碳酸盐中CO2气化生物质制合成气

以杉木屑为原料,CO₂为气化剂,熔融碳酸盐Li2CO3-Na2CO3-K2CO3(LNK)为热介质和催化剂进行气化制合成气(H2+CO)的研究,考察气化剂CO₂流量、CO₂通入方式、复合熔盐体系中添加的金属氧化物种类和Cr2O3含量等因素对气体产物组成分布及产率的影响。结果表明:CO₂流量显著影响气化反应的平衡;以鼓泡法通入CO₂时生物质的气化效果优于吹扫法的情况,CO₂流量为99.8 L/h时气化效果较好,合成气含量和产率分别达到61.4%和350.2 mL/g生物质;添加的金属氧化物中Cr₂O₃对生物质气化过程的促进作用优于MgO和Fe₂O₃,随着Cr₂O₃含量的增大,合成气含量先增大后略微减小,在Cr₂O₃含量为10.0%时最高,为67.9%。     

CH4/CO2催化重整制合成气的研究进展及前景

叙述了近年来CH4/CO2催化重整制合成气的研究进展,指出,焦炉煤气重整可减少温室气体排放,并节约能源。     

高压CH4-CO2重整制合成气研究进展

在研究国内外关于高压下CH4-CO2重整制合成气文献的基础上,讨论了高压下CH4-CO2反应热力学、反应特性及反应机理,提出了高压炭催化CH4-CO2重整的研究方案。     

炭催化CH4-CO2重整制合成气的研究

在石英固定床上进行炭催化CH4-CO2重整制合成气的研究,对反应前后炭催化剂的比表面积、孔容及孔径等作了分析。结果表明,在炭催化的条件下,CH4和CO2的初始转化率较高,然后逐渐降低至1个平稳的阶段。高温有利于CH4和CO2转化率的提高,同时也加速了CO2与炭催化剂之间的气化反应。空速对CH4和CO2转化率影响比较明显,空速越小,CH4与CO2转化率越高。CHa—CO2重整反应的最佳比例为1：1。此种状况下CH4和CO2稳定时的转化率分别为27％和65％。炭催化剂的比表面积、孔容、孔径等在反应前后均没有明显变化,说明积碳对炭催化CH4-CO2重整反应没有影响。     

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.     

焦炭体系下二氧化碳重整甲烷制取合成气

利用连续流动固定床反应器,研究了不同煤种制得的焦炭及反应器的操作参数对CH4和CO2转化率的影响,并用比表面孔径测定仪和扫描电镜对反应前后焦炭进行表征.研究结果表明:采用的几种样品中,灰分含量最低的铜川煤焦催化活性最好;但是在不同焦炭上反应气转化行为相似,初始转化率比较高,30 min后降低至一个相对平稳的阶段;较低的反应气流速和较高的反应温度有利于反应气的转化;焦炭粒径在0.53 mm以下适合进行动力学研究;反应后焦炭比表面积有所降低,反应过程中部分焦炭发生了气化.     

焦炭体系下添加剂对CO2重整CH4特性的影响

利用固定床试验装置,以SiO2、MgO和CaO为添加剂,在焦炭体系下进行了CO2重整CH4活性的试验研究,并分析了反应温度和CaO含量对重整反应的影响.利用热重分析仪和扫描电镜分别对重整过程中焦炭失重和反应后焦炭微观形貌进行研究,探讨了反应机理.结果表明:加入SiO2后,制得的焦炭催化活性降低,加入CaO和MgO后,制得的焦炭催化活性提高,且CaO优于MgO;温度对重整反应影响显著,随着温度升高,反应气转化率增加;CaO添加剂含量控制在15%~20%之间对反应速率的提高较合适,且CaO的添加使焦炭失重速率也有所提高.     

