CaO对神木烟煤煤焦-CO_2催化气化反应性及动力学影响研究

在常压、850℃-1 000℃气化温度、固定床上,研究了催化剂CaO含量对神木烟煤煤焦-CO2气化反应的影响,通过改进随机核化模型来计算煤焦气化动力学参数。实验表明:CaO的存在对煤焦-CO2气化反应有明显的催化作用。在850℃-950℃气化温度下,CaO质量分数在15%左右催化效果最好;在1 000℃气化温度下,CaO质量分数在20%左右催化效果最好;添加了催化剂的煤焦样品,指前因子和活化能之间存在一定的补偿效应。     

添加剂对煤焦催化气化特性的影响

在自行搭建的热重分析仪上进行恒温下煤焦的催化气化实验。通过添加剂对催化剂进行预处理,可能使得催化剂有着更好的催化效果。研究了氨水和冰乙酸两种添加剂催焦样催化气化的影响,催化剂分别为CaO和Fe(NO_3)_3。分别在780、810、850、900℃进行了气化实验。研究结果表明:两种添加剂对原煤焦的气化过程影响很小;对于CaO的催化气化,氨水能起到促进气化过程的作用,冰乙酸使得催化气化反应性降低;对于Fe(NO_3)_3的催化气化,冰乙酸能促进催化气化过程,氨水则使得催化气化反应性降低。     

负载型固体碱催化制备3,4-二甲基呋咱的方法研究

通过不同载体并采用浸渍法制备了KOH/CaO、KOH/MgO以及K_2CO_3/CaO 3种负载型固体碱催化剂,并应用于催化二甲基乙二肟脱水制备3,4-二甲基呋咱反应。考察了催化剂质量分数、反应温度、反应时间对催化剂性能的影响。实验结果表明,在3种催化剂活性组分质量分数为10%、反应温度为160℃、反应时间为60 min的条件下,3,4-二甲基呋咱的收率依次为92%、65%和63%。对KOH/CaO催化剂的催化条件进行了正交实验优化,结果表明,在催化剂质量分数为8%、反应温度为160℃、反应时间为50 min的最优条件下,3,4-二甲基呋咱的最高收率可达92%。KOH/CaO催化剂在重复使用3次后,仍有较高的催化活性。     

石油焦催化气化的研究进展

简述了可弃催化剂、过渡金属催化剂、碱金属催化剂以及碱土金属催化剂对石油焦气化反应的影响。四种类型的催化剂对石油焦气化都有催化效果;可弃催化剂具有经济廉价、易获取、不需考虑回收等优点;铁系催化剂具有经济廉价等优点,但其催化活性不高;碱金属盐虽然催化活较好,但存在价格贵、回收闲难、腐蚀气化炉等问题;碱土金属的催化性仅次于碱金属,且对气化炉腐蚀性较小;复合催化剂的协同催化效果大于单种催化剂的催化效果。     

废聚苯乙烯催化热裂解制苯乙烯的研究

研究了碱土金属氧化物和过渡金属氧化物对废聚苯乙烯（PS）热裂解的催化效果;考察了催化剂碱性对裂解结果的影响。开发了一种以CaO为主体、MgO和NaOH为助剂的混合催化剂。结果表明：混合催化剂对废PS裂解具有良好的催化性能。实验同时考察了废PS催化裂解温度对混合催化剂活性以及催化裂解产物组成的影响。     

褐煤负载有机钠盐水蒸气气化实验与动力学分析

基于模拟双马来酰亚胺工业废液,通过对负载乙酸钠和碳酸钠的褐煤水蒸气气化的实验,分别研究了反应温度、催化剂负载浓度对气化特性的影响。结果表明:碳酸钠和乙酸钠作为催化剂对褐煤水蒸气气化都具有明显的催化效果,但当碳酸钠的负载量超过10%之后会出现抑制现象,而乙酸钠作为催化剂并没有出现抑制现象;在相同温度或负载浓度的条件下,负载乙酸钠的催化效果要优于负载碳酸钠时的催化效果。对实验数据进行动力学分析发现,均相模型和缩核模型都能够有效描述本研究的实验结果。     

煤气化复合催化剂研究及机理探讨

催化气化是煤炭资源高效利用的重要形式,高性能催化剂的开发是降低其气化条件的重要途径．利用综合热分析仪进行了Ni-K复合催化剂对神府煤的催化气化实验研究,结果发现,复合催化剂有较高的催化活性,在最佳配比时较目前公认催化活性最好的单组分催化剂K2CO3要高,并得出复合催化剂的催化作用机理为：当温度达到反应温度时,液态金属熔融盐增大了离子间的接触,使协同作用成为可能,从而提高了催化剂的催化活性．     

