Influence of Al2O3 and TiO2 supports on catalytic performance of Ni and Co catalysts for gasification of glycerol waste

Since the constant increase in petroleum price, use of glycerol waste, which is a byproduct from biodiesel production, as a partial replacement for fossil fuels via thermochemical conversion waste to energy processes is more practical. Gasification reaction has attracted a lot of interest by producing syngas rich in CO and H2. This syngas can be converted to clean liquid fuels, such as methanol and Fischer-Tropsch oil. Nickel and Cobalt catalyst was widely used in steam reforming reaction. ethanol etc. The aim of this work is to prepare and characterize 5.0 and 10.0%wt of Ni and Co catalysts using the impregnation method on various supporters, such as alumina and titanium oxide （TiO2） and to evaluate their catalytic performance. The specific surface area of developed catalysts was measured. X-ray diffraction （XRD） was applied to determine phase and crystallized size of the catalysts. Examination of the morphology. elemental composition and distribution of metal on the catalysts support were carried out using scanning electron microscopy （SEMi and energy dispersion spectroscopy （EDS） and x-ray mapping. The catalytic performance of prepared catalysts was test at 700 and 900℃ temperature of reaction. 1.87% O2. The result showed that the synthesized nickel and cobalt catalysts via impregnation method using Al2O3 and TiO2 as the catalyst support were suitable for glycerol conversion.     

CH_4-CO_2两步制合成气过程的热力学分析

以热力学为基础讨论了甲烷裂解制氢、ＣＯ２和／或Ｏ２气消碳制ＣＯ，并集成为两步制合成气过程的可行性及其优缺点；讨论了此过程的操作条件。计算表明，６００℃是适宜的操作温度；此温度下采用组成为含氧１２．４％（ｍｏｌ）ＣＯ２－Ｏ２的混合气作为脱碳气体，可消去积碳和消碳两步达到热量的供给平衡。     

生物质气化耦合化学链技术氨电联产系统的[火用]分析北大核心CSCD

目的基于化学链技术开发一种清洁高效的生物质制氨系统。方法综合考虑系统的自热操作、经济性和碳排放要求,对系统分别进行了热力学分析、经济评价和参数优化,重点探究了化工单元和动力单元的耦合。结果以生物质为原料实现了氨气和电的联产。当生物质进料量为1 kg/s时,得到如下优化结果:①热力学性能方面,氨产率为13.82 mol/s,能量效率为0.45,燃料能源节约率为12.16%;②经济性方面,制氨成本为0.461$/kg NH_(3);③环境方面,碳排放量为0.978 kg/kg NH_(3)。结论证实了该设计理念的可行性,为后续工业化化学链制氨工艺设计和优化提供理论依据。     

流化床内松木屑气化过程的MP-PIC数值模拟

基于多相质点网格(MP-PIC)方法建立了三维流化床内的生物质气化反应模型,考虑蒸发、挥发分析出以及均相、非均相反应等子模块,研究了松木屑在气-固强非线性耦合作用下的空间分布特性和高温热传递过程中的热物性分布规律,探究了不同的空气当量比(ER)、蒸汽生物质比(SBR)、气化温度对气化性能和气相热物性的影响规律。结果表明：可燃气体和焦炭的氧化反应促使气相温度升高,而低温蒸汽将自由空域的温度降低至约900 K;ER的增加提升了炉内的气化温度,减小了气体密度和比热容,然而过量的空气会降低气化性能和炉内温度;SBR的增大稀释了气化产物浓度;增加气化温度提升了H₂产率,但抑制了C₂H₄的生成。     

CO_2和丙三醇合成丙三醇碳酸酯的热力学分析

采用Benson基团贡献法计算了298.15K丙三醇碳酸酯的液态标准摩尔生成焓和标准熵,利用Joback基团贡献法及Sternling-Brown方程计算了丙三醇碳酸酯的液态摩尔等压热容随温度变化的函数关系式。结合文献中的其它热力学数据,计算了由CO2和丙三醇合成丙三醇碳酸酯反应体系中涉及到的反应焓变、吉布斯自由能变和标准平衡常数以及反应压力。结果表明,该反应在热力学上是不可行的,耦合反应是实现该合成过程的有效方法。     

粉煤气化与水煤浆气化能耗对比分析

以内蒙古伊泰化工有限责任公司120万t/a精细化学品项目的实际运行数据为依据,采用Aspen Plus模拟软件,对比分析了相同压力下粉煤气化技术和水煤浆气化技术的综合能耗;另外,以水煤浆气化煤制甲醇装置为研究对象,分析了不同压力下水煤浆气化技术的综合能耗。结果表明：在气化单元和变换单元中,于4.2 MPa条件下,与水煤浆气化技术相比,采用粉煤气化技术综合能耗可降低1 249.99 MJ;采用水煤浆气化技术,与4.2 MPa气化压力相比,6.5 MPa的全流程综合能耗降低746 MJ,相对差值为3.8%。     

