几种因素对天然焦-H_2O气化反应活性的影响

在Thermax500型加压热重分析仪上进行了天然焦-H2O气化反应试验,分析了常压下气化温度、水流量、氧气分压、反应气氛和灰分等因素的影响.结果表明,气化温度升高,天然焦-H2O气化反应明显加快;随着水流量加大,碳转化率有所增大,但水流量达到0.07 mL/min后,碳转化率不再随水流量的进一步增加而变化;在气化剂中加入少量纯氧能有效促进气化反应;天然焦-H2O的气化速率明显大于天然焦-CO2的气化速率;天然焦脱灰后碳转化率略有降低.     

钾盐对煤焦-CO_2气化反应特性的影响

利用法国Setaram公司生产的TGA92型热重分析仪,比较钾基、钙基、铁基催化剂对煤焦-CO2气化反应的影响,发现钾基催化剂催化效果最好.在反应温度900~1050℃范围内,利用自行建造的小型固定床试验装置研究了气化温度、钾盐催化剂含量、形成焦炭的原煤煤质对煤焦与CO2的气化反应活性的影响.试验结果表明,反应温度对气化过程影响显著,提高气化温度,煤焦与CO2的气化反应速率急剧增加,转化率显著提高;不同配煤比的原煤制得的焦炭,在气化过程中表现出不同的反应特性,弱黏结性的气煤表现出良好的抗碱能力.     

钾盐对煤焦-CO2气化反应特性的影响

利用法国Setaram公司生产的TGA92型热重分析仪，比较钾基、钙基、铁基催化剂对煤焦-CO2气化反应的影响，发现钾基催化剂催化效果最好．在反应温度900—1050℃范围内，利用自行建造的小型固定床试验装置研究了气化温度、钾盐催化剂含量、形成焦炭的原煤煤质对煤焦与CO2的气化反应活性的影响．试验结果表明，反应温度对气化过程影响显著，提高气化温度，煤焦与CO2的气化反应速率急剧增加，转化率显著提高；不同配煤比的原煤制得的焦炭，在气化过程中表现出不同的反应特性，弱黏结性的气煤表现出良好的抗碱能力。     

天然焦-H2O催化气化反应特性

在流化床气化试验装置上进行了天然焦-H2O催化气化反应试验,考察了催化剂种类、混合催化剂配制方式及其添加量对煤气产量、碳转化率和煤气热值等的影响.结果表明,Ca基、Fe基和Cu基硝酸盐均能有效地促进气化反应,但催化效果有所差异,由好到差的顺序为Cu基Fe基Ca基;当Ca基、Fe基和Cu基硝酸盐按10:35:55机械混合时,可实现3种催化剂的最优配制;当最优配置催化剂添加量为3%时能得到最佳的催化效果和经济性.     

基于等转化率法的生物焦CO_2气化反应动力学参数研究

利用热重分析仪在800~950℃对稻秆焦和木屑焦CO2等温气化过程进行了研究。分别采用等转化率法和随机孔模型求解了稻秆焦和木屑焦气化反应的动力学参数。通过等转化率法发现,随着碳转化率的增加,反应活化能随着碳转化率的升高而增大,稻秆焦和木屑焦在碳转化率为0.02时刻(即接近初始时刻)的活化能分别为157.2 k J/mol和166.4 k J/mol;采用随机孔模型计算得到稻秆焦和木屑焦的活化能分别为155.1 k J/mol和165.5 k J/mol,与等转化率法求得的碳转化率为0.02时刻的活化能接近,表明随机孔模型可以准确地描述稻秆焦和木屑焦的气化特性。同时发现,同一气化温度下,稻秆焦的结构参数大于木屑焦的结构参数;不同温度下的同一焦炭的结构参数f与对应的气化温度存在良好的指数关系。最后结合结构参数f与气化温度的指数关系表达式,得出稻秆焦和木屑焦的等温气化反应动力学随机孔模型速率表达式。     