福建无烟粉煤-纸浆黑液小型流化床水蒸汽催化气化表观动力学研究

在内径为26mm的实验室小型流化床反应器中进行福建尤溪无烟粉煤与纸浆黑液(BL)浸渍混合后的水蒸气催化气化实验.考察了4g/min水蒸汽流量下,不同催化剂加载浓度及不同温度对碳转化率的影响,并对催化气化表观动力学参数进行拟合与计算.研究结果表明:气化温度的升高和催化剂加载浓度的增大能显著提高碳转化率和产气速率,催化剂加载浓度从0%到8%的增加明显降低了催化气化反应的活化能,而从8%到10%的增加又令活化能有增加的趋势.在本实验条件下,BL作为催化剂的饱和加或浓度为8%.     

小型流化床燃煤自供热煤催化气化特性研究

在内耐火衬式流化床中,采用负载不同碱金属及配比催化剂的煤粉为原料,研究了煤粉催化气化过程,探索了自热方式为催化气化过程提供足够反应热的可能性,获得了维持煤气化装置连续稳定运行的工艺条件。经实验研究发现,通过燃煤自供热可为催化气化过程提供所需的能量,并维持炉温在所需温度范围;添加碱金属催化剂后,煤粉对应的着火温度有明显降低,且钾盐对煤粉着火点影响比钠盐显著。同时,催化剂负载量存在一个最佳值;添加催化剂后,维持系统稳定操作的温度范围降低了100～200℃,控制炉温在低于该温度范围内操作,可有效减少结渣;负载催化剂后在较低的气化温度下可实现较高的碳转化率和气化效率,实现装置的连续稳定运行。燃煤自供热的流化床催化气化装置的构建及开发,将解决现有催化气化技术经济性不佳及工程放大难的问题。     

不同金属氧化物对重质生物油再裂解的比较性研究

通过TG-FTIR、GC/MS和XRD等分析手段,研究了Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO和TiO₂四种金属氧化物催化下重质生物油的热解特性及产物差异。结果表明：应用上述四种催化剂的再裂解实验均促进了重质生物油的脱氧,其中CaO催化下脱氧效果最好,Al₂O₃能够有效降低反应温度,Fe₂O₃有效促进了重质生物油成炭前的解聚、固相产物质量降幅达21.23%,TiO₂对CO₂的生成有最明显的抑制效果、同时可以降低反应结束温度;在低温下,除CaO外的三种催化剂均对有效产物的生成有促进作用,但对不同种类的物质各有侧重,而CaO则会使反应所需温度升高且对愈创木酚的富集有很强的选择性;在中温下,CaO和TiO₂表现出较好的催化效果。上述催化热解过程有效促进了酚类的富集,效果最好的是Al₂O₃,酚类相对含量增幅达31.10%。除Fe₂O₃外的三种金属氧化物均降低了生物炭的有序度,添加CaO制备的生物炭具有最无序的炭结构和最高的固相产率。     

几种金属化合物对劣质无烟煤燃烧特性的影响

针对水泥生产特点,选择BaCO3,Fe2O3,CaO3和CaO为催化剂,采用热重法对煤粉中掺入催化剂的燃烧特性进行了实验研究,讨论了不同催化剂和催化剂含量对煤粉燃烧特性的影响,实验结果表明,以添加剂质量计,BaCO3的添加量为1%时,催化效果最为明显,试样的着火温度相比原煤降低了22℃,燃烬温度提前了27℃;Fe2O3的添加量为10%时,催化效果最佳,试样的着火温度比原煤降低了17℃,燃烬温度提前了32℃;CaO3和CaO对煤粉燃烧性能的改善作用不显著,且随着添加量的增加,试样的燃烬性变差.     

固体碱MgO/η-Al2O3的制备及其催化废水中尿素水解的研究

以η-Al2O3为载体,制备了一系列不同负载量的MgO/η-Al2O3固体碱,采用X射线衍射、N2-BET手段表征了固体碱的晶型结构和表面性质,运用返滴定法测定了其表面碱量。以该固体碱为催化剂进行了催化废水中尿素水解的实验研究,考察了MgO负载量(质量分数)、催化剂用量、温度(油浴温度)和反应时间对尿素水解反应的影响。结果表明,MgO/η-Al2O3具有较好的催化水解效果,尿素去除率随MgO负载量的增加逐渐增大,当负载量为14.29%时尿素去除率达到最大;采用14.29%MgO/η-Al2O3为催化剂,在温度为170℃,催化剂用量为40 g/L,反应时间为8 h的条件下,水解后的尿素质量浓度为9.04 mg/L,达到了10 mg/L的排放要求。此外,重复利用性实验还表明,MgO/η-Al2O3固体碱具有良好的稳定性。     

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。     

电站煤流化床混合气催化气化工艺条件的研究

在一小型流化床中,对阳泉电站无烟粉煤Ⅰ、Ⅱ在工业固碱与黏胶废碱液2种催化剂作用下进行混合气催化气化,指出适宜的催化气化温度均为900℃,2种催化剂对无烟粉煤Ⅰ、Ⅱ的适宜添加质量分数分别为8%与6%.无烟煤Ⅱ比无烟煤Ⅰ有更好的反应活性,工业黏胶纤维废碱液比工业固碱的催化效果更好,使产气率与煤转气热值明显增高,并降低了催化剂成本,防止了环境排放污染.     

