水洗及酸洗对毛竹热解产物的影响

为了探讨竹材资源的加工利用途径, 以毛竹为原料, 分别采用去离子水和质量分数为3%的H2SO4溶液对毛竹进行水洗或酸洗预处理. 采用一喷动式流化床热解炉对毛竹原料和水洗或酸洗预处理样品进行热解实验, 考察升温速率、热解终温温度、水洗或酸洗预处理时间等对热解产物和液相产物组成分布的影响. 热解结果表明, 在不同升温速率和热解终温下, 毛竹热解过程明显不同. 经水洗或酸洗预处理后的毛竹样品热解结果显示, 水洗使毛竹热解生成的固体产物得率降低而液体产物得率升高, 造成了液体产物中有机小分子及苯酚质量分数的升高, 且随水洗时间的延长而加强. 酸洗促进了固体产物的生成, 表明酸具有催化热解过程中脱水反应的作用. 水洗及酸洗显著提高了液体产物中糠醛的质量分数．     

煤-富钾生物质共转化催化煤焦气化反应的研究

在喷动一载流床中制备了不同比例煤与麦秸的共热解焦,在热天平中考察了共热解焦CO^2气化反应性,分析了原料比率、热解温度等对共热解焦气化反应特性的影响．结果表明,20％生物质添加比例下,煤一麦秸共热解焦的气化反应性即明显高于煤焦,且共热解焦反应性随生物质比例增加而增大,脱碱金属麦秸与煤共热解焦的反应性则与煤焦相近;试验条件下,热解温度750℃制备的共热解焦中碱金属钾含量最高,并具有最高的气化反应性．动力学分析表明,与煤焦相比,煤一麦秸共热解焦的气化反应活化能显著降低．     

基于aspen plus的垃圾衍生燃料热解模拟与实验

采用化工流程模拟软件aspen plus对垃圾衍生燃料(RDF)建立热解反应模型,得出RDF各热解产物产率及气体体积分数.在高温管式炉中进行RDF热解实验,利用气相色谱分析仪测出各气体体积分数.将模拟值与实验值进行比较,结果表明:热解终温增加,热解液和热解气产率增大,半焦产率下降H2体积分数增加,CO2体积分数下降;与添加废石灰的RDF相比,添加污泥的RDF热解液和半焦产率更低,热解气产率更高;生物质质量分数下降,CO2体积分数下降;与添加废石灰RDF相比,添加污泥的RDF的CO2体积分数下降.     

TPD 法研究平朔煤半焦的灰分在气化中的作用

目的用 TPD(程序升温脱附)法研究平朔煤的灰分在气化中的作用. 方法使用 TPD 和 TGA(热重分析)方法对平朔煤含灰样与酸洗样在气化中形成表面复合物的能力进行测试, 考察其形成与发生分解的基本规律. 结果与结论平朔煤含灰煤半焦在 730 ℃可以测到 CO 脱附峰, 酸洗样在整个过程中无 CO 脱附峰. TPD 和 TGA 的研究表明, 平朔煤半焦中的灰分在气化中可以起催化作用, 730 ℃的 CO 脱附峰与灰的催化作用关系很大. XRD(X 线衍射)对煤半焦中灰分组成的考察表明, 含灰样中灰分主要成分为 CaO, 酸洗样中主要为 CaF2. 因此灰中的 CaO 是在气化中起催化作用的活性物种. 在气化中, CaO 与煤半焦在 730 ℃可以发生反应, 生成 CO, 同时金属氧化物被还原. 在该温度范围内, 被还原的 CaO 又可在 CO2 气氛中被氧化. 上述过程构成了催化气化的循环过程. 显然 CaO 对气化过程有催化作用而 CaF2 没有催化作用. 酸洗过程可以使 CaO 转化为 CaF2, 造成催化活性组分的损失, 是使煤半焦的反应性降低的原因.     

