废弃活性炭化学链气化制富氢合成气

以废弃活性炭为原料,以Fe4ATP6复合载氧体为载氧体,在间歇高温流化床中考察了废弃活性炭化学链气化制富氢合成气反应的较优条件及复合载氧体的循环反应特性。结果表明,Fe4ATP6复合载氧体具有提供晶格氧及催化气化的双重作用,显著提高了碳转化率,促进了废弃活性炭气化过程,反应活性良好。废弃活性炭化学链气化制富氢合成气的优化反应条件：900℃、水蒸气流量为0.25 g·min^-1、OC/C比为1。在上述条件下,碳转化率达92.15%,合成气产量达1.20 L·g^-1,其中H₂产量为1.09 L·g^-1,平均浓度为55.30%。10次循环实验表明Fe4ATP6复合载氧体的反应活性略有降低,通过SEM、XRD分析载氧体的表面形貌、物质组成发现,载氧体反应后结构变化较大,粒径减小,生成了无反应活性的硅酸铁。     

生物质气化制富氢合成气的研究进展

生物质气化制取富氢合成气因其原料的清洁可再生性、产物应用方式的多样性被认为是最具发展前景的制氢方式之一。催化剂对调控生物质气化产物组成及焦油的裂解具有重要作用。本文综述了化石能源制氢、水分解制氢和生物质制氢方法,分析了生物质气化制氢的优势和局限性,以及存在的问题;重点介绍了生物质气化制氢的影响因素(气化剂、反应温度和催化剂)和用于生物质气化的主要催化剂种类(镍基、白云石和碱及碱土金属催化剂)及其特点,分析国内外生物质气化制取富氢合成气和催化剂的研究现状,探讨了催化气化制取富氢合成气的发展前景,提出有待解决的问题和研究方向。     

生物质炭水蒸气气化制取富氢合成气

以生物质炭为原料在上吸式固定床气化炉中进行水蒸气气化制备富氢合成气,考察了不同原料、粒径和催化剂对生物质炭水蒸气气化影响。结果表明,不同类型炭气化结果存在较大差异,其中木片炭气化结果最优,其次是玉米芯炭和稻壳炭,秸秆炭气化结果最差,木片炭产氢率最大为222.8g/kg。粒径的改变主要影响炭转化率,炭转化率随着粒径的增加呈增加趋势。通过炭吸收方式负载催化剂为有效的方法,其中在相同钾盐质量分数下,KOH催化能力较优于K₂CO₃,且气化速率为未加催化剂条件下的两倍。炭转化率随着碱液浓度的增加而增加,但浓度过高会增加灰分含量从而不利于产氢率,玉米芯炭催化气化最高产氢率为197.8g/kg,在碱质量分数为6%下获得。     

餐厨垃圾化学链气化制备合成气

利用溶胶凝胶法制备了Cu Fe2O4/ATP(凹凸棒土,attapulgite)载氧体,选取典型的淀粉类餐厨垃圾(大米和面食类厨余物)作为气化原料,在流化床反应器中对餐厨垃圾化学链气化制合成气进行了实验研究。通过考察操作温度、水蒸气流量和O/C摩尔比(载氧体释氧摩尔量与物料含碳摩尔量之比)对气化过程的影响,得到餐厨垃圾化学链气化的较优操作条件为:850℃、水蒸气流量1.0 g·min-1、O/C摩尔比0.5。在该操作条件下,合成气产量为0.822 m3·kg-1,H2和CO的平均浓度分别为45.74%和22.24%,碳转化率达到83.57%。经十次循环实验后,Cu Fe2O4/ATP载氧体晶相结构稳定,主要以Cu Fe2O4形式存在,载氧体局部轻度烧结,但仍具有优良的循环特性。     

生物质化学链气化制取合成气模拟研究

利用Aspen Plus软件建立生物质化学链气化制取合成气模型,对铁基生物质化学链气化制取合成气进行模拟计算,分析气化过程中温度和压力等因素变化对生物质气化制取合成气的影响,探讨了氧载体存在对生物质气化过程的影响.结果表明,H2和CO是生物质化学链气化产生的合成气中最主要的两种产物,气化温度的提高对气化过程是有利的,而压力的提高降低了气化效果,气化温度在800℃～850℃较为适宜;载氧体的存在能显著提高合成气的产率.     

