纸浆黑液对福建无烟煤水蒸气催化气化的动力学和补偿效应

在常压热分析仪上,采用纸浆黑液催化剂对福建无烟粉煤的水蒸气气化反应动力学进行了研究,在850～950℃温度范围内测定了催化剂浓度由0增至10％时的碳转化率随气化时间的变化。结果表明,纸浆黑液具有显著提高碳转化率和气化速率的作用,进而确定了实验条件下的纸浆黑液催化剂加载饱和浓度;在此基础上采用缩芯模型关联出无烟粉煤水蒸气催化气化反应动力学参数,分析表明,该催化气化过程存在明显的补偿效应,最后给出纸浆黑液对无烟粉煤水蒸气催化气化包括补偿效应的动力学方程。     

煤催化气化技术进展

煤气化是发展现代煤化工最重要和最广泛的关键技术之一。煤催化气化技术由于反应温度低,反应过程热效率高、煤气中甲烷含量高而被认为是用于煤制气的第三代煤气化技术。主要介绍了煤催化气化工艺技术的研究现状、EXXON催化煤气化的主要工艺路线、主要工艺影响因素及催化剂的类型,并提出催化气化技术应在高效、低成本、低污染、低腐蚀的新型催化剂的开发、催化剂回收工艺的优化、煤质与气化炉匹配等方面加大研究力度以促进其工业化应用进度。     

煤电化学气化的可能性

综述了煤电化学气化的发展历史及研究现状，介绍了研究中采用的电解装置、电极材料、电解质溶液以及煤浆浓度、煤颗粒大小、电解电位、温度等各工艺因素对煤电化学气化的影响，并探讨了煤电化学气化的反应机理，评述了工业上实施煤电化学气化工艺的可能性．     

煤温和气化技术研究进展

综述了煤温和气化催化剂种类、催化气化反应机理及反应动力学的研究成果及其进展.分析总结了煤结构、催化剂、气化温度及气化剂等对气化反应的反应活性和产物气组成的影响,指出现有温和气化过程中存在的不足,并对煤温和气化技术进行了展望.     

碱金属Na对黑液水煤浆焦-CO2气化特性的影响

黑液中富含大量的碱金属Na及其化合物,这些碱金属将在黑液水煤浆焦气化过程中起到催化气化的作用.为了研究黑液水煤浆焦-CO2催化气化反应特性,采用XRD、SEM和热重分析技术对黑液水煤浆焦和普通水煤浆焦CO2催化气化实验进行分析,得到了焦炭表面孔隙分布情况、煤浆焦样和气化后残渣XRD分析结果,以及等温条件下气化反应时碳转化率数据.试验结果表明:黑液水煤浆焦表面密集分布很多"斑点"和微孔,说明碱金属Na盐在焦碳表面形成了活化中心点,它们在气化过程中起到催化作用;碱金属Na使焦样表面具有更强的反应位,削弱C-C键的强度,使气化反应更容易进行;同时由于碱金属催化剂在高温气化时将与煤中矿物质反应生成惰性物质,从而可能削弱催化效果.从黑液水煤浆与普通水煤浆XRD晶相分析中可以看出碱金属Na盐主要以氯化钠、硅酸钠形式存在,气化反应后生成的晶相组成主要是霞石和微斜长石.     

煤催化气化催化剂发展现状及研究展望

煤与气化剂(如水蒸气、CO2、H2和O2)之间的气化反应最有效的催化剂主要为碱金属、碱土金属以及过渡金属的盐类,根据其组成,详细论述了煤催化气化催化剂的特性。据研究,在气化反应中碱金属催化剂如Na、K等易与煤中矿物质如Si或Al反应致使催化剂失活,同时过渡金属易被煤中S毒化,这在一定程度上制约了煤催化气化工业化进程。论述了煤催化气化催化剂的研究方向,认为开发新型高效、低廉且易回收催化剂是有必要的。     