非线性等转化率法木质炭和烟煤共气化动力学

为研究木质生物炭和烟煤CO2共气化反应动力学规律,将木质炭和神华烟煤以不同比例进行掺混,采用非等温热重分析法对木质炭、烟煤及混合试样进行热重分析,并采用非线性等转化率积分法和Flynn-Wall-Ozawa法(简称FWO法)对木质炭和烟煤共气化过程进行动力学分析。研究结果表明:木质炭呈多孔蜂窝状结构,气隙发达且排列有序,而烟煤为光滑致密的少孔或无孔结构,添加木质炭可改善烟煤的微观结构。在木质炭与烟煤共气化过程中,由于烟煤的存在,其转化率曲线在700～1100 K区间发生弯曲上扬,故以约973 K(700℃)为分界点,将木质炭与烟煤共气化过程分为低温的热解段和高温的碳气化段。随着木质炭添加量的增加,热解段反应速率下降,而碳气化段反应速率明显增加,使整个气化过程反应速率增大,气化时间缩短。用非线性等转化率积分法和FWO法计算得到木质炭气化的平均表观活化能值为123.383 kJ/mol和133.857 kJ/mol,烟煤气化平均表观活化能值为265.890 kJ/mol和269.902 kJ/mol。随烟煤添加量的增加,气化反应的表观活化能平均值呈明显增加趋势。     

生物质热解参数对焦碳生成特性及产氢率的影响

选取一定量筛分干燥后的松木屑作为实验材料,同时选取煅烧白云石粉及橄榄石粉作为实验反应催化剂.在石英管式炉上650～900℃温度范围内分别完成松木屑、松木屑与催化剂混合物的快速热解过程以及热解焦碳的气化反应过程.木屑低温热解时焦碳产生量多、比表面积大、气化活性好;白云石与木屑混合热解后焦碳产生量显著增多,优于橄榄石,低温热解产物潜在产氢率高.较低温度热解焦碳与水蒸气气化反应产气中氢体积含量可超过70%.     

锡林浩特褐煤气化特性研究

利用同步热分析仪研究了制焦温度、气化温度以及升温速率等因素对煤焦气化特性的影响。研究结果表明:随着制焦温度的升高,煤焦的气化失重量减少,气化反应的时间延长,气化反应性略有降低。随着气化温度的提高,锡林浩特褐煤煤焦在相同时间内的碳转化率增加,煤焦的气化时间缩短,气化温度对煤焦的气化反应性有较大的影响。随着升温速率的增大,TG曲线、DTG曲线均向高温侧偏移。升温速率越大,相同温度时煤焦的碳转化率越低,气化反应速率达到峰值对应的气化温度随升温速率的增大而升高。随着升温速率的增大,煤焦气化反应活性变好,气化反应进行的更加剧烈。     

生物质催化热解气化热重分析研究

采用热重分析与气相色谱分析(TG-GC)相结合的方法,开展了以麦秸为主要研究对象的生物质催化热解气化实验研究,探讨了以NiO和CaO为催化剂,水蒸气气氛下的麦秸挥发分析出特性、半焦的气化特性、气化反应动力学特性以及催化剂对麦秸气化产物的影响.实验结果表明麦秸水蒸气气氛下的反应活性明显提高,气化反应过程中热解阶段视为一级反应,半焦气化视为缩核反应.非催化条件下麦秸的半焦气化在800℃以上才进行,添加NiO与CaO均促进了麦秸与水蒸气的气化反应,提高了气化过程的碳转化率和反应速率,但二者对半焦气化的促进机理以及气体产物的催化选择性有明显差异.添加NiO时H2产率最大,达到34mol/kg麦秸,且使气化反应温度明显降低.添加CaO不仅促进了H2和CO的生成,而且CH4产率也明显提高,表明CaO更有利于大分子碳氢化合物的裂解.     

天然焦_H_2O气化反应Aspen Plus模拟研究

运用Aspen Plus软件平台对天然焦-H2O气化反应进行了热力学模拟计算,研究了反应碳份额、水蒸气流量、反应温度、压力和反应气氛对天然焦气化反应煤气成份、热值的影响。结果表明,RYIELD模块在整个模拟系统中能很好地描述天然焦"热解"过程;水蒸气流量1.16 kg/h是天然焦完全气化的临界点;增大温度和压力能有效促进气化和改善煤气的品质,但并非越大越好,综合考虑下,实际运行的温度和压力宜分别在850～1 000℃和0.1～6.0 MPa范围内选定;不同的反应气氛下,天然焦气化反应特性有很大差异,在水蒸气气氛下能获得更好的煤气品质。