胜利褐煤水蒸气气化制富氢合成气及其固有矿物质的催化作用

利用微型固定床反应装置,研究了内蒙古胜利褐煤水蒸气气化过程中H₂、CO₂、CO和CH₄生成规律及其固有矿物质的催化效应。原煤(SL-raw)、盐酸洗脱(SL-HCl)、氢氟酸洗脱(SL-HF)及盐酸洗脱液回添煤样(SL-HCl-Re)在水蒸气气化反应过程中,H₂、CO₂和CO生成速率存在明显差异,充分说明胜利褐煤中某些固有的矿物质对其水蒸气气化反应具有显著的催化作用,可大幅度提高其气化反应速率,并使其起始气化温度降低96℃,气化反应主体温度降低150℃以上,同时促进了合成气中H₂生成,抑制了CO的生成,使胜利褐煤水蒸气气化反应过程中一直维持着较高的H₂/CO摩尔比,SL-raw、SL-HCl-Re水蒸气气化所得合成气中H₂/CO摩尔比分别为17.3和4.3,而SL-HCl和SL-HF水蒸气气化所得合成气中H₂/CO摩尔比均只有1.22。SL-HCl和SL-HF水蒸气气化生成H₂、CO₂和CO的规律基本相同,说明起催化作用的物质是可溶解在盐酸洗脱液中的矿物质。经过分析,发现矿物质对胜利褐煤水蒸气气化反应的催化作用主要是通过提高水煤气变换反应(WGSR)速度实现的。最后结合文献报道提出了胜利褐煤水蒸气气化反应过程中矿物质的原位催化机理。     

基于化学链制氧的生物质气化产氢工艺

以Mn_2O_3/Mn_3O_4为氧载体,结合化学链制氧技术,建立了生物质氧气-水蒸气气化产氢工艺,并用Aspen Plus软件进行工艺模拟,研究了水蒸气/生物质质量比(S/B)、氧气/生物质质量比(O/B)和水蒸气/氧载体摩尔比(S/M)对系统性能指标(合成气组成、冷煤气效率、氢气收率、能量效率和效率等)的影响.结果表明,S/B对冷煤气效率、氢气收率、能量效率和效率影响不明显,对合成气组成影响较大,O/B对系统性能指标均有较大影响,S/M只对还原反应器温度有较大影响;当S/B,O/B和S/M分别为0.12,0.25和0.1时,系统总效率和效率分别为74.18%和65.42%,与传统工艺相比,效率提高了8.62%.     

化学链重整制合成气过程模拟

基于化学链重整原理,以甲烷为原料,运用Aspen Plus对化学链重整制合成气系统进行了模拟,并研究了燃料反应器温度TF、水甲烷比W/M及NiO甲烷比Ni/M对重整气组成、合成气产率Y、系统效率η影响。结果表明,化学链重整气组成模拟值与实验值吻合较好。提高TF,重整气中CO、H2O含量有升高趋势,H2、CO2含量略微降低;随着W/M增加,重整气中H2、CO2含量升高,CO含量降低,合成气产率Y几乎不变,系统效率η呈现降低趋势;Ni/M增加,重整气中H2、CO含量以及合成气产率Y呈现先升高后降低趋势,效率η下降,且Ni/M=0.8时,合成气产率Y取得最大值。     

废弃咖啡渣化学链气化反应特性

利用溶胶-凝胶法制备了以Fe₂O₃为活性组分,天然凹凸棒土(ATP)为惰性载体,KNO₃修饰的Fe4ATP6K1铁基复合载氧体。在高温流化床中考察了反应温度、水蒸气流量和O/C摩尔比对咖啡渣化学链气化过程的影响。结果表明,与以石英砂为床料的咖啡渣气化相比,以Fe4ATP6K1载氧体为床料的咖啡渣化学链气化对应的碳转化率由71.38%提高到86.25%。咖啡渣化学链气化的较优操作条件为:反应温度900℃、水蒸气量0.23 g·min^-1、O/C摩尔比1;在此操作条件下,合成气产量达到1.30 m³·kg^-1,氢气产量达到83.79 g·kg^-1,氢气的平均浓度达到52.75%。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)对900℃反应前后的Fe4ATP6K1进行表征,发现Fe相、K相、Si相可以发生相互作用,K以KFeSi₃O₈的形式存在于载氧体中,并且K在反应过程中有少量流失。20次氧化/还原过程中,铁基复合载氧体Fe4ATP6K1表现出较好的循环性能,碳转化率和冷煤气效率均保持在75%以上,各气体的平均浓度较稳定。     

生物质热化学催化转化制富氢合成气研究进展

综述了生物质经热化学催化转化制富氢合成气的研究进展,重点阐述了热解法、气化法、生物油催化重整法、超临界转化法等各种热化学转化技术以及转化过程中常用的天然矿石类催化剂、碱金属催化剂和金属催化剂对焦油脱除及气体组分特别是H2含量的影响规律,并对新型高效催化剂的结构设计及开发研究进行了展望.     

