基于化学链制氧的煤气化集成系统工艺参数分析

利用化学链制氧（chemical looping air separation,CLAS）取代传统空气分离制氧技术,提出了基于化学链制氧的煤气化集成系统。以Mn2O3/Mn3O4为氧载体,依据Gibbs自由能最小化原理,利用Aspen Plus对该集成系统进行模拟研究。结果表明,当还原温度高于840℃时,还原程度和粗煤气温度不随还原温度增加而发生明显变化,H2、CO和CH4流量及含量变化趋势较平缓,冷煤气效率为80%左右;随CO2循环比增大,水蒸气用量逐渐减少,粗煤气中H2流量和含量降低,CO流量和含量升高,CH4流量和含量基本不变,冷煤气效率升高,粗煤气温度降低。气化压力变化对粗煤气中H2、CO和CH4流量和含量无明显影响,气化压力升高会降低冷煤气效率,提高粗煤气温度。     

气氛效应对铁锰基吸附剂中高温煤气脱硫性能的影响

考察了H2、CO、CO2和H2O等单独或同时存在下,气氛对铁锰基吸附剂硫化性能的影响。结果表明:吸附剂中的Mn2O3、Fe2O3较易被H2或CO还原为与H2S反应能力较佳的Mn3O4、Fe3O4,由于H2与吸附剂中的晶格氧结合,从而改变金属氧化物的价态,并改善吸附剂的孔隙率,有利于中高温煤气中H2S的脱除;但H2与CO同时存在时,因还原性的增强和CO歧化反应产生积炭,又会严重破坏吸附剂的结构。CO2与H2S在吸附剂表面上发生竞争吸附,不利于吸附剂上硫化反应的进行;但CO2能够改善CO歧化反应生成积炭和碳化铁破坏吸附剂结构稳定性的行为。H2O是硫化反应产物之一,对吸附剂的硫化性能具有抑制作用,但其作用可以通过水煤气变换反应减弱。     

CO2返炉在鲁奇加压气化工艺上的试验

将鲁奇加压气化工艺上产生的粗煤气中的CO2经低温甲醇洗回收后,再作为气化剂送回气化炉,与蒸汽一起在炉内还原层高温、高压条件下再与碳反应生成原料气CO取得了成功,粗煤气中CO含量增加了3.89%,净煤气中H2/CO由2.07调整为1.70,对高氢煤气或煤基合成油调整H2/CO比具有示范意义,是实现CO2减排的可行方案之一。     

活性炭脱除煤气中H_2S的气氛影响及动力学研究

用活性炭对模拟煤气中的H2S进行催化氧化脱除,考察了反应温度、氧硫比以及煤气气氛组成对活性炭催化氧化脱除H2S行为的影响.结果表明,最佳催化脱硫温度约为180℃,氧硫比为1∶2.煤气气氛中,CO,CO2和H2含量的增加降低了活性炭的硫容,而水蒸气含量的提高则有利于脱硫反应的进行,提高了反应的脱硫效率和活性炭的硫容.对其动力学行为进行研究,结果表明,脱硫反应过程属于表面反应控制过程,给出了脱硫反应动力学方程及动力学参数.     

煤气发生炉造气过程煤炭与热量消耗的分布概算

通过合理的简化和假设,经计算指出:在常压固定床煤气发生炉气化反应过程中,碳与氧的氧化反应、水煤气反应和CO还原反应各消耗总用煤量的33.2%、47.5%和16.0%,随灰渣排出炉外的煤占总用煤量的3.3%。饱和温度控制的不同,则各反应的反应强度不同,煤气中H2、CO及CO2组分比例不同,各反应层煤炭消耗的比例也略有不同;氧化反应放热量的56.92%用于水煤气反应和CO还原反应,其余43.08%为反应余热,气化用煤气化反应活性越强,消耗的反应余热越少。     

不同还原性气体与Cu基载氧体的还原反应特性研究

本文通过固定床反应器探讨了Cu基载氧体与H2、CO和CH4的还原反应特性。实验结果表明,Cu基载氧体与H2、CO和CH4发生完全反应所需温度分别为300℃、225℃和650℃。因此,可通过引入重整反应将CH4预先转化为H2和CO,以降低Cu基载氧体与CH4发生还原反应过程所需温度。     

