不同影响因素对煤焦气化特性的影响

为了消除内、外扩散对煤焦气化反应的影响,通过热重分析仪进行了3种煤焦的气化反应实验,气化剂为CO2.研究了焦样粒径大小、焦样质量和气化剂流量对气化反应的影响,最终确定消除内、外扩散时的实验条件.此外还研究了气化温度对煤焦气化过程的影响.根据实验结果选取了3种动力学模型进行拟合,选取最适合描述气化反应的模型.结果表明:煤焦粒径对气化反应没有影响;随着煤焦质量减少,煤焦气化活性增加,但煤焦质量降低至一定值后气化活性不再变化;随着CO2流量增加,煤焦气化活性增加,但CO2流量增加至一定值后气化活性不再变化.混合反应模型最适合描述煤焦的气化反应过程.     

平顶山高灰熔融性温度煤的气化反应性研究

介绍了平顶山地区有代表性的7种煤样在800℃～1 200℃下,其脱灰煤焦-CO2气化反应活性的实验,主要考察了煤种、灰含量及粒径对煤焦反应性的影响,实验结果表明:煤种对煤焦-CO2气化反应有明显影响;煤中灰分对煤焦气化反应的影响主要表现在两个方面,一是灰成分对煤焦气化反应的催化作用,二是灰熔融性影响煤焦气化排渣行为。脱灰既可以除去煤焦中具有催化作用的矿物质,又可以增大煤焦的内表面积。     

流化床气化技术对煤质的要求

介绍流化床气化技术特点,从煤的分类、工业分析、半焦与CO2反应活性、卤族元素和碱金属含量等方面,分析煤质对流化床气化技术的影响,得出流化床气化适合可气化高灰、高水、高灰熔点的劣质煤,要求煤半焦的CO2反应性高,灰熔点不能偏低,反应温度操作范围尽量大;原料中的卤族元素含量尽量低;碱金属含量低于2%。     

显微组分气化特性研究进展

煤的岩相特性是决定煤质的关键因素，并会对煤的加工利用产生重要影响．为了深入系统地研究煤岩显微组分的气化特性，综述了国内外对煤中各种有机显微组分的气化反应活性、气化反应动力学及气化反应活性与显微组分结构特性之间的关系等方面的研究进展．多数研究发现，煤中各种有机显微组分的气化反应活性是不同的，但由于采用的实验煤样和实验条件等方面的差异，不同研究者得出的各显微组分气化反应活性的规律性较差．     

水煤浆气化工艺过程的模拟研究与分析

以河南某煤种为反应原料,采用Aspen Plus流程模拟软件对水煤浆气化工艺过程进行了流程模拟,考察分析了气化炉内的氧煤比和煤浆浓度等原料条件以及气化温度和压力等操作条件对气化反应结果的影响,并将模拟结果与实验结果进行比较,结果表明：模型基本正确,在误差许可范围内,模拟结果与气化实验结果基本一致;氧煤比、水煤浆浓度和气化温度是影响气化反应结果的主要因素;气化压力则对煤气化反应结果几乎没有影响,但是加压气化有利于降低后续工段合成气压缩能耗。     

热解条件对煤焦气化活性影响的研究进展

简述了原煤性质与温度、压力和热解气氛等热解条件对煤焦结构和气化反应活性的影响;参考该领域的国内外研究成果,分析了热解条件影响煤焦气化反应活性的机理.由于实验设备和研究方法的差异,对温度和压力等热解条件对煤焦气化反应活性影响的评价不尽相同,但总体来讲,热解终温越高、停留时间越长、升温速率越快、热解压力越大,煤焦的气化反应活性越低;热解过程中,原煤性质的差异也会影响煤焦的结构和气化反应活性.煤焦的石墨化应该是导致煤焦气化反应活性下降的主要原因,因此,热解条件的改变,特别是温度和压力的改变对煤焦石墨化进程的影响值得进一步研究.     

