热解和气化过程中焦油裂解的研究

介绍了在热解、气化过程中关于焦油裂解的研究,讨论了温度、压力、气氛、停留时间和加热速率对焦油裂解的影响．同时讨论了氧化钙对焦油裂解的影响,并对不同催化剂的催化剂活性进行了比较．     

煤裂解和气化过程中焦油裂解的实验研究

在热解和气化过程中产生的焦油 ,影响系统的正常运行 ,分析了煤热解和气化过程中温度、停留时间、压力、气氛、粒径以及床料等对焦油热裂解和催化裂解产生的影响 .同时 ,对比了不同催化剂的催化能力 .采用石灰石为催化剂 ,在 1 MW热态实验台上进行了实验 ,研究焦油和煤气成分在循环煤气作气化剂时不同钙硫比工况下的变化情况 .结果表明 ,石灰石的加入降低了焦油产率 ,提高了煤气产率 ,改善了煤气质量 .     

氧化钙催化活性在焦油裂解过程中的变化规律

在以循环床锅炉循环灰为热载体、部分气化产生的半焦为锅炉燃料的煤的部分气化技术中,循环灰中的氧化钙对降低焦油产率、提高煤气产率是有利的。以焦油中的苯和甲苯为对象,用固定床反应器实验研究了焦油裂解过程中反应对氧化钙催化活性的影响,测定了失活系数,探讨了失活机理。实验结果表明,随着积碳量的增加,氧化钙颗粒的比表面积和空隙率减小,裂解反应速率下降,裂解产物中碳的总产率增加。     

煤红外快速热解过程中床层对二次反应的影响

针对煤快速热解研究中样品添加量少(mg级)、焦油收集难等问题,本研究利用压片法制备微薄厚度(mm级)的煤层,并采用红外加热装置考察大添加量(g级)、微薄煤层的快速热解特性。对比堆积煤样和不同煤压片厚度(1.5~3 mm)与个数(1~2)的压片煤样热解特性发现,压片煤层热解过程的二次反应受到明显抑制,焦油产率急剧增加,在1000℃时达9.96%,为格金分析的1.5倍,实现油气产量的同步增长。模拟蒸馏分析发现,堆积状态下焦油以沥青质为主,而微薄煤层制焦油含大量轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油。GC-MS和FTIR分析表明,随煤层厚度和个数的减少,焦油组分和含量提高,芳香烃类和含氧官能团吸收增加,进一步验证煤快速热解过程中煤层厚度对焦油产率和品质的影响,揭示在二次反应充分抑制下煤高温热解的初级反应特性。     

半焦催化裂解煤热解焦油模型化合物的研究

在固定床反应器内研究了不同半焦催化剂对煤焦油模型化合物(甲苯、环己烷、正庚烷)的催化裂解效果.结合BET、XRD、SEM-EDS等表征手段,对催化半焦的性质进行分析,采用FTIR对液相产品进行分析.结果 表明,活化后半焦的表面积增大,半焦表面的金属矿物质含量增加,都会提高其对焦油模型化合物的催化裂解能力.通过FTIR对...     

半焦催化裂解煤热解焦油模型化合物的研究

在固定床反应器内研究了不同半焦催化剂对煤焦油模型化合物(甲苯、环己烷、正庚烷)的催化裂解效果。结合BET、XRD、SEM-EDS等表征手段,对催化半焦的性质进行分析,采用FTIR对液相产品进行分析。结果表明,活化后半焦的表面积增大,半焦表面的金属矿物质含量增加,都会提高其对焦油模型化合物的催化裂解能力。通过FTIR对3种不同模型化合物经AC-15催化剂作用后的产物分析可知,环己烷主要发生了开环反应,正庚烷主要发生了脱氢反应,甲苯被裂解产物的芳香性有所下降,最终生成一系列链烃化合物。     

生物质热解焦油的热裂解与催化裂解

生物质气化过程中产生的焦油对气化系统和用气设备都有极大的危害。为了开发适合于商业应用的焦油缩减方法,探索达到最优焦油脱除效果的操作条件,在固定床反应器上,利用石灰石、白云石、高铝砖作为催化剂研究了生物质(稻秆、稻壳、木屑等)热解焦油的催化裂解反应,利用炭化硅作为热载体研究了焦油的热裂解反应,对热解煤气中焦油含量的变化以及热解煤气组成和热值的变化进行了比较,并对裂解温度、气相停留时间等因素对裂解效果的影响进行了探讨。实验发现,600-900℃范围内ηtar随裂解温度升高而升高,900℃时热裂解条件下可达60％,而催化裂解条件下可达90％以上。0．5～1s范围内,ηtar随停留时间增加而升高,幅度约7％～10％。相比于原始煤气,裂解后煤气组成出现了较大变化,热裂解后煤气热值增加,而催化裂解后煤气热值下降,且热裂解与催化裂解处理后煤气组成也有较大差异。     

提高煤加氢热解焦油产量的途径分析

结合煤加氢热解最新研究进展，从煤加氢热解焦油形成机理出发，综合论述了提高热解焦油产量的６条途径和方法。提出煤－焦炉气催化加氢热解的新构想，以期实现“煤→热解煤气内循环→焦油”新工艺。     

