镁法烟气脱硫副产物热解回收MgO的研究

镁法烟气脱硫工艺是利用MgO浆液吸收烟气中的SO2,脱硫副产物经过热解还原为MgO后,可再次制浆从而实现吸收剂的循环利用。对某火电厂的脱硫副产物进行分析,发现每克干渣中含MgSO3 0.723 g（折算值）,具有良好的回收利用价值。分别考察了热解温度、恒温时间等热解条件对热解产物的影响,发现在热解温度750℃、恒温时间2 h时,MgO回收率可达到59.8%。热解温度低于750℃时,脱硫副产物单质硫析出占理论硫比例为6.0%;当热解温度达到900℃时,单质硫析出达到了24.0%。故在热解脱硫副产物时,应控制热解温度以减少单质硫的析出。     

朔州煤分质清洁利用研究

为实现对朔州低阶煤分质清洁利用,利用外热式中低温热解提质专有技术对朔州煤进行热解试验。结果表明,提质煤产率随着热解温度的升高而降低,煤气的产率随着热解温度的升高而增加;热解温度为700℃、时间7 h条件下,焦油产率达到6.29%。     

生物质快速热解制油试验及流程模拟

使用自主研发的流化床热解反应器对生物质热解制油进行实验研究,通过对不同实验温度450、500、525、550、580、610℃下得到的目标产物进行分析,得到了反应温度对生物油产率的影响规律。实验表明：550℃时,最大液体产率为42.5%（质量）;实验得到的不可冷凝气体的组分以CO、CO₂、CH₄和H₂为主,气相产物产率约为37.7%（质量）。在实验基础上,利用Aspen Plus流程模拟软件,建立了生物质热解制油工艺模拟流程,模拟分析了热解温度对生物油产率的影响,结果表明该模型能准确模拟实际热解过程,具有较好的适用性和可靠性。     

终温对油基钻屑热解产物分布和特性影响

页岩气开发处理过程中会产生大量对生态环境和人体健康造成严重危害的油基钻屑。为了实现油基钻屑的资源化利用，本文研究了热解终温对油基钻屑热解产物分布和特性的影响。结果表明，油基钻屑中的油水轻组分在50～250℃之间受热汽化逸出，碳酸盐在450℃之后大量分解，油基钻屑中的硫元素在气相中主要以H₂S形式存在。随着热处理温度升高，固相残渣收率明显降低，气相收率明显升高，油水收率缓慢升高。测试结果表明，在热解温度不低于300℃时，油基钻屑残渣的含油量可降低至0.3%(质量分数)以下。热解回收油组成主要为白油，沸程与柴油相当，油品品质优秀。油基钻屑热解的气体总产量随着热解温度的升高逐步升高。结果认为，在油基钻屑热解工业化的过程中，应该控制热解终温保持在450℃以下，以避免能量的浪费和有害气体的逸出，同时增加传热效率，保证物料热解完全。     

生物质催化热解制油及油品改性提质研究进展

基于国家碳中和背景，生物质作为一种重要的可再生资源，其有效利用至关重要。生物质热解制油具有规模化潜力，成为目前生物质利用的主要方式。生物质热解技术按照液化方式不同分为直接液化和间接液化，但生物质直接液化所得生物油组分不稳定，间接液化所得生物油品质取决于反应器型式、反应温度及催化剂类型等，不同制备方法的生物油品质差别较大，生物油改性提质成为其实际应用的必要条件。归纳比较了生物质热解过程中提高生物油品质的催化剂类型，着重综述了原生物油分离为轻质组分和重质组分后分别改性提质的技术路线，可转化为燃气、燃油甚至化学品，实现生物油的高值化。针对轻质油组分的改性方法有水蒸气重整制氢、催化裂解、加氢脱氧、催化酯化等，催化剂类型以分子筛及贵金属为主；而重质油组分水含量低、黏性大，相关提质研究较少，目前报道以加氢、裂化、酯化、添加溶剂、气化为主。生物油提质改性方法中，催化剂、氢源、耗能是限制其规模化、工业化应用的主要原因，降低催化剂成本及提高催化剂寿命、减少氢源使用或利用低成本氢源、简化工艺及降低反应温度是生物油提质技术发展方向。     