煤催化气化技术的研究现状与展望

煤催化气化由于可以大幅度降低操作条件,实现定向转化,目前正受到国内外重视。本文综述了碱金属、碱土金属、过渡金属催化剂与复合催化剂在煤催化气化过程中的活性、优缺点、反应机理等。对影响煤催化气化的各类因素如煤阶、矿物质、催化剂添加方式、添加量、气化条件等进行了分析。介绍了当前催化气化工业化进程以及合成天然气甲烷和催化气化制氢两种工艺。当前研究的难点是兼顾催化剂的效率与经济性,煤催化气化未来将以开发高活性、易回收且廉价的催化剂为研究方向。     

催化气化(一步法)煤制天然气催化剂研究进展

概述了煤制天然气工艺的研究现状,综述了煤-水蒸气催化气化制天然气(一步法煤制天然气)催化剂的最新研究进展,包括催化剂的分类、不同催化剂对煤催化气化碳转化率及产品气体组成的影响、各类催化剂在活性经济性等方面的优缺点等,并分析了导致催化剂失活的原因以及回收的方法。指出了一步法煤制天然气催化剂的研究方向。     

纸浆黑液制气化型煤黏结剂研究

利用正交设计法研究纸浆黑液经化学改性制气化型煤黏结剂的工艺技术条件,结果表明:1 000mL纸浆黑液(固体质量分数45%)与80mL有机试剂A在80℃下恒温反应2h,然后升温至95℃,加入30mL有机试剂B,恒温反应1h;最后加入50g无机试剂M,充分搅拌0.5h,得到性能优良的纸浆黑液气化型煤黏结剂。用该黏结剂生产型煤,其抗压强度、落下强度、热稳定性分别为96kg/球、96%、95%,并具有良好的防水性能,完全达到了气化型煤的质量要求。     

煤催化加氢气化研究进展

煤加氢气化制天然气技术具有工艺路径短、热效率高等优点,其应用基础研究备受关注。但煤中存在部分致密的芳香碳结构,加氢反应性较差,即使在苛刻的反应条件下(~1 000℃、~7 MPa H_2),仍难以转化。通过引入催化剂,进行煤催化加氢气化可在温和的反应条件下实现煤的碳转化率和CH_4收率的同步提高。论述了碱金属(K、Na等)、碱土金属(Ca)和过渡金属(Fe、Co、Ni等)催化剂对模型碳加氢气化的催化作用原理。探讨了反应温度、氢气压力、和碳结构对C-H_2催化反应的影响规律,分析了适用于原煤催化加氢气化的最佳催化剂及工艺条件,并从CH_4和轻质液体焦油等产物生成规律、煤中碳结构随着反应进行的衍变过程等角度,讨论了催化剂分别对煤加氢热解和热解半焦加氢气化的催化作用行为。提出了煤催化加氢气化联产CH_4和轻质液体焦油技术从基础走向应用的进一步研究建议。现有研究结果表明,过渡金属与碱土金属组成的二元催化剂(Fe/Co/Ni-Ca)对煤加氢气化的活性较高。过渡金属元素在反应过程中主要提供C-H_2反应所需的活性氢,并削弱C—C键的键能;碱土金属元素Ca主要促进Fe/Co/Ni的分散,防止其发生硫中毒失活,并增强Fe/Co/Ni与碳之间的相互作用。温度升高一方面为化学键断裂过程提供了更高能量,加速C-H_2反应,另一方面促进催化剂在煤结构中扩散,提升催化剂的供氢和断键效率。升高压力促进了活性氢的供应,同时CH_4浓度得到稀释,反应向生成CH_4的方向移动。以5%Co-1%Ca为催化剂,在850℃、3 MPa H_2反应条件下,30 min内可同时达到90.0%的碳转化率和77.3%的CH_4收率。Co-Ca催化剂在煤加氢热解过程中具有催化解聚和催化加氢的作用,提高焦油和CH_4收率,同时催化剂在煤加氢热解过程中对煤结构产生催化活化作用,使得生成的半焦具有较高的气化活性。煤催化加氢气化的机理研究目前仍处于推测阶段,另外,该技术气化剂、煤种的适应性,催化剂循环利用性能有待进一步阐明。     

Reaction kinetics of gasification of black liquor char

CO₂ gasification of black liquor char, prepared from kraft spent pulping liquor is studied thermogravimetrically up to 775°C. The gasification rate is described by Langmuir-Hinshelwood type kinetics and activation energy is similar to that found for alkali metal impregnated porous carbons. However the rate is about 20 times larger than that of coal char mixed with 10-20% Na₂ CO₃. CO inhibition is relatively small and the rate is first order in carbon up to 80% conversion. The behavior is explained by a fine and three-dimensional dispersion of sodium salts in the char. The rate is insensitive to pulping conditions over the range of industrial practice.     