生物质热解焦对模拟烟气中汞吸附特性的实验研究

以桑树枝、核桃壳、麦秆和稻秆4种生物质为原料,利用固定床热解实验台制备不同的生物质热解焦,采用比表面积与孔隙度分析仪测量了生物质热解焦的比表面积及其孔隙结构参数.利用固定床吸附实验装置,研究了生物质种类、热解温度、吸附温度及汞初始浓度等因素对模拟烟气中汞吸附性能的影响.结果表明:(1)在相同的热解和吸附条件下,核桃壳热解焦的吸附效果最好,其次是桑树枝热解焦和麦秆热解焦,稻秆热解焦的吸附效果最差;(2)在热解温度为400℃～800℃范围内,600℃热解温度下所得生物质热解焦的吸附效果最好,400℃热解焦吸附效果最差;(3)在吸附温度为60℃～120℃的实验范围内,随着吸附温度的升高,单位生物质热解焦汞吸附量明显降低;(4)在汞初始浓度13.5～38.1μg/m3范围内,随着汞初始浓度的增加,单位生物质热解焦汞吸附量有所减小.     

AAEM赋存形态对生物质半焦反应活性的影响

为深入研究碱金属碱土金属元素(AAEM)赋存形态对生物质热解半焦反应活性的影响,采用化学分析分馏法与ICP-AES测定半焦内AAEM元素赋存形态的分布情况,用热重分析法分析AAEM元素赋存形态对半焦反应活性的影响.结果表明:半焦中Na、K元素以水溶态为主,Mg、Ca元素则以不溶态为主;370℃下,NH4Ac溶态AAEM元素主要在反应中后期起作用;经H2O、NH4Ac、HCl洗后半焦比反应速率依次降低;在碳转化率较小时,AAEM对焦炭反应活性起促进作用,碳转化率大于一定值时,原始半焦活性低于H2O洗半焦活性;NH4AC溶态AAEM对半焦反应活性的催化作用相对稳定,HCl态AAEM对生物质快速热解半焦反应活性的影响最大.     

生焦焙烧脱硫动力学研究

生焦是制备高纯石墨主要原料之一,对其热解脱硫特性进行动力学研究。在氩气气氛下,利用TG-DSC联合法对样品进行热重差热扫描分析,采用差减微分(Freeman-Carroll)法对样品的热解数据进行处理。结果表明,添加Na2CO3生焦热解过程可分为3个阶段,第一阶段为试样脱吸附水的过程,脱水温度360~456K,质量减少1.92%;第二阶段为生焦热解脱硫的主反应阶段,反应温度783~1 174K,质量减少16.86%;第三阶段为残余物的分解过程。热解最终产物为炭和硫化钠。添加Na2CO3后生焦脱硫率提高,其表观活化能E为157.12 kJ/mol,指前因子A为5.4×108 min-1,反应机理函数为f(α)=(1-α)6.13。     

TPD法研究平朔煤半焦的灰分在气化中的作用

目的：用TPD（程序升温脱附）法研究平朔煤的灰分在气化中的作用。方法：使用TPD和TGA（热重分析）方法对平朔煤含样与酸洗样在气化中形成表面复合物的能力进行测试，考察其形成与发生分解的基本规律。结果与结论；平朔煤含煤半焦在730℃可以测到CO脱附峰，酸洗样在整个过程中无CO脱附峰，TPD和TGA的研究表明，平朔煤半焦中的灰分在气化中可以起催化作用，730℃的CO脱附峰与灰的催化作用关系很大，XRD（X线衍射）对煤半焦中灰分组成的考察表明，含灰样中灰分主要成分为CaO，酸洗样中主要为CaF2.因此灰中的CaO是在气化中起催化作用的活性物种，在气化中，CaO与煤半焦在730℃可以发生反应，生成CO，同时金属氧化物被还原，在该温度范围内，被还原的CaO又可在CO2气氛中被氧化。上述过程构成了催化气化的循环过程，显然CaO对气化过程有催化作用而CaF2没有催化作用。酸洗过程可以使CaO转化为CaF,造成催化活性组分的损失，是使煤半焦的反应性降低的原因。     

废旧冰箱保温材料热解气体的红外光谱研究

采用热重-红外光谱联用技术分析了废旧冰箱保温材料在加热速率20℃／min条件下、40-850℃范围内的热失重行为、气体产物组成和释放规律。结果表明：物料热解气体释放强度变化与热失重变化趋势基本一致;热解产物含有C02、氟氯烃、CFC．11、H20、醇类、烃类、CO、羰基化合物、胺类化合物及芳香族化合物等物质。其中CO2在260—480℃的主热解阶段大量释放;发泡剂CFC．11集中在135—270℃析出：CH4主要在350—700℃的温度区间析出;CO在520℃附近形成最大吸收峰。热解气体中还检测到少量NH3和HCN,是原料组成聚氨酯结构中的氮元素热解所致。     

