黏结性烟煤的催化破黏与气化研究

以平顶山瘦煤和兖州气煤为研究对象,利用等体积浸渍法考察了NaCl、KCl、Na_2CO_3和K_2CO_34种碱金属盐类对黏结性烟煤的破黏和催化气化效果。结果发现碱金属对黏结性烟煤具有显著的破黏作用,实验所用4种催化剂对煤样的破黏效果依次为K_2CO_3Na_2CO_3KCl≥NaCl;当每克平顶山瘦煤添加0.001mol的K_2CO_3时,与原料煤相比其气化活性指数可以提高10倍以上。     

典型高阶煤的催化气化特性研究

以碱金属盐（KNO 3 ）、碱土金属盐（Ca(NO 3 ) 2 ）以及过度金属盐（Fe(NO 3 ) 3 ）为典型的催化剂,研究了我国典型高阶煤--奉节煤的催化气化行为。催化剂与煤样通过浸渍方法混合,而后在1 000 ℃进行热解制焦,然后对所得焦样采用热重分析仪进行非等温CO 2 气化,并采用收缩核模型对气化机理进行了探讨。研究发现：奉节无烟煤焦本身很难气化,最大气化速率出现在1 100 ℃,然而随着催化剂的加入,其气化温度显著降低（100 ℃左右）,最大气化速率明显增大,催化作用随催化剂添加量的增加而加强,KNO 3 的低温催化作用较强,而Ca(NO 3 ) 2 和 Fe(NO 3 ) 3 在高温下有较强的催化作用;煤焦的催化气化过程分为过渡区和动力区,且随着催化剂的加入,动力区的起始温度大幅度降低;催化系数不仅与温度有密切的关系,与煤种类型以及催化剂的添加量都有着紧密的联系。     

CO_2和H_2O混合气氛下碱金属催化剂对神木煤气化性能的影响

为了考察神木煤同时在碱金属催化条件下,以及CO_2和H_2O的混合气氛下的催化气化特性,通过在线测量技术在管式炉内研究了H_2O和CO_2的混合气氛下CaCl_2和K_2CO_3作为催化剂对煤气化气相产物及速率的影响。结果表明:800℃时神木煤在H_2O和CO_2混合气氛下催化气化,H_2O浓度较大或CO_2浓度较大的气氛下有利于H_2或CO的生成,但在50%H_2O+50%CO_2气氛中,气化率和单位煤气化气体热值最低,分别只有88%和20 MJ/kg。CaCl_2和K_2CO_3对神木煤的气化具有非常强的催化作用,能提高神木煤的气化产量、反应速率以及产气热值。其中,K的催化能够延长高反应速率的持续时间,提高气化率约5%。而Ca能较大程度地提高前期气化速率近50%,并提高产气热值46%。     

地下催化热解对无烟煤焦结构的影响研究

由于地下热解或者气化的原料为几百米甚至千米以下的原始煤层,地面催化法很难直接用于地下催化热解或者气化。文章设计了特殊的地下催化热解法,在卧式热解反应器中使用Ca(OH)_2催化剂对新疆昌吉某无烟煤进行了催化热解实验,获得了催化前后的热解煤焦并对煤焦进行了比表面积、XRD及煤焦气化反应活性测试。实验结果表明:Ca(OH)_2活化了热解煤焦,使比表面迅速增加,孔径分布更加复杂;催化剂加快了煤中有机官能团的热裂解,阻碍了芳香族自由基的热缩聚反应,延缓了热解半焦的有序化与石墨化进度并使煤焦反应活性能力提高。     

提高小氮肥造气能力的有效途径

催化气化属于第三代煤气化技术,它的主要优点是能够明显加快气化反应速率,从而大大提高气化炉的生产能力。所以,近百年来许多学者对其进行了大量的试验室内的研究工作,评价了许多催化剂,一般认为K_2CO_3是活性最高的催化剂。因此,美国EXXON公司在气化过程开发装置上,以K_2CO_3为催化剂进行了放大试验。然而,到目前为止还没有人进行过催化气化的工业性试验。     