煤热解富产焦油的工艺评述

本文在综合评述煤加氢热解工艺、煤甲烷共热解工艺及煤焦炉气共热解工艺的基础上，提出煤焦炉气催化热解新方法，以期实现煤催化热解富产焦油的新工艺，为煤非燃料利用开辟一条新的途径。     

流化床稀相段对焦油裂解的影响

为降低煤在热解过程中的焦油产率 ,在一流化床稀相段考察了温度和停留时间对焦油裂解的影响 .结果表明 :焦油转化率随着温度和停留时间的增加而明显提高 ,但其增长幅度却逐渐变小 ,说明继续升高温度和停留时间对降低焦油产率的作用在逐渐减小 .同时温度或停留时间的增加也促进了 H2 ,CO和 CO2 产率的增长 ,对脂肪烃类的影响比较复杂 .在不同温度下 ,气体热值随停留时间的增加均呈下降趋势 .     

PARAMETRIC SENSITIVITY IN FIXED BED REACTOR WITH CO-CURRENT COOLING

1 INTRODUCTIONWhen an exothermic reaction is carried out in a fixed bed reactor,there exists an axialtemperature profile exhibiting a maximum,known as the hot spot.In certain regions ofthe parametric sensitivity,the hot spot temperature undergoes very large increases forsmall changes in one or more inlet parameters,and this phenomenon is called runawayand the corresponding inlet condition is known as the critical.The reactor will be outof controlled beyond this condition and brings about a bad influence on process con-     

平行流列管式固定床反应器分布板的开孔规律

采用动量方程建立了平行流列管式固定床反应器管外流动模型，计算出管外压力分布和速度分布，并用角度为６０°的片状平行流试验模型加以验证，试验结果和模型计算结果取得了良好的一致性。在此基础上，研究了实现管外流动和传热均布的分布板环隙和小圆孔的调节方法。     

固定床反应器基于RBF网络的推断控制

<正>一些研究者基于简化机理模型,讨论了固定床反应器的推断控制。然而,工业过程中有许多固定床反应器的机理模型尚难以建立,而且由于固定床反应器特性的复杂性,模型简化和状态估计器的设计等具有较大的困难。因此,基于“黑箱”模型研究固定床反应器的推断控制可能是一条十分有效的途径。Budman等人提出用部分最小二乘法(PLS)以改进回归模型的性能。他们对实验室固定床反应器,假设沿反应器轴向的十点温度可以测量,并据此建立回归模型,然而由于固定床反应器具有严重非线性和时变等特性,用PLS法建立估计器仍有局限性。另外,实际的固定床反应器可能只有少数几个温度可以测量。因此其面向应用的推断控制策略的研究有十分重要的意义。     

边流效应对固定床吸附器穿透曲线的影响

在半工业吸附装置上实验研究了边流效应对固定床吸附器穿透曲线的影响,建立了非定态二维数学模型描述这种影响．实验结果表明,在床径／粒径比为90时,固定床内边流效应对穿透曲线影响仍很大,中心与壁面穿透时间相差可达4h,模型预测结果表明,实验结果与预测结果能很好吻合．     

MODELING OF GAS OIL CATALYTIC CRACKING IN A FIXED BED REACTOR USING A FIVE-LUMP KINETIC MODEL

A five-lump kinetic model had been developed for modeling of gas oil catalytic cracking. The experiments were carried out in a standard fixed bed micro-activity test (MAT) reactor. Distribution of the cracking product components was determined as a function of temperature. The sequential step optimization method was used to estimate the kinetic constants. A MAT reactor nonisothermal and the unsteady-state model was proposed. The overall heat of the reactions was established from the macroscopic difference of the products' and the reactants' enthalpies. The influence of the feedstock and the reactor temperature was discussed. The reactor and the kinetic models were validated using the experimental MAT results. Simulation results were in good agreement with the experimental data.     

CATALYTIC COMBUSTION OF NATURAL GAS IN A FIXED BED REACTOR WITH FLOW REVERSAL

A new application of the fixed bed catalytic reactor with flow reversal for combustion of natural gas is investigated by mathematical modeling and computer simulation. Comparison between the results obtained for this new reactor and those for a classic catalytic fixed bed is made. Inexpensive perovskite type catalysts containing no noble metals were used. It is shown that an appropriate choice of operating parameters (concentration and temperature of input gas mixture, superficial gas velocity, size and shape of catalyst and inert material, volumetric ratio between catalyst and inert material in the bed) allows for a methane combustion at must lower temperatures in the reactor with flow reversal than in a classic catalytic reactor. Under such a low temperature combustion, no nitrogen oxides are produced.     

OPTIMAL DESIGN FOR THE RESIDUAL OIL HYDRODEMETALLATION IN A FIXED BED REACTOR

A restricted diffusion model was used to investigate the optimal design for the residual oil hydrodemetallation in a fixed bed reactor. Based on the total lifetime activity, the optimal catalyst pore sizes and their corresponding optimal division locations in the bed were determined. The results indicate that the total amount of demetallation could be significantly improved by using a multi-layers reactor and the nonuniform activity catalysts. In addition, the influence of the Thiele modulus on the optimal designs were illustrated.