水热处理对褐煤提质及其热解产物分布的影响

为了提高褐煤利用效率,强化水处理技术对褐煤提质的影响,采用高压反应釜对褐煤进行水热处理,考察了水热处理条件对煤低温热解产物分布的影响。结果表明,处理后煤样的碳、氢含量增加,氧含量降低,水热处理对煤样有脱氧提质作用。处理温度为260℃时,热解焦油产率相对提高19%,热解水产率降低了20%。通过固体核磁共振(NMR)分析可知,水热处理温度在180~260℃条件下,煤中分子有机结构中的弱化学键有一定断裂,含氧官能团逐步减少,热解水产率降低;芳香碳含量基本不变,芳香侧链增加,热解时容易断裂形成焦油,达到提高煤焦油产率之目的。但水热处理温度过高时,其热解焦油产率下降。     

稻壳热解和生物油精制的研究

在一个间歇给料的流化床反应器中热解稻壳生产生物油,热解温度范围为450-650℃.在500℃,生物油的最大产量为53.8%.用色质联机研究了生物油的化学成分,确定了生物油的元素组成、密度、pH、黏度和热值.研究了生物油与柴油的乳化油的比例和理化特性,结果表明乳化方法是一种实用的生物油利用途径.     

低阶煤分质清洁利用多联产试验总结

为了指导晋北现代煤化工园区的项目建设,获得低阶煤热解后的提质煤、煤气、焦油和废水的产量、收率、组分等方面的数据,在不同工况下进行了为期2个月的低阶煤分质清洁利用多联产中试试验。试验结果表明:热解炉可将煤中90%以上的挥发分提取出来,生产出高附加值的油气产品;提质煤产率随热解温度的升高而降低,煤气产率随热解温度的升高而增大;在热解温度700℃、热解时间7 h的条件下,焦油产率达到最大值(6.29%);热解废水产率随热解温度的升高变化不大;煤气中CH_4含量较高,适合生产合成天然气。     

不同种类生物质热解炭的特性实验研究

在管式炉上进行了生物质热解实验研究,分析了热解温度对生物质热解炭产量的影响规律,对比研究了农作物类和木材类生物质在相同热解条件下热解炭产量的差异,对生物质热解炭进行了电镜扫描分析,分析了不同热解温度下炭的表面结构特征。结果表明,生物质热解炭产量随热解温度升高而降低, 芸香木和稻壳的炭产量分别由300℃时的28.38%和45.84%降低到600℃时的7.55%和15.45%。在相同热解条件下,农作物热解炭产量普遍高于木材热解炭, 在400℃时稻壳糠热解得到的炭产量最高为30.32%,红胡桃热解得到的炭产量最低为19.23%。SEM分析表明,热解炭产物呈现多孔结构。     

循环镁法烟气脱硫产物中硫酸镁(MgSO_4)的热解研究

循环镁法烟气脱硫工艺是利用Mg(OH)2浆液吸收烟气中的SO2,脱硫副产物经过热解还原为Mgo,再次制浆从而使之被循环利用.继讨论了MgSO3的最佳热解条件后,本文旨在进一步研究MgSO4的热解条件,以便寻找回收脱硫副产物的最佳条件.优化各个因素后得到MgSO2的最佳热解温度为850℃,热解时间为2h.热解产物通过X-衍射、柠檬酸法CAA法进行分析,得出该条件下MgSO4的分解率、产物MgO的纯度与反应活性最佳.     

含油污泥在ZSM-5沸石上催化热解产物特性

采用U型固定床管式炉研究了含油污泥在ZSM-5分子筛催化剂上的热解产物特性。发现在450℃下未使用催化剂热解时,GC-MS和GC测得的油泥热解油产物中的主要成分为烷烃和烯烃,芳烃含量较低;气体产物中主要为短链烃类,氢气产量较少。而在ZSM-5分子筛的催化作用下,热解油中芳香烃产量达到88.4%,气体产物中的氢气产量和短链烃类产量均明显增加。研究了400～550℃之间分子筛对含油污泥的催化效果,发现ZSM-5在500℃时催化效果最佳,油相产率达到65.6%,油相中的沥青质和胶质含量较低,芳香烃产量达到90.9%。通过热重和XPS分析发现分子筛上的积炭主要以多环芳烃焦炭的形式存在。     