变压吸附制纯氧,富氧连续气化制合成气初探

论述了富氧制合成气、变压吸附制纯氧的技术特点，利用原Φ３０００ＵＧＩ间歇式煤气炉做局部改造、选择ＰＳＡ富氧常压连续气化工艺，可做到一炉变两炉、简化工艺、降低能耗、拓宽原料路线、投资省、见效快，收益大。     

生物质水蒸气气化制取富氢合成气及其应用的研究进展

生物质水蒸气气化是有效的热化学转化手段,可将原材料转化为富氢合成气,气体应用更加广泛,有替代化石能源制氢的潜在价值。不同的生物质资源气化和产氢能力存在差异,物料的选择对气化制取富氢合成气至关重要,而调整气化操作参数包括反应温度、水蒸气加入量、催化剂和吸收剂等可进一步优化合成气质量,提升氢气含量。本文首先综述了不同操作条件对生物质水蒸气气化制取富氢合成气的影响。其次,介绍了生物质炭气化制取富氢合成气的研究现状,炭气化可制得高品质的富氢合成气,但过程受动力学限制,需要加入催化剂以提升炭气化速率。文中还简述了以钾盐为催化剂时的催化机理,并展望了富氢合成气的应用,包括制备高纯氢应用于燃料电池和制备合成天然气。     

大连化物所化学链制合成气研究取得新进展

正近日,中国科学院大连化学物理研究所航天催化与新材料研究中心研究员王晓东团队在化学链法制合成气方面取得新进展:利用反应过程中铁基钙钛矿和Fe~0@氧化物间的智能切换,实现由甲烷或水-二氧化碳高选择性制备合成气(H_2/CO=2)。化学链(Chemical Looping)最初作为一种新型燃烧理念被提出,其目标是利用金属氧化物作     

水煤浆加压气化制合成气

水煤浆加压气化是一种技术先进、经济合理、三废易处理的新型煤气化法。国外研究开发了30多年,于80年代初实现工业化。国内于60年末就进行过探索试验,起步较早。从1979年起本所进行此项工作。目前模试已告结束,中试于1985年下半年完成化工试车及装置修改。1986年完成了设备结构和工艺条件试验、喷嘴评选试验,完成了为期8天的连续运转考核试验,已取得第一个煤种(陕西省铜川长焰煤)的试验数据。今后将完善中试装置,改进渣水处理等,提高计量精度和装备水平,使之成为该气化法国内第一套煤种评价装置。     

铁合金焦气化制合成气

本文介绍了铁合金焦固定床间歇气化制取合成气的生产技术 ,针对铁合金焦的特性 ,采用特殊的制气工艺条件和操作条件在工业生产装置上试烧取得了良好的结果 ,表明铁合金焦完全可以作为合成气生产的原料     

K-T炉气化制合成气

<正> 基本情况及技术经济指标1.导言K-T 炉的开发工作始于1936年,其目标是:——适用于各种能粉碎的固体燃料;——燃料能够全部气化;——粗煤气中 CO+H_2含量高;——产生的煤气在冷却过程中不含有任何能堵塞设备和管道的烃类或其它化合物;——煤气中的硫化物只要用简单方法就很容易脱除;     

生物质气化制合成气技术研究进展

介绍了生物质气化制合成气技术的优势和主要用途,着重论述了国内外生物质气化制合成气技术的研究进展,对存在的主要问题进行了分析和探讨,并对该技术的前景进行了展望,指出新型气化合成技术、高效气化反应器以及高效催化剂是今后研究的重点.     

磷石膏、褐煤化学链制合成气的研究进展

阐述了磷石膏、褐煤化学链综合利用的研究状况,包括单独用磷石膏作为载氧体的反应原理、以磷石膏为载氧体的褐煤化学链制备分成气现状;以改性磷石膏为载氧体的褐煤化学链研究进展及以其制备合成气的优点。针对磷石膏、褐煤化学链综合利用的研究状况,指出应对杂质对反应过程的影响进行研究,对优化合成气的制备进行动力学分析以及工业放大过程需进行数值模拟。     

烟煤直接气化制合成气可行性试验

目前的煤化工生产合成气都使用焦炭或白煤为原料,而对占我省煤炭储量的绝大部分烟煤不能利用,如何利用极其丰富的烟煤资源直接生产合成气而不需太大的投资和高技术的设备,这是一项十分有价值的科研项目。烟煤在常压下直接气化制合成氨,在我国进行过多次试验,1970年燃化部在河北省新军屯化肥厂采用粉煤对吹炉进行过烟煤气化试验,1971年在我省盂县化肥厂采用全下吹工艺进行过烟煤气化试验,这些试验都因没有组织足够的力量而未取得最后成果,应用于工业生产。1979年8月至1980年5月,     

水煤浆法加压粉煤气化制合成气

<正> 水煤浆法加压粉煤气化是近几年来开发成功的气化新工艺。它具有下列优点:①煤种适应范围宽,包括烟煤、石油焦和煤的液化残渣等;②反应温变高速1350～1550℃,不生成焦油、酚、高级烃等副产物,不污染环境;③产品煤气用途广,对合成气化学、金属还原冶炼、加氢工业和联合循环发电等有吸引力;④加压操作大幅度节省压缩煤气的动力,能耗低,如制氨,能耗低于1200万大卡/吨氨,低于鲁奇炉和KT炉。