高活性Ni-Mo2C/ZrO2催化剂干重整甲烷制合成气

用浸渍法结合程序升温碳化法制备1Ni-5Mo_2C/ZrO_2与Mo_2C/ZrO_2,作为CH4和CO_2干重整制合成气反应催化剂。采用X射线衍射(XRD)、BET比表面积(BET)、X显微镜(TEM)对催化剂的结构进行表征,在常压固定床反应器上测试1Ni-5Mo_2C/ZrO_2与Mo_2C/ZrO_2催化剂在900℃时(空速为8000 cm~3·g~(-1)cat·h~(-1))重整CH4/CO_2(CH4∶CO_2=1∶1)的催化活性。研究表明,在甲烷干重整(DRM)反应中,催化剂的催化活性在7 h内保持稳定。由于1Ni-5Mo_2C/ZrO_2催化剂具有合适的孔径,丰富的表面孔以及Ni基载体之间的相互作用,CH_4和CO_2的转化率均达96%以上,H_2和CO现出高催化活性、产率,兼具优良的稳定性能。     

UV-TiO2-H2O悬浮体系光催化降解聚乙烯醇

在自制的圆柱状夹套光化反应器中，以6W(Emax=365nm)紫外光灯为光源，研究了聚乙烯醇(PVA)的光催化降解行为，探讨了催化剂用量、pH及外加氧化剂等因素对PVA的光催化降解效率的影响。结果表明，催化剂用量与pH是影响PVA光解的重要因素，在酸性和碱性条件下PVA更易于光催化降解。另外，外加分子氧与过氧化氢可以有效地提高PVA的光解速率。PVA与降解60min后样品的红外光谱(IR)分析表明，PVA光催化氧化降解过程中羟基氧化形成羰基，碳-碳键的剪切形成短链化合物，实现了长链的断裂。     

下吸式固定床的生物质O2/CO2分段气化流程模拟

建立干桦木屑在下吸式固定床气化炉中的Aspen Plus气化模型,该模型预测煤气组成和煤气热值,与文献试验结果吻合良好。利用灵敏度分析模块模拟了氧碳比、CO₂/C对气化结果的影响,并提出O₂/CO₂分段气化流程,对比常规的CO₂气化特征,分析了CO₂/C对气化结果的影响。结果表明,纯氧气化时可获得高H₂和CO浓度的气化气,但其净CO₂排放量较高,氧碳比增加使碳转化率逐渐增加、冷煤气效率先增加后降低;CO₂作为气化剂时,随着CO₂/C的增加,净CO₂排放量逐渐减少,但碳转化率及冷煤气效率大幅降低;与常规CO₂气化相比,O₂/CO₂分段气化在保持低CO₂排放量的同时,可有效增加气化过程中的碳转化率及冷煤气效率。     

热流量法测量高压CH4/O2/N2/CO2的层流火焰速度

热流量法成功应用在高压(0.5 MPa)下甲烷稀释气的绝热无拉伸层流火焰速度的测量.针对当量比为0.6～1.6、不同含氧量和固定含氧量时不同CO_2稀释度的火焰速度进行了实验和动力学探究.模拟采用GRIMech和HP-Mech两个反应机理,在不同压力下均给出了十分吻合实验值的预测结果.层流火焰速度的相对增量独立于当量比和压力的变化.总反应级数随氧含量提高和CO_2稀释度降低而增大,相同的绝热火焰温度的总反应级数相近.在不同稀释度情况下CO_2对层流火焰速度的热扩散贡献在50%以上,且随着压力提高,热扩散贡献减小而化学反应贡献增加.     

微波辅助下CO_2/水蒸气联合重整CH_4

在微波辐照生物半焦作用下,对CO_2/水蒸气联合重整CH_4开展实验研究,考查联合重整反应特性,讨论联合重整反应对合成气品质、生物炭损耗、表面特性和官能团的影响规律.结果表明,联合重整反应可以促进反应气转化,使得90,min反应时间内合成气的H_2/CO气体体积比平均值升至0.923,H_2/CO气体体积比值更接近1;与CH_4干重整反应相比,联合重整过程生物炭损耗问题更突出,90,min后生物炭余重率为93.18%,,但联合重整反应可以延迟生物炭表面特性的恶化;联合重整过程主要消耗内酯基和羰基官能团,其中消耗较多的内酯基推测是CH_4蒸汽重整所致.     

