褐煤超临界水气化制甲烷的催化剂比较研究

运用超临界水气化技术,在间歇式高温高压反应釜内,分析对比了KOH,K2CO3,Na2CO3和Ca(OH)2四种碱性催化剂及ZnCl2,FeCl3,CuCl2和AlCl3四种金属氯化物催化剂对褐煤在超临界水中气化反应制取CH4的影响.研究表明,反应条件为550℃,25MPa,水煤比10∶1,KOH与煤的质量比为20%,停留时间20min时,CH4产量由高到低的顺序为:KOH>K2CO3>ZnCl2>Na2CO3>AlCl3>Ca(OH)2>不加催化剂>FeCl3>CuCl2.实验发现,ZnCl2对CH4产量有促进作用,其主要原因为ZnCl2具有能促进中间产物降解生成酸,有利于酸催化反应,从而能更好地促进气化反应的进行.而KOH催化效率最高(110.2mL/g daf coal),比不添加催化剂时增加了1倍多,其主要原理为KOH在超临界水中的自由基反应及碱性金属对水气置换反应的促进作用.     

温度和催化剂对木屑炭二氧化碳气化的影响（英文）

通过热重分析仪和管式反应炉研究了温度和催化剂对木屑炭二氧化碳气化的影响。结果表明,提高反应温度有利于加快气化反应速率,增加CO产率及产气热值,同时有助于降低CO2及固体剩余物的含量,温度从850℃升至1 000℃,燃气中CO含量从28.86%增加到54.45%,热值从4.50 MJ/m3增加到7.95 MJ/m3,而CO2含量从64.34%减少到36.54%;2 g木屑炭气化后,固体产物从1.32 g减少到0.79 g。研究发现,催化剂CaCO3和K2CO3对木屑炭二氧化碳气化有促进作用,其作用效果与升温相同,K2CO3对气化反应的促进作用明显强于CaCO3。利用混合反应模型对添加催化剂前后的木屑炭二氧化碳气化动力学进行了研究,发现该模型适用于木屑炭二氧化碳气化反应,而且催化剂的添加有利于降低反应活化能和指前因子,木屑炭、添加CaCO3的木屑炭和添加K2CO3的木屑炭的活化能分别是94.509、81.740和50.271 kJ/mol;指前因子分别是1 208.428、428.825和19.965 min-1。     

福建无烟煤Na2CO3催化气化过程的比表面变化特性

基于福建建欣无烟煤添加不同量Na2CO3时热天平850℃的水蒸气气化实验,考察了热解气化进程中Na2CO3的自身分解及与碳反应的失重变化。比表面分析仪测定了不同转化率煤样的吸脱等温线的演变规律,在低Na2CO3含量及低转化率时呈现为一端封闭的窄狭缝型微孔结构为主的微孔吸附Ⅰ型特征,高Na2CO3含量及高转化率时转变为有两端开口的开放性中孔和大孔吸附的Ⅱ型特征,超过12%Na2CO3饱和度时显示出裂隙孔和墨水瓶孔表面的H4型回线特征。BET及T-plot模型计算表征了不同量Na2CO3及不同转化率时的比表面积及孔径分布特性,所有比表面积均呈现随转化深度先增后减的变化,Na2CO3催化剂的加入及分散增加了碳活性点位数及气化速率,引起更多微孔的开辟、交联和微孔表面积的减小,Na2CO3添加量越大,比表面积先增后减越趋平缓。12% Na2CO3饱和度时催化剂的充分填充与均匀分散,导致更多难转化碳表面上微晶结构活性位的增加,在气化进程中会引起大量微孔开辟与交联扩孔,在深度转化终止气化反应时,所有比表面积均接近零值,表明了催化剂添加饱和度时转化程度最大及气化过程的均一性。     

低灰熔点无烟煤煤焦与CO_2催化气化特性研究

利用碱金属碳酸盐作催化剂,对低灰熔点无烟煤煤焦与CO2的催化气化反应活性进行研究.结果表明,反应活性主要受温度、催化剂种类及担载量的影响,催化活性顺序为:K2CO3Na2CO3Li2CO3,煤焦的反应活性随着催化剂担载量的增加而提高;在反应过程中,催化剂与煤焦中的物质会发生一定程度的反应,生成不溶性盐;煤焦的比表面积会随着催化剂担载量的增大而减小,但催化活性反而增强,其主要受到催化剂提供的反应活性中心的影响.     