京西无烟煤蒸汽催化气化

本文介绍了在800℃常压条件下的固定床反应器中,用KOH和K_2CO_3作催化剂,对京西无烟煤进行了蒸汽催化气化研究,碳的气化速率最多增加20—30倍。其次,催化剂的活性是按NaOH、CaCO_3和Na_2CO_3的顺序降低的。催化气化的产品气大约有62％H_2、32％CO_2、5％CO以及小于1％的CH_4。除去CO_2之后,能够生成富氢还原气,适合于煤炭液化和冶金工业使用,是一种很好的工业燃料气。     

贫瘦煤模拟海水催化热解特性的研究

贫瘦煤地下催化气化过程无法使用固体催化剂,因此要研究廉价的液体催化剂。 为 了探索海水作为煤炭地下气化廉价气化剂的可行性,了解其中的NaCl组分对煤热解和气化 过程的催化作用,以3% 的NaCl溶液(模拟海水)作为催化剂,选取了块度约6cm的陕西王 斜煤矿贫瘦煤进行热解实验,测定了煤块内外升温速率和热解产物焦油的组成,研究了催 化剂对半焦孔结构的影响。 NaCl 催化剂负载量为 0.49% 和 0.53% 的大尺度煤块在 350℃~650℃温度段活化能与原煤相比分别降低39% 和45% ;催化热解焦油中苯系物含 量增加7.8% ,烃类含量煤样Ⅰ减少14.9% 、煤样Ⅱ减少32.4% ;催化热解煤焦的比表面积 显著大于非催化热解的煤焦;热解焦中—OH 键和* *C* *O 键的含量,煤Ⅱ焦<煤Ⅰ焦<原 煤。 结果表明:块状贫瘦煤热解过程中温度传递具有滞后性,海水对煤热解和气化过程有 一定的催化作用。     

灰化温度对准东煤灰组分分析的影响

采用等离子低温灰化法和国标缓慢灰化法,在灰化终温T200,500和815℃下,分别制备了3种准东煤的灰样,使用XRF,TG-DSC和XRD分析比较了灰化温度对灰组分分析的影响。实验发现,准东煤中Al,Si,Ti等在灰化过程中基本无释放,Na/Ca/Mg在500℃时有少量释放,在815℃时大量释放。中温灰与低温灰的矿物组分相似,主要区别是低温灰中的高岭石在中温灰中转变成了偏高岭石。低温灰中仍有部分未充分氧化的有机质。而高温灰与中、低温灰相比有明显差异。准东煤灰成分分析不宜采用现有国标中的缓慢灰化方法,而应使用等离子低温灰化法或者采用灰化终温不超过500℃的缓慢灰化法。     

负载铁沸石催化剂催化氧化降解偶氮染料活性黑5的研究

采用浸渍法,以FeSO_4溶液为浸渍剂对沸石进行浸渍制备负载铁沸石催化剂。研究了H_2O_2存在条件下负载铁沸石催化剂催化氧化降解染料活性黑5的性能及机理。结果表明,负载铁沸石催化剂对染料活性黑5的催化降解效果明显优于未负载沸石,其最优制备条件为FeSO_4溶液浓度0.1 mol/L,浸泡时间12 h,焙烧温度450℃,焙烧时间3 h;在反应时间为60 min,反应温度30℃,染料废水p H为3,H_2O_2浓度为200 mg/L,催化剂投加量1.5 g/L的条件下,活性黑5降解效率最高,为98.9%。负载铁沸石催化剂催化氧化降解偶氮染料活性黑5过程中,·OH自由基起主导作用。     

不同煤气化时硫酸钾和硫酸亚铁复合催化剂的研究

在加压固定床微分反应器中,以四种气煤为原料,在氧化和还原气氛条件下研究了硫酸钾和硫酸亚铁复合催化剂。该催化剂在氧化条件下催化活性优于单独使用硫酸钾或硫酸亚铁,对于高灰、高硫煤均得到了好的催化效果。在还原气氛条件下,不仅活性超过了硫酸钾和硫酸亚铁,而且甲烷选择性超过了碳酸钾,对于低灰和低灰高硫煤催化效果显著,但高灰分煤使催化剂钝化。在以水蒸气作气化剂时,产品气的主要成分为CO_2和CO(H_2),而以H_2或H_2/H_2O作气化剂时,产品气主要组分为CO和CH_4。     