金属氧化物掺杂对CaO催化性能影响的研究

以非均相碱性催化剂CaO催化废餐饮油与甲醇酯交换反应制备生物柴油为目标反应.研究不同金属氧化物掺杂对CaO催化性能影响.首先,利用CaO分别研究了醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度对反应产率的影响,实验结果表明,该反应最佳操作条件:醇油摩尔比为6,反应温度75℃.反应时间2 h,ω(催化剂)=4%,生物柴油的产率达到83.58%.采用浸渍法制备了以CaO为载体的负载型固体碱催化剂K2O/CaO和ZnO/CaO,通过对比发现氧化物对CaO的催化效果有提高作用,生物柴油产率均可达96%以上.     

KOH催化煤-CO_2气化反应的特性研究

在STA449 F3型热天平上,采用等温热重法,对不同比例的KOH催化剂和不同粒度的煤样在反应温度650℃~800℃下的气化反应特性进行了研究。实验结果表明:KOH对煤-CO2气化反应有明显的催化作用,在催化剂质量分数10%,反应进行到20 min时,随着温度由650℃升高至800℃,碳的转化率由11%增至70%;在反应前段和后段,催化剂含量对碳的转化率影响不同;随着煤粒度由50μm~70μm增加到100μm~200μm,煤气化反应指数由0.075降低至0.013。在温度为650℃~800℃、催化剂质量分数5%~20%条件下实验,测得催化剂质量分数在10%、温度在750℃时,催化效果最好。     

福建无烟煤燃烧特性及催化气化表观动力学研究

基于对福建尤溪无烟煤燃烧特性分析,在内径为26mm的实验室小型流化床反应器中进行福建尤溪无烟粉煤与NaOH浸渍混合后的水蒸气催化气化实验。考察了4g/min水蒸汽流量下,不同催化剂加载浓度及不同温度对碳转化率的影响,并对催化气化表观动力学参数进行拟合与计算。研究结果表明：气化温度的升高和催化剂加载浓度的增大能显著提高碳...     

生物质催化气化研究进展

本文从介绍影响气化反应的主要因素入手,分析了各类催化剂的特点及其对生物质气化结果的影响:白云石和橄榄绿等催化剂来源广,价格低,但是机械强度较差;碱金属类催化剂能降低气化过程中焦油量以及催化甲烷气体进一步转化为CO和H2,高温下易熔融而导致失活;镍基催化剂和复合催化剂催化焦油裂解效果好,H2产率高,存在的问题是价格昂贵,气化工艺复杂和催化剂回收困难。最后,本文对生物质催化气化研究方向进行了展望。     

工业V2O5-WO3/TiO2催化剂的碱土中毒研究

以某燃煤电厂应用的V₂O₅-WO₃/TiO₂蜂窝型SCR脱硝催化剂为研究对象,在实验室条件下模拟该催化剂Ca、Mg及二者复合中毒,研究了不同浓度的Ca和Mg对催化剂活性的影响,并用XRD、H₂-TPR及NH₃吸附FT-IR对催化剂进行表征。结果表明,Ca和Mg对工业SCR脱硝催化剂均具有毒性作用,其中Mg毒性相对较强,复合中毒在一定程度上弱化单组分对催化剂活性的影响;催化剂组分分散度和结晶度不受Ca和Mg的影响,但CaO和MgO的掺入抑制V₂O₅的还原能力;CaO和MgO对催化剂表面的酸性位均存在影响,尤其是B酸位,二者复合中毒对酸性位的影响小于单一组分。     

镁系化合物对石油焦气化反应影响及其动力学模型

以镁系化合物为催化剂,利用热重分析仪,研究催化剂种类、催化剂添加量、气化温度对石油焦-CO_2气化的影响。结果发现,MgCl_2催化活性高于其他镁系催化剂;催化剂的催化活性随温度上升而增大;相同温度下,随着催化剂添加量的增大,石油焦完全气化所需时间逐渐减少。分别运用均相模型、缩芯模型、正太分布模型描述石油焦催化气化的动力学特性,并与转化率法计算的气化反应活化能相比较,发现均相模型能更好地描述石油焦催化气化的动力学特性。