碳酸钾对生物焦水蒸气气化性能的影响

以落叶松炭、椰壳活性炭为原料,在微波固定床水蒸气气化装置上考察了碳酸钾添加方式和添加量对生物焦水蒸气气化性能的影响.结果表明:与传统的浸渍法相比,机械混合法操作简单,具有更高的水转化率、碳转化率、合成气产率、氢气产率,且气化气中合成气的占比更高.在生物焦催化气化过程中存在饱和K2CO3添加量,水蒸气气化反应活性越低的生物焦的K2CO3饱和添加量越高.在不添加和低K2CO3添加量的条件下,生物焦的气化性能主要取决于其原料的特性,而随着K2CO3添加量的增加,原料气化性能的差异逐渐弱化,K2CO3的催化作用占据主导,当添加量大于所有原料的饱和添加量之后,生物焦原料的差异性不再成为生物焦气化反应性能的影响因素.在饱和K2CO3添加量下,落叶松焦炭最高的水转化率和碳转化率可分别达到96％和72％,最高的合成气产率和氢气产率分别为每千克生物焦1268 g和105 g,分别是相同反应条件下未添加K2CO3反应体系的4.7倍和2.1倍.在显著改善生物焦的水蒸气气化活性的同时兼顾反应的经济性,质量分数1.25％～5％是较佳的K2CO3添加量.     

煤催化气化催化剂发展现状及研究展望

煤与气化剂(如水蒸气、CO2、H2和O2)之间的气化反应最有效的催化剂主要为碱金属、碱土金属以及过渡金属的盐类,根据其组成,详细论述了煤催化气化催化剂的特性。据研究,在气化反应中碱金属催化剂如Na、K等易与煤中矿物质如Si或Al反应致使催化剂失活,同时过渡金属易被煤中S毒化,这在一定程度上制约了煤催化气化工业化进程。论述了煤催化气化催化剂的研究方向,认为开发新型高效、低廉且易回收催化剂是有必要的。     

沉淀剂对Cu-Zn-Al-Mg甲醇合成催化剂性能的影响

采用二步共沉淀法,选取不同沉淀剂Na2 CO3、K2 CO3和NaHCO3制备Cu-Zn-Al-Mg合成甲醇催化剂,考察不同沉淀剂对催化剂性能的影响.采用N2低温吸附、XRD、H2-TPR和TG-DTG等对样品进行分析,结果表明,K2 CO3为沉淀剂时,催化剂前驱体中锌铝水滑石物相多且结晶好,Na2 CO3为沉淀剂时,...     

钌基催化剂用于直接法合成气制低碳烯烃反应

以γ-Al₂O₃为载体,通过等体积浸渍法制备钌基催化剂,用其进行催化CO加氢,研究制低碳烯烃反应中钌基催化剂的催化性能,考察催化剂的焙烧温度、工艺条件及碱金属助剂Na对钌基催化剂CO加氢反应的影响。结果发现,焙烧温度400 ℃制备的钌基催化剂具有最大的比表面积,在反应温度220 ℃、反应压力1.0 MPa和空速1 500 mL·(h·g)^-1条件下,可以保证较高的CO转化率及低碳烯烃选择性。碱金属助剂Na提高了催化剂催化活性,Na质量分数为4%6%时,钌基催化剂表现出最佳的CO转化率及低碳烯烃选择性。     

碱金属对CO加氢制备低碳醇Cu-Fe-Co基催化剂的影响

考察了碱金属(Li、Na、K、Cs)对CO加氢制备低碳醇Cu-Fe-Co基催化剂反应性能的影响.研究发现:碱金属的添加能明显降低甲烷化反应,提高催化剂活性,使醇分布向碳链增长方向转移;碱金属Na的添加对催化剂活性的提高影响最大,与未添加碱金属的催化剂相比,液体产物中总醇质量分数提高45.98%,其中C2+醇和C5+醇在总醇中的摩尔分数分别提高了21.88%和22.89%,尾气中CH4摩尔分数下降42.83%.XRD结果表明,碱金属的加入使Cu、Fe、Co三种组分在载体上分散性加强,增加了CO与活性组分的接触位点从而使碳链增长;FE-SEM结果表明,碱金属Na的添加提高了催化剂孔隙结构和活性组分的均匀性和稳定性,同时减轻了催化剂积炭现象,提高了醇收率.     