煤焦与CO2及水蒸气气化特性研究进展

为了深入系统的研究煤焦与CO2及水蒸气的气化反应特性,综述了国内外对煤气化的主要影响因素、煤焦与CO2及水蒸气气化反应动力学、煤的结构特性在气化过程中的变化及CO2气化与水蒸气气化反应活性对比等方面的研究进展,并进行了总结。     

晋城无烟煤与杨树木屑共气化特性

为分析生物质对晋城无烟煤气化过程的影响,以晋城无烟煤和杨树木屑为试验对象,研究无烟煤、脱灰无烟煤与木屑在气化介质CO2下的共气化特性,通过热重分析法考察了木屑掺混比、升温速率、煤样脱灰处理等因素对气化过程的影响。结果表明,掺混生物质木屑能降低无烟煤、脱灰无烟煤共气化温度,且增加生物质掺混比例能显著降低起始反应温度;脱灰无烟煤共气化反应起始温度更低。10、20℃/min升温速率下共气化试验结果表明,升温速率对共气化过程有一定影响;低升温速率下开始气化反应温度低,高升温速率下最大质量变化速率值大;煤样脱灰处理后,失去矿物质使煤孔结构发达,生物质与气化剂反应活位点增加,能提高气化反应性。     

成型玉米秸秆气化的热重分析及动力学研究

以成型玉米秸秆为原料,采用热重分析方法,探讨气化剂CO2浓度和物料含水率对成型玉米秸秆气化过程中热失重的影响,并从动力学角度对气化特性进行分析。结果表明:生物质气化过程可分为水分析出、纤维素/半纤维素/木质素等有机物分解、焦炭气化三个阶段;CO2浓度为30%时,气化反应程度加剧,活化能和频率因子亦达到最大值;气化反应转化率随生物质含水率增大先增加后减少,少量水分促进气化反应,水分含量过高抑制气化反应;高含水量的生物质在气化过程中水分蒸发能耗比化学反应能耗大。     

固体热载体外循环逆流移动床生物质气化工艺

基于实验室外循环逆流移动床(ECCMB)催化气化反应体系进行了生物质气化实验研究。该反应系统由移动床热解反应器、气固逆流移动床气化反应器和提升管燃烧反应器组成。以白松木屑为生物质原料、煅烧橄榄石为热载体(催化剂)进行气化实验,考察了热解器温度、水蒸气质量/生物质质量(S/B)、原料粒度以及气化器床层高度对气化结果的影响。实验结果表明:反应器温度和S/B是影响气化产品分布的重要因素;随热解温度的升高,气体产率和化学效率显著提高,氢气含量也有所增加;水蒸气的加入不仅提高了产气率,焦油含量明显降低;原料颗粒粒度和气化器床层高度均对产品分布和化学效率产生不同程度的影响。     

CO_2气氛下CaO对煤焦气化的影响

在自行搭建的热重分析仪上,采用Ca O作为催化剂,CO2为气化剂,进行了煤焦的催化气化实验,分析了Ca O对气化过程的影响。研究表明:去离子水对气化反应无影响;Ca O对气化反应的催化效果明显,催化剂的添加饱和度为5%,高比例的Ca O会造成气化反应活性降低;较高的反应温度会造成Ca O催化效果降低;Ca O对浑源煤焦催化效果最好,贵州煤焦次之,对准东煤焦催化效果最差;Ca O对制焦过程会产生影响,进而影响到煤焦气化反应;提高制焦温度以及延长制焦恒温时间均会造成煤焦反应活性的降低。     

内蒙颗粒褐煤的气化特性研究

以粒度为5~10 mm的大颗粒内蒙褐煤为原料,分别以H2O(g)和CO2为气化剂,采用自制的煤炭地下气化模拟实验装置进行气化模拟实验,并测定煤气组分、气化残焦的微观结构,考察了气化剂种类、气化温度和气化时间对内蒙褐煤气化反应特性的影响。结果表明,CO2为气化剂时,随着反应温度升高,煤气中CO、H2、CH4含量越多,煤气热值也越高;以H2O(g)为气化剂时,H2含量随着反应温度升高而增大,CO含量则先增大后降低,CH4则降低,煤气热值最高可达12.19 MJ/m3;反应速率在气化约30 min时达到最大;H2O(g)气化的碳转化率、气化反应速率和煤气热值均高于CO2气化,表明H2O(g)作气化剂比CO2好。     