煤田火区氧化煤分阶催化气化及作用机理

煤田火区热量较大，火区高温会对周围煤体造成影响，在火区受到有效控制或蔓延至其他区域后，往往在火区边缘或邻近煤层形成数量较大的氧化煤。与原始煤炭相比，氧化煤热值低、灰分高，难以作为常规燃煤利用，目前多与优质煤混合利用，导致混煤整体燃烧热值降低且炉渣量增加，严重影响电厂锅炉运行效率。为了更好地利用氧化煤，实现资源利用最大化，提出了氧化煤的分阶催化气化思路，并提出使用价格低廉的膨润土作为高温阶段的催化芯材，通过分阶式催化剂分别实现氧化煤气化过程的初期快速活化和后期催化气化，从而实现氧化煤高效气化利用。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和孔隙分析表征氧化煤催化气化过程中关键结构演变特征，并利用热重质谱联用开展气化实验，通过特征参数分析气化前期和后期反应特点。结果表明：分阶式催化剂由外层K₂CO₃和内层膨润土构成，其表层K₂CO₃能明显促进氧化煤初期热解过程中孔隙结构的形成，在气化初期产生大量微孔结构，增加氧化煤与气化剂CO₂的接触面积，提高氧化煤反应活性；含Na⁺阳离...     

伊宁长焰煤催化热解产物收率的研究

煤的催化热解对煤的有效利用具有重要意义,利用格金低温干馏炉研究四种催化剂CaO、MgO、K2CO3和Na2CO3在不同添加量条件下对新疆伊宁长焰煤热解产物收率的影响。结果表明:随着添加量的增加,碱土金属氧化物CaO和MgO均可以提高半焦收率、降低焦油收率,而碱金属碳酸盐K2CO3和Na2CO3均提高煤气收率、降低焦油和半焦收率,对总水收率影响不明显。     

焦作无烟煤催化气化反应动力学研究

本文通过大量的小型固定床试验,对焦作无烟煤的催化水蒸气气化反应进行了系统的宏观动力学研究。结果表明:钾和钠的碳酸盐、硝酸盐及氢氧化物对焦作无烟煤的水蒸气气化反应均有一定的催化作用,催化活性的顺序为KOH≈NaOH>K_2CO_3>KNO_3≈NaNO_3>Na_2CO_3。在不加催化剂的情况下,气化反应的表现反应级数为n≈0;而在有催化剂存在的条件下,表观反应级数受气化条件(主要是气化温度和催化剂浓度)的影响而不确定,但变化范围为0相似文献   

煤中矿物质在气化反应中的催化作用分析

综述了煤气化反应催化剂类型 ,介绍厂金属化合物的催化作用。以煤中矿物质及其在气化反应条件下的转化产物为据 ,说明了煤中矿物质对气化反应的催化效应 ,指出了以煤中矿物质为催化剂 ,对于简化气化工艺设计、节约能源、降低成本以及环境保护等方面具有积极的意义。     

K-/Ca-/Fe-化合物对煤焦催化气化作用特性

为考察不同催化剂（K-/Ca-/Fe-化合物）的催化特性,在STA 449F3同步热分析仪上开展了小龙潭（XLT）褐煤、府谷（FG）烟煤和高平（GP）无烟煤等3种不同煤阶煤焦催化气化实验研究。研究发现,与原煤焦的气化过程相比,添加不同种类的催化剂后,3种煤焦的初始气化温度有不同程度的降低,最大可达200 ℃左右;其中催化剂的活性排序为：K2CO3>Na2CO3> KCl>Fe(NO3)3>CaO。碱金属类催化剂良好的催化作用源于其受热条件下流动性好,从而能很好地分布于C基质表面,而Fe-,Ca-催化剂由于其具有更高的熔融温度,流动性较差,更多的还是体现在煤孔隙结构变化对气化反应速率的影响。     