含油污泥在ZSM-5沸石上催化热解产物特性

采用U型固定床管式炉研究了含油污泥在ZSM-5分子筛催化剂上的热解产物特性。发现在450℃下未使用催化剂热解时,GC-MS和GC测得的油泥热解油产物中的主要成分为烷烃和烯烃,芳烃含量较低;气体产物中主要为短链烃类,氢气产量较少。而在ZSM-5分子筛的催化作用下,热解油中芳香烃产量达到88.4%,气体产物中的氢气产量和短链烃类产量均明显增加。研究了400~550℃之间分子筛对含油污泥的催化效果,发现ZSM-5在500℃时催化效果最佳,油相产率达到65.6%,油相中的沥青质和胶质含量较低,芳香烃产量达到90.9%。通过热重和XPS分析发现分子筛上的积炭主要以多环芳烃焦炭的形式存在。     

双循环反应系统中麦饭石催化提质生物质热解挥发分

以麦饭石作为催化提质床料,在双循环反应系统中进行了生物质快速热解挥发分的催化提质实验,考察了麦饭石提质床料、催化提质温度和提质循环速率对生物质快速热解产物的影响。和石英砂相比,麦饭石催化提质降低了焦油产率,但提高了焦油中轻质焦油的相对含量。同时,麦饭石促使生物油中的氧元素以H₂O、CO和CO₂的形式脱除,且主要以H₂O和CO的形式脱除,使焦油中烃类、酚类含量显著增大,酸类、酮类物质含量显著降低。催化提质温度升高更有利于焦油中的氧以H₂O和CO形式脱除,焦油中烃类相对含量随提质温度升高而增加,而酸、酯、酮类含量降低。提高催化提质循环速率,焦油中轻质组分相对含量增加,但焦油中烃类、酚类相对含量均降低。在提质温度520℃,提质循环速率5.5kg/h时,提质油品质较好,轻质焦油含量较高,酚类物质相对含量可达到46.37%。     

固体热载体热解中传热行为的Fluent模拟和实验

固体热载体热解(SHC)和外热式普通热解(CP)由于传热方式和热解挥发物经历温度场的不同,其传热行为和热解行为存在较大差异。采用小型密闭固定床反应器,以核桃壳(WS)为原料、石英砂(QS)为固体热载体,在石英砂预热温度800℃、QS与WS质量比9∶1条件下研究了传热行为和热解规律。采用实验和Fluent模拟两种方式研究了固体热载体热解过程的传热行为,并将温度场解耦为热解温度(T_WS)和挥发物温度(T_QS-h)。研究结果表明:相比于模拟所得的T_WS和T_QS-h最大值(490和612℃),实验数据(460和508℃)更小,实验过程存在散热现象。T_WS平均值■和T_QS-h平均值■的温差的实验值和模拟值分别为39和72℃,说明低温挥发物在逸出过程中经过高温石英砂层时发生剧烈的二次反应。相比于CP,SHC热解方式下的焦炭得率和气体得率更高,分别为67.42%和12.51%;油得率和水得率更低,分别为8.69%和11.38%。同时,SHC热解方式下的油中极轻馏分(VL...     

响应面法优化油菜秸秆真空热解液化工艺及生物油分析1

以油菜秸秆为原料,采用真空热解系统进行了制取生物油的中心组合实验研究,以热解终温、体系压力和升温速率为实验因子,生物油产率为实验指标,利用响应面法(RSM)对制备生物油的工艺参数进行了优化,并对在最优条件下制取的生物油进行了理化特性和化学组成分析。研究结果表明,热解终温、体系压力和升温速率对生物油产率有显著影响,热解终温和升温速率之间的交互作用显著;获得最佳热解液化工艺条件为:热解终温490.0℃、体系压力5.0 k Pa、升温速率20.0℃·min-1,在此条件下,生物油产率可达41.65%。与预测值42.00%较为接近。油菜秸秆真空热解所得生物油的含水量为33.85%,热值为18.65 MJ·kg-1,常温下的运动黏度为4.16 mm2·s-1,密度和p H值分别为1.14g·cm·3和2.32;生物油成分较为复杂,其中多种有机物可被进一步提取用作化工原料;生物油中羧酸、醛、酮类等腐蚀性和不稳定组分含量较高,需对其进一步精制,以提高其稳定性。     