流化床中造纸黑液催化石油焦气化特性

利用实验室规模流化床气化反应器,考察了造纸黑液对石油焦水蒸气气化反应的催化效果,并分析了其催化反应机理。结果表明,造纸黑液不仅能显著提高石油焦的气化反应活性,还能大幅提高气化气中H₂的含量。脱水黑液添加量为黑液与石油焦质量之和的10%时催化效果较好,达到相同气化反应速率时的反应温度比纯石油焦气化低200℃左右;在相同反应温度下提高气化反应速率5倍左右,可提高气化气中H₂体积分数约8百分点。黑液中的碱金属活性组分能够破坏石油焦中的C=C芳香结构,同时与石油焦中的碳结合生成活性较高的碳氧复合物C(O),从而提高气化反应速率;碱金属还促进了水煤气变换和CH₄水蒸气重整反应,使得H₂的生成量增多。因此,造纸黑液是一种有效的石油焦气化生产富氢合成气的催化剂。     

Energy and economic aspects of synthesis gas production from oil sludge and plastic waste

A series of experiments have been performed to investigate the influence of reaction temperature, the equivalence ratio (ER), and blending ratio on the gas composition, tar content and higher heating value (HHV) of synthesis gas. H₂ content decreased from 10.7 to 8.2% in the range of BR while CO and CH₄ increased from 17.4 to 23.1% and 3.4 to 6.3%, respectively. HHV increased with BR and H₂/CO showed an opposite trend. The highest HHV and H₂/CO were obtained at 100%PW and 100%OS, respectively. Tar content increased from 4.8 to 9.5?g/Nm³ with BR increasing in the range because of a reduction in the endothermic nature of volatile combustion.     

流化床甲烷临氧CO_2自热重整制合成气研究

采用分步浸渍方法,制备了高分散的Ni/MgO-SiO2催化剂,并在固定床和流化床反应器中对该催化剂用于甲烷临氧CO2自热重整制合成气反应进行了评价。反应结果表明,催化剂在两种反应器中均表现出接近热力学平衡的初活性;随着空速的变化及反应时间的延长,催化剂的活性在两种反应器中表现出明显的差异。采用TEM测试手段对反应后的催化剂进行表征。结果表明,流化床反应器对反应过程、消除积碳及控制活性组分晶粒烧结有较明显的促进作用。与固定床反应器相比,流化床反应器是适合甲烷临氧CO2自热重整制合成气的反应器。     

干煤粉气化装置变换系统应用分析及优化

以粗合成气为原料,选用钴-钼系一氧化碳耐硫变换催化剂(牌号为QCS-11),针对干煤粉气化装置耐硫变换系统存在的催化剂床层超温、水/蒸汽(简称水汽比)过低及原料加热器管程堵塞的问题,采取从操作上优化控制、提高水汽比及避免催化剂失活操作等优化措施加以解决。结果表明:装置改造后,在一定程度上解决了粗合成气加热器管程堵塞问题;改善了因水汽比过低造成的催化剂床层超温;提高了催化剂活性,延长了使用寿命。     

气相流化床聚乙烯反应系统运行连续性探索

对影响气相流化床聚乙烯反应器运行连续性的因素 ,如结块、熔床、静电等进行了详细的分析探讨 ,指出严格控制各物料质量、减少静电、维持良好的流化状态及严格生产管理等是维持气相流化床连续运转的关键因素 ,对装置的安全、平稳生产具有积极的意义。     

前后系统对四喷嘴水煤浆气化系统影响的探讨

简要阐述了四喷嘴对置式水煤浆气化技术生产甲醇工艺的流程，通过对气化装置的运行工况的分析，确定了气化装置的前后系统对多喷嘴水煤浆气化系统的影响因素，总结生产期间多喷嘴水煤浆气化系统的联系配合情况及前后系统出现对气化装置影响时处理的方法和措施，提高多喷嘴水煤浆气化装置的运行稳定性。     

合成循环比对黑液气化制备混合醇的性能影响

为了研究了合成循环比及合成副产物CO2脱除对黑液气化制备混合醇的合成单元及系统性能的影响,基于合成反应详细机理和动力学参数建立了固定床反应器模型,分析了CO转化率、产物选择性、总醇产率、C2+醇含量和合成尾气参数的变化规律。对黑液气化合成混合醇系统进行流程模拟与物流能流分析,得到了混合醇产量、能量利用效率、蒸汽产量/消耗随循环比的变化趋势。结果表明:以混合醇产率为评价指标,适宜的循环比为3~3.5;循环气体脱碳可显著提高混合醇产率、减少总醇选择性随循环比的下降;调节循环比,可匹配燃气轮机发电与合成混合醇参数、实现混合醇与电力的联产;对气体净化过程损失的有效气进行回收可望将联产系统总能利用效率提高至40%。     