催化剂对煤直接液化残渣气化反应性的影响

通过对神华煤液化催化剂的XRD分析以及催化剂对残渣气化反应影响的研究,发现液化残渣催化剂的存在形态为磁硫铁矿;经过热解制焦后,催化剂残留的主要形态是磁黄铁矿。对脱除矿物质和添加液化催化剂的残渣半焦进行水蒸气和CO2气化,在水蒸气气化反应过程中,催化剂对残渣半焦的气化反应性影响不大,这主要是由于水蒸气气化反应过程中生成了较多的H2S气体,使催化剂中铁元素的催化作用受到了抑制,降低了残渣在水蒸气气化反应中的气化反应性;在CO2气化反应过程中,由于产生的含硫气体比较少,催化剂中铁元素对残渣半焦的CO2气化起到了一定的催化作用。     

Co改性Fe_2O_3/AC催化剂低温SCR脱硝性能

以活性炭(AC)为载体,铁、钴为活性组分,采用等体积浸渍法制备Fe_2O_3/AC催化剂和Co-Fe_2O_3/AC催化剂。探讨了铁含量和钴对催化剂低温脱硝性能的影响。结果表明,当铁负载量为10%时能够取得比其它负载量较佳的NO转化效率;由于铁的存在,钴添加后能够均匀分散在催化剂表面,提供了更多的催化活性位,从而改善了Fe_2O_3/AC催化剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝活性。当Co/Fe质量比为0.7时,催化剂表现出较佳的脱硝效果。     

丙酸钙高温协同脱硫脱硝的试验研究

在管式炉反应器上对丙酸钙高温条件下脱硫脱硝效果进行了试验研究。试验结果表明,煤中添加丙酸钙燃烧,硫、氮析出速率明显降低,SO2、NO排放量显著减少,1 000 ℃、按钙硫比为2的量向聊城贫煤中添加丙酸钙,单位质量煤粉SO2、NO排放量分别减少了6466%和4869%;脱硫脱硝效果受燃烧温度、煤的含硫量、钙硫比的影响;低温有利于脱硫,高温有利于脱硝;在相同钙硫比添加量下,煤种含硫量越高,丙酸钙脱硫脱硝效果越好;增大钙硫比可提高脱硫脱硝率,按钙硫比为2可以获得较为理想的脱硫脱硝率,继续添加丙酸钙,脱除效率提高不明显。     

机械研磨烟气灰的活性评定过程研究

烟气灰是锰铁合金生产过程中排出的一种工业废渣。对烟气灰进行机械研磨,利于其潜在活性被激发,随着粉磨时间的增长,烟气灰的比表面积增大,活性激发效果较好,但粉磨时间过长,细度过细,则会降低烟气灰的活性。采用Ca(OH)2剩余量测定、X射线衍射分析等方法对机械研磨烟气灰的活性进行评定,结果表明:随粉磨时间的增长,烟气灰中晶体结晶度降低,活性评定体系中的Ca(OH)2剩余量减少,XRD图谱上Ca(OH)2峰值逐渐降低,但粉磨时间过长,由于微细粉体颗粒的团聚作用,导致体系中的Ca(OH)2剩余量较多,Ca(OH)2峰值反而较高,其中粉磨35min、即比表面积为765m2/kg的烟气灰的活性激发效果较好。     

CO2-水洗对准东高碱煤Na/Ca脱除性能的影响

煤炭是我国主要能源资源，而准东煤田作为我国最大的整装煤田，具有非常高的开发利用价值。但准东煤中Na、Ca等碱金属和碱土金属(AAEMs)含量较高，导致在工业生产中结渣沾污问题严重。为探究CO₂-水洗处理对准东高碱煤的脱碱效果及水洗过程溶液中Cl^-/NO^-₃等阴离子的分布特性，进行水洗/CO₂-水洗准东煤脱碱实验。在水洗温度为20、40、60℃,水洗时间为2、5、8 h等不同水洗条件下，对水洗/CO₂-水洗准东煤Na/Ca和Cl^-/NO^-₃的脱除性能进行对比分析，并对其他气体氛围下水洗准东煤脱除Na/Ca的可行性进行探讨。实验结果表明：随着水洗时间、温度及水煤液固质量比的增加，Na/Ca的脱除效率增加且增幅较大，滤液中Cl^-/NO^-₃等阴离子浓度也有所增大。当水洗时间为5 h、水洗温度为60℃、液固比为50∶1、CO_2...