碱和碱土金属对气化焦气化反应性的影响

碱和碱土金属是气化焦气化反应的重要催化剂,其催化效果直接影响气化焦的气化效率。对不同碱或碱土金属与气化焦的混合物,以及不同比例Na_2CO_3的气化焦进行气化反应,研究催化剂种类和用量对气化焦气化反应的催化效果。结果表明,1 000℃和1 050℃下,催化剂的催化活性顺序为:K_2CO3Na_2CO_3Ca CO3;1 100℃下因催化剂高温释放以及Na_2CO_3催化活性显著提高,催化活性顺序变为:Na_2CO_3K_2CO3Ca CO3。气化焦碳转化率由高到低为:5%Na_2CO_31%Na_2CO_32%Na_2CO_30.5%Na_2CO_3无Na_2CO_3,气化焦的催化活性、最大反应速率和反应活性指数排序与气化焦炭转化率一致,表明催化活性并非一直随催化剂添加比例的增加而增加。     

KOH负载的不同催化剂催化合成生物柴油

采用湿法浸渍法研究了五种KOH负载的催化剂催化合成生物柴油反应,并采用XRD﹑SEM﹑CO2-TPD等方法对其进行结构和性能表征。结果表明,15%(质量分数,下同)KOH负载的CaO催化酯化活性最高,在醇油摩尔比16∶1,反应温度65℃,催化剂加入量为4%条件下,反应1h,脂肪酸甲酯收率达到97.1%。KOH负载的CaO催化剂中出现了K2O的晶相,15%CaO/KOH催化剂有更多的活性位点,有利于生物柴油酯交换反应。     

木炭水蒸气催化气化制取合成气

以木炭为原料,选用KOH、K₂CO₃、KHCO₃、KNO₃为催化剂,在上吸式固定床气化炉中,进行水蒸气催化气化制取合成气实验。考察了不同催化剂、催化剂用量、水蒸气流量、气化温度对木炭水蒸气气化的炭转化率、产氢率、气体组成体积分数和H₂/CO值的影响。实验通过炭吸收催化剂溶液来负载催化剂,实验结果表明：4种催化剂都可提高木炭气化效率,在浸渍相同质量分数的催化剂溶液下,催化活性顺序为KOH>K₂CO₃>KHCO₃>KNO₃。碳转化率及产氢率都随着催化剂溶液浓度的增加而增大,但浓度过高增加趋势逐渐变缓,催化剂溶液质量分数在4%~6%较为合适。增加水蒸气流量,气体产物中H₂体积分数增大,H₂/CO值增大。升高温度可促进炭气化反应,950℃时碳转化率和产氢率分别达到98.7%和145.23g/kg。实验可得到H₂/CO比1.53~4.09范围间的合成气,可用于合成甲醇、甲烷、二甲醚等燃料。     

沉淀剂对Ru/MgO-CeO2氨合成催化剂催化性能的影响

以K<,2>RuO<,4>为钌前驱体,通过共沉淀法制备了Ru/MgO-CeO<,2>氨合成催化剂.考察了5种不同沉淀剂对Ru/MgO-CeO<,2>催化剂的结构和性能的影响,并运用X射线衍射(XRD)、CO吸附、N<,2>物理吸附和H<,2>程序升温还原(H<,2>-TPR)等技术对催化剂进行了表征,讨论了沉淀剂对氨合...     

Transesterification of karanja (Pongamia pinnata) oil by solid basic catalysts

The transesterification of karanja oil with methanol was carried out using solid basic catalysts. Alkali metal‐impregnated calcium oxide catalysts, due to their strong basicity, catalyze the transesterification of triacylglycerols. The alkali metal (Li, Na, K)‐doped calcium oxide catalysts were prepared and used for the transesterification of karanja oil containing 0.48–5.75% of free fatty acids (FFA). The reaction conditions, such as catalyst concentration, reaction temperature and molar ratio of methanol/oil, were optimized with the solid basic Li/CaO catalyst. This catalyst, at a concentration of 2 wt‐%, resulted in 94.9 wt‐% of methyl esters in 8 h at a reaction temperature of 65 °C and a 12 : 1 molar ratio of methanol to oil, during methanolysis of karanja oil having 1.45% FFA. The yield of methyl esters decreased from 94.9 to 90.3 wt‐% when the FFA content of karanja oil was increased from 0.48 to 5.75%. The performance of this catalyst was not significantly affected in the presence of a high FFA content up to 5.75%. The catalytic activities of Na/CaO and K/CaO were also studied at the optimized reaction conditions. In these two cases, the reaction initially proceeds slowly, however, leading to similar yields as in the case of Li/CaO after 8 h of reaction time. The purified karanja methyl esters have an acid value of 0.36 mg KOH/g and an ester content of 98.6 wt‐%, which satisfy the American as well as the European specifications for biodiesel in terms of acid value and ester content.     