下吸式固定床的生物质H2O/CO2气化数值模拟研究

利用Aspen Plus 软件建立干桦木屑在下吸式固定床气化炉中的气化模型,模拟值与文献实验值吻合良好。利用Aspen Plus的灵敏度分析模块模拟分别以水蒸气（H₂O）和二氧化碳（CO₂）为气化剂时气化剂/生物质碳比（GC值）对气化结果的影响,并结合H₂O、CO₂各自的特点研究其复合气化。结果表明,H₂O气化时可获得富氢煤气,但其净CO₂排放量较高;CO₂气化时碳转化率及冷煤气效率较低,但净CO₂排放量较低;H₂O、CO₂复合气化使碳转化率及冷煤气效率略有降低,但可有效减少气化系统中的净CO₂排放量。     

生物质化学链气化制备高H_2/CO物质的量比的合成气

在自行研制的小型常压双流化床上进行生物质化学链气化制备高H_2/CO物质的量比合成气的实验研究.考察了燃料反应器温度对合成气组分、合成气H_2/CO物质的量比、烟气组分、碳转化率和冷煤气效率的影响,探讨了双流化床连续运行10,h的操作稳定性,并借助X射线衍射仪(XRD)与扫描电镜(SEM)对反应前后的载氧体进行表征.结果表明,燃料反应器温度为820,℃时,合成气中的H_2/CO物质的量比能达到2.45,;表征结果表明,载氧体在反应后主要成分由Fe_2O_3变为Fe_3O_4,且颗粒表面发生烧结.     

Ar提高CO2置换CH4水合物置换率研究

为验证Ar促进CO2置换CH4水合物实验方案的可行性,在自行设计的实验台上开展了可行性实验。通过设置不同的Ar/CO2的混合比例对照实验,研究在相同置换温度、压力条件下,充入不同Ar含量对置换过程中不同时刻CH4置换量、Ar和CO2的残余量及置换率的影响规律。置换实验的压力为3.5 MPa,温度为278.15 K,置换气体分别为纯CO2、Ar和CO2的混合气（混合比为1∶〖KG-2mm〗3、1∶〖KG-2mm〗4、1∶〖KG-2mm〗9）。实验研究表明：纯CO2置换CH4的置换率仅为46%,混合比为1∶〖KG-2mm〗3、1∶〖KG-2mm〗4、1∶〖KG-2mm〗9的混合气置换率分别为21%、63%和66%,所以Ar作为小分子气体添加剂促进了CO2置换CH4水合物,提高了CH4的置换率;随着充入Ar比率的增大,不同时刻CH4的置换量及置换率均有所提高,Ar和CO2的残余量有所减少;在置换反应的初始阶段CH4的置换率增长较快,在置换反应中后期,CH4的置换率变化平缓。     

浅谈高纯氮气中微量CO、CH4、CO2的测定

气相色谱法是快速、准确、灵敏的分析高纯氮气中微量CO、CH4、CO2最有效方法.此方法采用化学转化法使CO、CO2和H2在镍催化剂作用下转化为CH4,然后经过高灵敏度FID检测器检测,外标峰高(或面积)进行定量.其最低检测浓度为1PPM.     

La2O3对CH4氧化的催化机制

本文研究了Ｌａ２Ｏ３对ＣＨ４氧化燃烧和氧化偶联的催化机制。实验采用的是分子束技术，以及俄歇电子能谱（ＡＥＳ），四极柱质谱（ＱＭＳ）和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）等表面分析技术。实验结果表明ＣＨ４分子的平动能和Ｌａ２Ｏ３表面的晶格氧（Ｏ２－）是催化氧化ＣＨ４的两个关键因素。燃烧室内壁涂以稀土氧化物催化层将会提高燃烧效率和减少废气污染。