废轮胎内构件固定床热解过程优化

通过分析废轮胎内构件固定床热解过程真空度和颗粒床层厚度对热解油收率和组成的影响,探讨废轮胎热解过程优化。结果表明：增大热解真空度和减小颗粒床层厚度均可促进热解油气更快地导出反应器,尽可能避免挥发分二次反应,从而显著提高热解油收率,但热解油中汽油馏分占比降低,馏分油占比升高;热解过程优化后（真空度为－5 kPa,颗粒床层厚度为10 mm）,热解温度对热解油收率和组成影响不明显,热解温度为550～900 ℃时,热解油收率始终保持在50.1%～51.6%（格金分析油收率在95%以上）,热解油中各组分占比无明显变化。     

城市污水污泥低温催化热解制油研究

污泥低温催化热解是一项具有污泥处理与能源回收双重性质的资源化技术。本文采用低温热解技术处理城市污水污泥,比较了在有/无催化剂条件下,停留时间和反应温度对热解产物产率及特性的影响。结果表明,催化剂的使用提高了污泥热解油的产率和品质,降低了产炭率。最大产油率所需的最优温度从450℃下降到400℃,最大产油率从34.53%增加到38.71%。     

轮胎胶粒及低温热解产物特性研究

为掌握废轮胎的低温无催化热解特性,本文作者对轮胎胶粒及其热解产物进行了研究,铝甑干馏实验研究表明500℃的干馏热解过程,能够实现轮胎胶粒充分热解,热解产生的油和半焦炭黑占原料比为90.7%;通过500℃干馏热解实验及固体半焦的铝甑干馏和工业分析表明,500℃温度条件能较好地实现轮胎胶粒充分干馏热解;但干馏加热时间较长,建议考虑强化热解炉换热工艺的措施。从热解油分析结果可知,其中含微量的灰分、沥青质等成分,在工业设计时应考虑避免油气回收时堵管等现象发生。     

新疆托里油砂的催化热解

利用固定床热解装置,考察了温度、氢气浓度、催化剂种类及催化剂与油砂的接触方式对新疆托里油砂热解特性和油砂油收率的影响及催化剂对热解反应活化能的影响. 结果表明,在N2气氛下,550℃时,油砂油收率最高,达44.52%(w);热解气氛中H2浓度增加可促进油砂油中饱和分的二次裂解,使油砂油收率减小,烃类气体产率增加,H2浓度为40%(j)时,饱和分含量降至28.96%(w),较纯N2气氛减少25.43%;以2%(w)的NiO, WO3, ZnO和纳米CuO为催化剂,油砂油产率分别增加15.77%, 16.87%, 3.79%和5.62%;金属氧化物催化剂与油砂的接触方式对油砂油收率有较明显的影响,NiO与油砂分层放置时有利于提高油砂油收率及品质,而纳米CuO和WO3更适合与油砂混合热解;ZnO, NiO和纳米CuO可有效降低油砂热解的活化能.     

低阶煤热解-气化-燃烧TBCFB系统模拟及优化

三塔式循环流化床(TBCFB)是基于低阶煤分质转化利用理念开发的新型工艺系统,包含热解、气化及燃烧三个主反应器。提出了采用半焦颗粒代替石英砂作为循环热载体的新工艺,并使用Aspen Plus建立了基于半焦颗粒的TBCFB系统模拟流程,寻求系统内物料转化和能量利用的适宜操作条件。结果表明,只需燃烧40%的热解半焦,即可满足低阶煤在600℃热解和60%的热解半焦在800.9℃进行水蒸气气化所需热量;与石英砂或高温灰相比,利用热容较高的半焦颗粒作为循环介质可以显著降低热载体循环量,与原煤质量比仅为5.5。综合气化产物组成、低热值和冷煤气效率等指标,适宜的水蒸气与反应半焦质量比为1.5。上述模拟结果对半焦循环TBCFB新技术的工业应用具有一定指导意义。