粉尘含碳球团还原方式及气氛对其还原挥发性能的影响

在1150℃和1250℃、0．1L／min和10L／min的气量下，对通人含不同CO2量的氮气影响粉尘含碳球团还原速度的实验研究表明：以滚动方式所造球团中，氧化物的还原完全以间接还原的方式进行，气氛中非还原气体流速（或流量）的增加对粉尘含碳球团氧化铁还原速度有显著的降低作用，但还原温度提高则对气量增加造成的氧化铁还原速度降低有显著的抵消作用．气氛对球团中锌的挥发速度影响很小，对铅的挥发速度几乎不产生影响．     

Midrex竖炉化学能与物理能匹配及最大利用的数值分析

针对诸如Midrex类型直接还原炼铁竖炉生产过程中存在煤气还原势化学能未能充分利用问题,设计出一种上部增设吹氧装置将过剩化学势转变成热能的竖炉。新型竖炉实现煤气化学能与物理能匹配,从而实现能的最大化利用和减少煤气消耗。根据质量和能量守恒建立了竖炉静态模型对比分析传统和新型竖炉的煤气消耗,同时开发一维动力学模型计算了炉内温度及煤气成分变化,获得了在热力学上盈余煤气的体积分数,即还原煤气过剩化学能的分布。结果表明,吹氧竖炉上部气固两相温度提高,CO和H₂浓度明显下降,因而煤气利用率显著增加。在吹氧量为536.40 m³·h^-1,吹氧位置为6.5 m高度情况下,煤气量消耗下降25.94%,尾气还原势下降53.69%。     

GE水煤浆气化炉动力学建模与分析

利用未反应芯缩核模型建立了GE气化炉内气固反应的动力学模型,依据"小室模型"进行了气化炉中物质的质量和热量衡算。模型计算结果与文献值进行了对比,气化炉出口主要气体摩尔分数最大误差不超过2%,表明模型具有一定的合理性。分析了不同氧煤比、水煤浆浓度对合成气组成、温度及冷煤气效率的影响。研究结果表明:随着氧煤比增加,CO含量增加,H2含量减少,CO2含量几乎不变,冷煤气效率先增加后减少,其变化范围为74%~79%;随着水煤浆浓度增加,CO含量增加,H2和CO2含量有所降低,冷煤气效率变化不明显。研究了当氧煤比为0.95、水煤浆浓度为55%时,合成气组分浓度及温度在床层中的分布情况,结果显示:当气化炉高度小于0.5 m时,气化反应发生剧烈,当O2消耗完毕后,合成气温度下降。     

钒钛磁铁矿球团气基还原粉化和膨胀实验研究

还原粉化和还原膨胀是气基竖炉冶炼生产中的重要指标。本文以钒钛磁铁矿氧化球团为原料,考察了还原温度和气相成分对球团还原粉化和膨胀行为的影响规律。结果表明钒钛磁铁矿球团还原粉化指数随温度的升高和气相成分P_(H_2)/(P_(H_2+P_(CO)的增大均呈现先增加后降低的趋势。还原膨胀指数随温度的升高而增大,随P_H_2/(P_H_2+P_(CO)的升高而减小。     

脱除SO2并回收硫磺的冶炼烟气处理工艺

介绍用甲烷(天然气)直接还原技术使冶炼烟气中SO2生成元素硫的工艺研究。SO2直接还原法分2 步:在高温下用甲烷将部分SO2还原成S和H2S,然后未反应的SO2和H2S发生Claus转化反应生成S。研究发现, 在工业装置中还原反应器宜采用分批甲烷法进料,以避免烟灰的生成;另需严格控制各种物料的相对比例,以确保位于Claus转化系列的硫冷凝器排出的尾气中的H2S／SO2为2,从而优化工艺性能。另外试验发现,在不同的停留时间下,SO2转化率与反应温度的关系曲线变化趋势是相反的,因此必须根据具体的现场条件选择停留时间。Siirtec Nigi公司和Albera硫研究有限责任公司联合开发了一种CH4／SO2还原／Claus／HCRTM工艺,其总硫回收率可达到99％以上。试验确定了一组有价值的化学工程数据,可用于该工艺的工业装置设计。     

硫化条件对氧化铈高温煤气脱硫剂的影响

氧化铈是一种新型的高温煤气脱硫剂,它的主要优点是再生过程中能产生单质硫。本文采用工业硝酸铈Ce（NO3）3.6H2O为原料制取CeO2,用干混法制备CeO2高温煤气脱硫剂。在固定床反应器中考察不同空速、不同硫化温度以及水气氛对脱硫剂脱硫效率的影响。结果表明：硫化温度800℃,空速1 500 h-1脱硫剂的脱硫效率较高;水气氛的存在,抑制了脱硫剂的还原与硫化,使得脱硫剂的脱硫效率下降。     