Catalytic steam gasification of Yallourn coal using sodium hydridotetracarbonyl ferrate

Catalytic steam gasification of Yallourn coal using sodium hydridotetracarbonyl ferrate was carried out in a semi-flow-type fixed-bed reactor at 873 and 973 K at atmospheric and high pressures. With Na[HFe(CO)₄] (Fe 1.67 wt%, Na 0.68 wt%), the steam gasification of the coal was more highly promoted than with Na₂CO₃ (Na 2.17%) and the coal was almost completely burnt out. The gasification rate decreased with increasing carbon burnoff with or without catalyst at 873 K, but increased in the presence of the catalyst at 973 K. Under pressurized steam (0.4 MPa), the catalyst exhibited higher activity. The char, obtained from Yallourn coal under argon at 823 K for 2 h, gasified under steam partial pressures of 0.4 and 0.8 MPa behaved the same as the original coal and no increase in gasification rate with steam pressure was observed. X-ray diffraction analysis showed that Na[HFe(CO)₄] was converted to Fe₃O₄ and Na₂CO₃ during the reaction.     

添加剂对铁精矿制备还原铁粉的影响

以铁品位70.25%、SiO2含量1.86%的铁精矿为原料,探究添加剂（CaO、Na2CO3、Na2SO4）对铁精矿制备还原铁粉的影响。采用热力学计算对添加剂与硅酸亚铁（Fe2SiO4）的反应进行了分析,其中CaO与Fe2SiO4反应的热力学条件最佳,反应起始温度最低为650 K。随后在1423 K下,研究了添加剂对碳-氢两步法还原铁精矿的影响。添加Na2CO3效果最佳,铁精矿粉经两步法还原、磁选后,所得产物中的T. Fe含量高达98.32%,SiO2含量低至0.93%;而添加CaO的产物中的T. Fe含量为93.27%,SiO2为1.65%。添加CaO可以抑制Fe2SiO4的生成,但由于金属铁将Ca与Si形成的新相（3CaO?SiO2）包裹在中心,使其通过磁选难以去除。     

The effect of precipitants on Ni-Al(2)O(3) catalysts prepared by a co-precipitation method for internal reforming in molten carbonate fuel cells

Ni-Al(2)O(3) catalysts are prepared via the co-precipitation method using various precipitants: urea, Na(2)CO(3), NaOH, K(2)CO(3), KOH and NH(4)OH. The effects of the precipitants on the physicochemical properties and catalytic activities of the Ni-Al(2)O(3) catalysts are investigated. The Ni50-urea catalyst displays the largest specific surface area and the highest pore volume. This catalyst also exhibits the highest Ni dispersion and the largest Ni surface area. Ni50-urea catalyst prepared with urea as precipitant and Ni50-K(2)CO(3) catalyst prepared with K(2)CO(3) as precipitant exhibit high pore volumes and good catalytic activities for methane steam reforming. The Ni50-urea catalyst exhibits the best physicochemical properties and shows good catalytic activity and a strong resistance to electrolyte contamination.     

碱金属Na对黑液水煤浆焦-CO2气化特性的影响

黑液中富含大量的碱金属Na及其化合物,这些碱金属将在黑液水煤浆焦气化过程中起到催化气化的作用.为了研究黑液水煤浆焦-CO2催化气化反应特性,采用XRD、SEM和热重分析技术对黑液水煤浆焦和普通水煤浆焦CO2催化气化实验进行分析,得到了焦炭表面孔隙分布情况、煤浆焦样和气化后残渣XRD分析结果,以及等温条件下气化反应时碳转化率数据.试验结果表明:黑液水煤浆焦表面密集分布很多"斑点"和微孔,说明碱金属Na盐在焦碳表面形成了活化中心点,它们在气化过程中起到催化作用;碱金属Na使焦样表面具有更强的反应位,削弱C-C键的强度,使气化反应更容易进行;同时由于碱金属催化剂在高温气化时将与煤中矿物质反应生成惰性物质,从而可能削弱催化效果.从黑液水煤浆与普通水煤浆XRD晶相分析中可以看出碱金属Na盐主要以氯化钠、硅酸钠形式存在,气化反应后生成的晶相组成主要是霞石和微斜长石.