生物质催化热解油的GC-MS分析

通过酸洗脱灰及脱灰后添加催化剂DHC-32等不同预处理方式处理的玉米秸秆为原料,在小型固定床反应器上制取生物油,用GC-MS分析技术对生物油的成分进行分析。研究结果表明:矿物质的存在降低了热解油的产率,矿物质和催化剂对生物油中化学组分具有显著影响。     

典型生物质热解过程中碱（土）金属转化特性

通过进行鄱阳湖典型水生植物管式炉热解试验,联用便携红外分析仪、煤气分析仪和电感耦合等离子体发射光谱仪,分析了恒温热解焦中碱（土）金属的含量及其在热解过程中转化规律.结果表明：凤眼莲对生活污水中的碱（土）金属有一定的吸附作用;水生植物的恒温热解过程主要为一次反应,CO、CO2和CH4的体积分数达到最大的时间在60s左右,而H2在100 s左右.水生植物热解过程中,Na的析出率最高,其次是K,然后是Ca和Mg;凤眼莲中K主要以无机盐形式存在,在热解反应后期以无机盐分解挥发析出,析出率最高达75％左右.     

生物质炭添加比例对煤粉燃烧性能的影响

农业废弃物含有较高的C元素和较低的S元素及灰分,将这类生物质炭化并细磨后,与煤粉混合喷吹进入高炉燃烧,可有效利用可再生能源,减少炼铁工业的CO_2排放,且有利于提高生铁质量,并显著提高煤粉的燃烧率。因此,对玉米秸秆和花生壳热解产物进行了表征分析,采用差热分析法研究这两种生物质炭与煤粉按不同配比混合对煤粉燃烧性能的影响。SEM及BET检测结果均表明,玉米秸秆炭和花生壳炭的组织疏松,比表面积大,硫与灰分含量低,可明显增大试样与氧的接触面积;热重试验结果表明,生物质炭与煤粉按3∶7的质量比混合的燃烧性能最好,着火点明显降低,燃烧过程稳定,燃烧率显著提高。     

页岩油泥催化热解研究

在管式反应器上,考察了页岩油泥在不同催化剂（ Al2 O3、K2 CO3、Fe2 O3）及比例（质量比为13、15、110）下的热解行为,着重研究了催化剂对产油率和热解油馏程的影响。结果表明：油泥催化热解效果良好,碳酸钾在15时,产油率达到44.08%,氧化铝在13时,产油率达到45.42%,与无催化剂相比,分别提高了28.97%和32.89%。对馏程的促进方面,氧化铁表现突出,在15和110时,均使得重、柴油含量下降,汽油含量上涨。催化热解是按碳正离子机理进行的,重质油发生裂化反应,烷烃出现聚合反应,均提高轻质油的产量。     

C02吸附剂对生物质催化热解制取富氢燃气的影响

使用常压双颗粒流化床反应器,对稻壳生物质进行了添加C02吸附剂的催化热解研究．结果表明：C02吸附剂CaO和Ca（OH）2可明显促进生物质催化热解初期热解产物的二次反应,使产物向产氢方向移动．添加CaO时,产氢量随CaO添加量的增加而增加;而随Ca（OH）2添加量的增加,富氢燃气产物中氢气的体积分数和产氢量均有峰值出现．同时,Ca（OH）2在催化热解过程产生的H20可作为生物质二次反应和水煤气变换反应（WGS）的反应物,从而进一步提高热解产物中氢气的产量．     

改性介孔分子筛Zn-MCM-41对纤维素催化热解的影响

采用热重分析,考察了不同硅锌比和晶化温度条件下制备的分子筛Zn-MCM-41对纤维素催化热解的催化作用效果.结果表明:在Zn-MCM-41催化作用下,纤维素热解温度降低,最大失重速率和失重率增加;硅锌比、晶化温度对纤维素热解影响明显;随硅锌比的增大,纤维素的最大失重速率和失重率呈现先升后降的趋势,当硅锌比为50时达到最大值;随晶化温度的升高,纤维素的最大失重速率和失重率同样呈现先增后减的趋势,当晶化温度在110~120℃范围时为最大值.利用Ozawa动力学模型描述纤维素催化热解过程,表明Zn-MCM-41的存在改变了热解反应途径,表现出反应活化能的增加;制备Zn-MCM-41的最优条件是硅锌比50∶1,晶化温度120℃.     