水煤浆气化与粉煤气化的模拟评价

用模拟法对水煤浆气化和粉煤气化进行评价,用于合成氨流程的粉煤气化工艺比水煤浆气化工艺的氧耗量少6％,纯合成气产量高6％。     

煤温和气化研究及应用

对煤温和气化工艺条件，催化剂选择和实际应用进行了系统的阐述，重点介绍了影响温和气化过程的温度，煤种等因素，并对不同煤种下的硫分布进行了汇总。     

壳牌粉煤气化技术的引进与消化

在分析壳牌粉煤气化技术的先进性和工艺特点的基础上,总结引进壳牌粉煤气化技术过程中实施的工艺优化、技术改进、配套技术开发和对国内粉煤气化技术的推动作用,对壳牌粉煤气化装置在中国的运行情况进行评价,提出进一步推广应用该技术的建议。     

Texaco与Lurgi煤气化工艺的比较

介绍Ｔｅｘａｃｏ煤气化工艺与Ｌｕｒｇｉ煤气化工艺，并从工艺、设备、气化对煤种和煤质的要求、灰水处理及工艺消耗等方面进行比较分析。     

煤的水蒸气等离子体气化研究现状和前景

煤炭气化是实现煤炭洁净利用的一条有效途径 .在简要介绍常规煤炭气化技术之优缺点和等离子体技术之特征的基础上 ,评述了国内外煤炭等离子体气化技术的现状和进展 ,指出煤的水蒸气等离子体气化技术可望成为由煤制取优质合成气的一个新途径     

煤的气化方法与炉型选择的决策分析

首先简要回顾和介绍了生产煤制气的各种方法及气化装置。接下去着重介绍和讨论了适用于煤的气化方法与炉型选择这一类工业规划问题的多目标决策分析方法——具有先验偏好的离散模型的消去和选择转换算法ELECTREⅠ,编制了电算程序,给出了实例分析。最后,作者对气化方法与炉型选择的技术经济政策提出了若干意见。希望本工作能对决策科学化、定量化有所促进。     

深部煤层地下气化及其应用前景

分析了深部煤层地下气化的特点及关键技术,总结了西班牙地下气化现场试验,探讨了深部煤层地下气化过程碳捕获与碳储存的可行性,展望了深部煤层地下气化在中国应用的前景.结果表明,受控后退注入式深部煤层地下气化技术是可行的,所得产品煤气的热值可与地面气化煤汉气相比,而且明显高于浅部煤层地下气化.高压地下气化有利于获得理想的煤气组成及维持气化过程稳定进行.深部煤层地下气化可以和碳储存相结合,从而实现零排放的燃料加工利用过程.     

粉煤气化装置框架结构型式和材料选择分析

针对目前粉煤气化装置结构型式及材料的实际应用情况,结合设计经验,对采用纯钢结构、S/SRC竖向混合结构以及S/RC竖向混合结构三种粉煤气化装置框架结构方案进行对比分析,分析各种结构型式的特点及优劣,并通过实际案例对S/RC结构进行静力弹塑性验算.通过结构选型综合分析,找出结构经济性最优、且具有良好的抗震性能的结构型式.     

当前煤气化技术现状及发展趋势

由于我国能源结构的特点,确定了我国发展煤化工的重要性和紧迫性,煤气化技术作为煤化工产业链中的基础和龙头技术,对整个产业链的经济性、可靠性和环境效果影响很大,分析当前国内煤气化技术的现状和发展趋势,阐述煤气化技术今后的发展方向。