生物质热裂解气体产物的气相色谱-质谱定性定量分析

采用气相色谱-质谱联用仪对玉米秸和锯木屑流化床热裂解的气相产物进行检测,利用直观推导式演进特征投影法(HELP)对分析所得二维数据进行多元分辨解析,并进一步利用标准质谱图库检索进行定性分析,利用色谱峰峰面积进行定量分析。结果表明,生物质热裂解气相产物含有45个单一组分,主要成分为氩气和水,其中氩气的相对含量为95.619 4%,其余为有机烃类、低碳醛类、低碳酮类、杂环类和苯系化合物等。     

铜/铁复合载氧体对煤化学链转化反应活性和碳微晶结构的影响

以铜/铁复合氧化物为载氧体,在流化床反应器中进行煤化学链气化(CLG)实验,采用X射线衍射分析(XRD)和谢乐公式等手段,探究铜/铁复合载氧体对煤化学链气化碳微晶结构和反应活性的影响。结果表明：添加载氧体后,煤气化反应活性增强,其碳转化率达到50%的时间(t50)由14.5 min缩短至9.3 min。从煤焦分子结构演变角度(XRD结果)发现,载氧体的存在影响煤气化过程中碳微晶结构的演变,其存在增加了碳微晶的碳层层间距,降低了层高。碳微晶结构的这些变化促进了煤化学链气化反应的进行。     

流化床CH_4部分氧化-CO_2重整Ni/CeO_2-SiO_2催化剂的研究

采用在载体中添加CeO2的方法对Ni/SiO2催化剂进行改性,得到Ni/CeO2-SiO2催化剂,考察了CeO2改性对Ni/SiO2催化剂在流化床中CH4部分氧化-CO2重整制合成气反应活性的影响,利用X射线衍射考察了Ni/CeO2-SiO2催化剂的物相结构变化,用氢程序升温还原、质谱示踪CH4/CO2-程序升温表面反应技术对Ni/CeO2-SiO2催化剂的氧化还原性能进行了研究,并与其催化活性进行关联。实验结果表明,CeO2改性促进了Ni物种在载体表面的分散和NiO物种的还原,在流化床反应器中不同的反应气氛下Ni的价态迅速转换,因此Ni/CeO2-SiO2催化剂的活性与稳定性提高。其中Ni和Ce质量分数均为5%的5Ni/5CeO2-SiO2催化剂的活性和稳定性最好,在反应温度750℃时,CH4的转化率达到87%,接近热力学平衡值,在15h内5Ni/5CeO2-SiO2催化剂的活性未下降。     

16m高提升管中FCC颗粒固含率的研究

研究了 16m高循环床提升管中FCC颗粒固含率及其轴向分布 ,并与相同条件下 6m高提升管中固含率及其轴向分布进行了对比分析。结果表明 ,提升管高度对固含率及其轴向分布具有显著影响。提升管高度增加 ,提升管各高度截面上的平均固含率减小 ,其轴向分布也更加均匀。提升管下部浓相段和上部稀相段的固含率随操作条件的变化规律明显不同。在提升管稀相段截面上 ,固含率随颗粒循环量的提高呈线性增加 ,随表观气速的增加平缓下降 ;但在提升管浓相段 ,由于颗粒间相互作用较强 ,固含率随操作条件的变化更为显著。     

甘油与氯化氢合成二氯丙醇热力学分析

利用Benson基团贡献法计算了298K时气态二氯丙醇的标准熵;利用Rùzicka-Domalski基团贡献法计算了二氯丙醇液态的摩尔等压热容。结合其他已知的热力学数据,计算了由甘油合成二氯丙醇反应中涉及的反应焓变、反应熵变、反应吉布斯自由能变和标准平衡常数。结果表明,该反应是一个放热反应;反应在298K~408K范围内是热力学上可自发进行的反应;反应的适宜温度为373K~408K。     

生物质热解气化机理研究进展

生物质的热解气化为一种重要的能源利用手段,研究生物质热解气化的机理,对于控制热解气化过程中燃气的焦油量,减少焦油生成或使其在反应过程中裂解,提高燃气的热值,有着十分重要的指导意义。综述了不同温度下生物质热解的机理研究,以及不同气化介质对生物质裂解的影响。