铁烧结矿富氢还原动力学

通过还原实验并结合热力学和动力学分析,研究了高炉富氧喷煤条件下炉缸煤气(H2-CO-N2)中H2体积分数变化时烧结矿的富氢还原行为. 结果表明,还原气体中H2含量为10%时,700, 900和1000℃下烧结矿的还原度分别比H2含量为0时提高15.3%, 11.5%和11.4%;温度越高还原速率越快,还原结束时间大幅度提前,由700℃时的180 min缩短到1000℃时的90 min;H2含量为10%时Fe2O3和FeO转变速度加快. 动力学分析表明,还原初期为界面反应控制,中后期为内扩散和界面化学反应混合控制.     

超低温液相催化还原技术在有色冶炼烟气脱硝中的应用

介绍了超低温液相催化还原脱硝工艺的工艺原理、工艺流程和技术特点,通过将烟气中的NO经催化生成自由基Nx·Ox,经催化生成的自由基Nx·Ox在还原剂的作用下生成N2及H2O后达标排放,脱硝反应在超低温度下进行,在40~130℃脱硝效率可达到95%以上,外排尾气ρ(NOx)<50mg/m3。     

消除冶炼烟气还原过程的硫排放

介绍一种从含SO₂冶炼烟气中100%回收硫磺的新技术——GGO工艺。冶炼烟气通过吸收-再生法产生φ（SO₂）100%的气体,然后通过利用氢气作为还原剂的热反应器和克劳斯催化反应器生成硫磺。含有H₂S、SO₂、H₂和H₂O的尾气送入尾气反应塔,H₂S与SO₂在水溶液中继续反应;对悬浮液过滤回收硫磺。反应塔排出的主要含有H₂、未反应H₂S和SO₂的气体返回热反应器。本装置无气体排放。     

不锈钢冶炼粉尘预还原实验研究

采用自主设计的间歇振动式斜直管移动床反应器对不锈钢冶炼粉尘进行预还原,以铁浴终还原炉产生并重整的含H2和CO的混合气体作为还原气,探索中低温条件下各因素对不锈钢粉尘预还原反应的影响. 结果表明,在气固比0.85 L/g、还原气体成分CO 0~40%(j)、振动间歇比1:2的优化条件下,预还原率较高,最高可达73.6%.     

煤、气、油联合生产甲醇实现资源互补和节能减排

介绍了以煤、油田气和渣油为原料联合生产甲醇的工艺流程及其特点。水煤浆气化有效气的n（H2）/n（CO）为0．4-0．5,天然一段蒸汽气转化有效气的n（H2）／n（CO）为2．7～3．0,根据H、C元素互补理论．联合生产甲醇工艺将水煤浆气化副产多余的CO、天然气转化过剩的H2和渣油催化裂解时副产的干气（分离回收的部分H2）3者结合使合成气中的生产甲醇的合成气【n（H2）-n（CO2）]／[n（CO）＋n（CO2）]达到2．05-2．15,达到“氢碳互补”,从而实现节能减排目的。     

黄磷尾气净化脱硫模拟工艺试验

对黄磷尾气净化脱硫进行了模拟工艺试验。测定了黄磷尾气中硫化氢的含量。对吸收、吸附条件进行了试验研究 ,用两种工艺进行了组合 ,对组合工艺进行了比较。得出了最佳的黄磷尾气净化脱硫工艺     

降低电石法氯乙烯生产过程中氯化汞消耗

介绍了降低氯化汞触媒消耗的措施。这些措施包括采用先进的控制技术和严格的管理。杜绝有毒物质对HgCl2的影响;对原料气乙炔和氯化氢采取分别脱水的工艺,以消除盐酸对氯化汞触媒的危害;低汞触媒的投用可大幅度降低触媒的消耗;新型转化器和移热方式,使合成反应得以在低温下进行,氯化汞的消耗量减少70％,单台转化器的氯乙烯产能提高十几倍,达2万～5万t／a。     

小粒焦制气工艺的探索与总结

详细介绍了利用从焦末中经筛分得到的粒度在5～12 mm的小粒焦作为造气炉气化原料的试验情况。使用小粒焦制气后,所产气体中CO2体积分数上升1.9%～3.2%,有效气体(CO+H2)下降4.8%～7.7%,所产气体的成分能满足后工序的生产需要。试验结果表明:小粒焦试烧工艺可行,对合成氨生产的节能降耗效果显著。