碳烟氧化催化剂La(Nd)PbK的催化活性及抗硫性能

采用涂抹法制备负载在α-Al2O3陶瓷基片上的碳烟氧化催化剂,用程序升温反应装置(TPR)研究了不同组分催化剂的催化活性,并考察其吸水性和抗硫性能。结果表明:当n(Pb)∶n(K)=1∶2时催化剂起燃温度仅为308℃,最高的峰值氧化温度405℃,在448℃左右,催化剂作用下,碳烟完全氧化。当n(Nd)∶n(Pb)∶n(K)=1∶1∶10和n(La)∶n(Pb)∶n(K)=1∶1∶10时催化剂的起燃温度分别为308℃和313℃;峰值氧化温度分别在403℃和410℃。催化剂经硫化后,n(Nd)∶n(Pb)∶n(K)=2∶1∶10和n(La)∶n(Pb)∶n(K)=1∶1∶2时催化剂的起燃温度分别为352℃和357℃。表明稀土金属La、Nd的加入提高了催化剂的催化活性、吸水性及抗硫中毒性。     

铁基矿物质对西部煤热解特性的影响

以神东、新疆煤为研究对象,采用微量热重、常量固定床实验装置分别对原煤、脱矿煤、载铁煤在热解过程中的质量变化和气相产物进行了对比分析,研究了铁基矿物质对煤热解特性的影响.结果表明:煤热解出现最大失重速率和气相产物最大释放量的温区均与煤的变质程度有关,较低变质程度的神东煤在450℃左右出现最大失重,而新疆煤则为600℃;神东煤热解生成CH4,CO和CO2的最大释放温度小于新疆煤.载Fe煤热解过程中生成的气相产物总量大于原煤和脱矿物煤,显示了Fe的催化作用.该催化作用主要表现在热解达到最大失重速率的温度之后的缩聚阶段,这引起了H2的生成量增大.Fe的催化作用受煤变质程度的影响,对变质程度较低的神东煤的作用明显大于新疆煤.     

义马煤的热解及产物分布的研究

利用DTA,TG与红外光谱对义马煤的热解行为进行研究.考察了升温速率,样品粒度以及催化剂等因素对义马煤热解的影响.结果表明:随着升温速率的提高,热滞现象明显,热解的总产气量也随之增多;粒度越小,热解速率越大;Fe2S3在热解过程中的催化作用较明显,可使煤的热解失重率提高7%;热解过程中有机质发生裂解、缩聚等反应,导致义马煤热解后所得固体残留物中羟基有较明显的增加,而脂肪基团、环烷烃基团含量明显减少.     

Al_2O_3对中温变换催化剂活性的影响

氧化铬属剧毒物质,至今仍是一氧化碳变换催化剂的重要助剂。本研究致力于以无毒三氧化二铝代替氧化铬,为此对三氧化铝为助剂的新型中变催化剂的反应活性进行了系列测试。结果认为,三氧化二铝虽对活性不利,但可起良好结构助催化剂作用,如和其它填加物恰当配合,则新型无毒中变催化剂将有希望成功。     

传统热源与微波热源热解污泥特性的TG-FTIR分析

为了解不同热源作用下污泥的热解特性,实现污泥的资源化,采用TG-FTIR联用的分析方法对不同升温速率下污泥传统热解的失重特性和产物生成特性进行了研究,并与污泥微波热解对应的实验数据比较,探讨微波热解污泥的主要过程及特点.结果表明:微波热解的热重曲线与100℃/min升温速率的热重曲线相似,与缓慢热解时的3个阶段相比发生一定的交错.碳氢化合物热解过程中的脱羧基作用产生CO2,烷烃热裂解产生CH4,而未挥发的水分、CO2与污泥中焦炭的反应是CO的主要来源.微波热解条件下,微波能强吸收物质活性炭对CO和H2的产生有很大的贡献.