恒温下生物质与煤共气化特性研究

煤和生物质进行共气化不仅拥有煤和生物质单独气化的优点,还能够消除弥补煤与生物质分别气化时的缺点。在自行搭建的热重分析仪上进行了煤与生物质的共气化实验研究,研究了焦样粒径、CO2流量对气化反应的影响。研究了煤与生物质单独气化的特性,结果显示生物质的气化活性要高于煤;研究了煤与生物质共气化特性,发现在气化反应前期存在一定的抑制作用,气化反应后期存在协同作用。     

生物质流化床气化过程的数值研究

利用Fluent软件对生物质气化过程进行了模拟。首先研究了反应初始温度对反应装置最终温度的影响,结果显示初始温度在500~800 K内对最终温度的影响不是很明显;其次研究了用二氧化碳与空气、水蒸气混合物共同作气化剂时对最终气化产物的影响,结果表明气化剂中加入二氧化碳会提高一氧化碳和氢气的生成量,但是需要较高的反应温度。     

内蒙颗粒褐煤的气化特性研究

以粒度为5¹0 mm的大颗粒内蒙褐煤为原料,分别以H2O(g)和CO2为气化剂,采用自制的煤炭地下气化模拟实验装置进行气化模拟实验,并测定煤气组分、气化残焦的微观结构,考察了气化剂种类、气化温度和气化时间对内蒙褐煤气化反应特性的影响。结果表明,CO2为气化剂时,随着反应温度升高,煤气中CO、H2、CH4含量越多,煤气热值也越高;以H2O(g)为气化剂时,H2含量随着反应温度升高而增大,CO含量则先增大后降低,CH4则降低,煤气热值最高可达12.19 MJ/m3;反应速率在气化约30 min时达到最大;H2O(g)气化的碳转化率、气化反应速率和煤气热值均高于CO2气化,表明H2O(g)作气化剂比CO2好。     

生物质超临界水气化制氢技术的研究现状

介绍了国内外生物质超临界水气化制氢技术的研究进展,并对该技术的反应机理、影响因素、不同的催化剂、催化机理进行了评述.指出对气化反应机理的研究应该以关键化合物为基础;在反应器形式和催化剂一定的条件下,影响气化结果的主要因素是反应温度、进料浓度、加热速率、碱性化合物添加剂;碱性化合物添加剂和碳催化剂或金属催化剂结合使用可能会实现高效催化气化过程.     

煤与生物质共气化研究现状

介绍了煤与生物质共气化反应的机理;分析了气化温度、煤与生物质的掺混比例、气化剂、物料的掺混方式等因素对共气化过程的影响;对煤与生物质进行了热重分析、小型固定床气化和流化床共气化等试验研究;提出了煤与生物质共气化仍需进一步研究的重点。     

油渣水蒸气气化特性及动力学研究

为实现煤直接液化残渣的高效气化利用,以神华煤直接液化残渣所制半焦为研究对象,考察了气化温度、气化剂中水蒸气含量及油渣中残留催化剂对油渣半焦气化反应性的影响,采用混合反应模型,对数据进行拟合,求取动力学参数。结果表明:气化反应温度升高,气化剂中水蒸气配比增加,均有利于提高油渣半焦的气化反应性;油渣半焦与水蒸气的气化反应性强于脱灰油渣半焦;以反应性指数R'表示的油渣半焦气化反应性与以固定碳转化率和反应速率表示的反应性一致;利用混合反应模型求得的油渣半焦与水蒸气的反应总级数为0. 635 8～0. 721 7,活化能为149. 43～198. 85 k J/mol。     

无烟煤二氧化碳气化反应动力学研究

应用热分析原理以非等温方法研究二氧化碳与无烟煤的气化反应,并通过Freeman-Carroll微分法和Coats-Redfern积分法求解动力学参数.结果表明:不同分析方法和拟合区域会影响热分析结果;采用均相一级反应模型进行拟合,得到气化反应速率常数、反应活化能和指前因子.贵州无烟煤和山西无烟煤气化反应最佳温度区间接近,动力学参数相差不大.     

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.