响。结果表明,与体相g-C_3N_4相比,所制备的催化剂活性提高了14.8倍。在反应温度140℃、二氧化碳压力3.5 MPa、环氧氯丙烷10mL、ZnBr_2用量1%的条件下反应2h,环氧氯丙烷的转化率可达98.9%,环状碳酸酯的选择性为99.1%。     

大庆长垣伴生气中二氧化碳的成因研究

与20世纪80年代相比,大庆长垣伴生气中CO2含量增加了约一个数量级,2003年伴生气中CO2的含量(总外输)已达2.87%,并且CO2的含量有继续升高趋势。通过对伴生气3个样品的CO2碳同位素的测定,其1δ3CCO2值均大于+3‰,与徐家围子地区幔源CO2的地球化学特征有明显的差异,认为其成因应属碳酸盐岩的热变质成因,因为松辽盆地的沉积地层为陆相沉积,不含有碳酸盐岩地层,伴生气中CO2很可能是由盆地基底的石炭―二叠系碳酸盐岩热变质作用的产物。     

二氧化碳催化还原成碳的进展

介绍了二氧化碳催化还原成碳的最新研究成果和发展趋势,以及它的基本反应原理和应用并对这方面的开发研究提出了建议。     

一氧化碳和二氧化碳加氢制乙醇热力学模拟

为验证一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)加氢制乙醇的可行性,并为相关实验研究提供理论依据,采用HSC Chemistry软件对CO和CO2加氢制乙醇反应进行热力学分析,考察反应压力、反应温度和氢碳摩尔比对原料转化率和产物选择性等指标的影响.结果表明:该反应在最佳条件压力3 M Pa、温度150℃、氢碳摩尔比3:1(CO/CO2比1/1)时,乙醇选择性为60.87％,甲醇选择性26.33％,氢气转化率50％,CO2转化率100％,CO转化率100％.实验表明:乙醇选择性与热力学理论值还存在差距,后续对催化剂进行改性是下一步研究的重点.     

中国南海北部二氧化碳气成因

中国南海北部海域在油气勘探中发现了CO_2气,对油气有无影响?在借鉴世界、中国东部陆地CO_2气成因研究成果的基础上,从分析研究区CO_2,气的分布入手,采用多种方法,在综合分析基础上,对本区CO_2气藏进行分类.认为研究区CO_2;气藏为无机成因,其特征受各盆地或地区具体地质条件的控制.哈萨克斯坦引起了国际石油界的很大关注,但它并不是前苏联唯一的具吸引力之地.美国地质调查调查所(丹佛)和AAPG今年著名讲演者Gregory F Ulmishek说.前苏联有20多个沉积盆地生产油气或具有尚未开采的发现.Ulmishek 1980年到美国前,获得过莫斯科石油学院地质学硕士学位,作为一个地质学家在前苏联工作过23年.他的1993—1994年题为“前苏联主要油气地质学及勘探潜力”的著名演讲在1993年12月6日至17日和1994年3月28日至4月8日的巡回活动中推出.     

二氧化碳水合物最新研究进展

二氧化碳对全球温室效应影响最大,将二氧化碳以水合物形式储存和固定起来以减少其对环境的影响,是目前国际水合物界的关注点之一。主要介绍了二氧化碳水合物的相平衡和二氧化碳水合物生成/分解动力学,概括了二氧化碳水合物的最新研究进展。     

苯酚在超临界二氧化碳中溶解度的测定与关联

 测定了苯酚在压力8.5~16.0MPa、温度373.15~398.15K范围内超临界CO2中的溶解度。结果表明,苯酚溶解度随压力的增加而增大;温度对溶解度的影响要相对复杂,当压力低于转变压力11.0MPa时,溶解度随温度的增加而减小,当压力高于11.0MPa时,溶解度随温度的增加而增加。分别用Peng-Robinson状态方程和Chrastil密度型模型关联了溶解度数据,平均绝对偏差分别为9.25%和6.33%,两者吻合良好。     

二氧化碳与氢气合成二甲醚催化剂的研制

以二氧化碳为原料,加氢催化剂甲醇和二甲醚具有重要的社会经济意义。研究采用CNJ202合成甲醇催化剂和HZSM－5沸石分子筛制得了二氧化加氢一步法合成甲醇及二甲醚双功能催化剂。实验测试结果表明,该催化剂适合的配比是HZSM－5／CNJ202＝0．5（m）,适合的焙烧温度550℃,还原条件是在以N2为载气,2％H2气氛中,于250℃、常压下还原6h。催化剂粒度和不太大的操作空速变化对二甲醚选择性无明显影响,提高反应温度有利于增大二甲醚的选择性。测试显示,进一步改进双功能,中望大幅度提高CO2转化率,获得较高的生成二甲醚的选择性,为工业试验提供了依据。     

烟气体系下CO2与CH4重整反应的研究

使用以α-Al2O3和γ-Al2O3为载体的改性Ni负载型催化剂,在连续流动式固定床反应上评价了CO2-CH4-O2-He转化制合成气的性能。结果表明,在常压、500～700 ℃的温度范围以及原料中CO2体积分数为15%的条件下,反应温度越高,2种催化剂上反应生成的合成气的体积分数越大,但α-Al2O3基催化剂具有更高的活性和生成合成气的选择性;使用α-Al2O3催化剂时,临氧条件比非临氧条件更有利于合成气的生成,O2体积分数越高越有利于合成气的生成; CO2与CH4体积比越小越利于合成气的生成和CO2的转化;α-Al2O3基催化剂具有良好的再生性能。当CO2与CH4体积比为3：4,O2体积分数为2.5%,反应温度700 ℃,常压下反应尾气中合成气的体积分数可达83.8%,CO2的转化率可达95%。     

吸附分离天然气中二氧化碳的分子筛研究进展

对几种不同类型的吸附二氧化碳的材料进行了详细介绍,并重点介绍了分子筛吸附二氧化碳的机理。综合论述了非八元环类与八元环类分子筛的吸附特点。对比了这些吸附剂在吸附容量、吸附速度、选择性等性能,得出小孔分子筛是前景良好的吸附材料。