固定床内错流传热——I.床层的温度分布

对固定床中流体与换热管呈错流流动的传热进行了实验研究,并以二维传热模型进行模拟.比较模拟结果与实验测得数据得到如下结论:错流传热影响区域主要在换热管的后方,在前方几乎没有影响;错流传热过程与流体流动方向密切相关,热量传递顺流体流动方向进行,逆流动方向几乎不发生热量传递;随着Reynolds数增大,等温线范围变窄,被加热区宽度变小.拟合关联得到了壁给热系数hw和床层有效导热系数lb的关系式:hwDP/lf=14.77+0.058RePr,l/l=15.14+0.296RePr.     

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。     

Synthesis gas production by steam reforming of ethanol

A two-layer fixed-bed catalytic reactor for syngas production by steam reforming of ethanol has been proposed. In the reactor, ethanol is first converted to a mixture of methane, carbon oxides and hydrogen over a Pd-based catalyst and then this mixture is converted to syngas over a Ni-based catalyst for methane steam reforming. It has been shown that the use of the two-layer fixed-bed reactor prevents coke formation and provides the syngas yield closed to equilibrium.     

电厂离子交换树脂复苏案例的研究

阐述了对受污染树脂进行复苏处理,可以明显改善水处理系统运行状况,为电厂带来显著的经济效益,是一项非常必要的工作。指出树脂铁污染后,采用专用清洗剂配合低浓度盐酸与树脂动态接触的方法复苏,相比采用高浓度盐酸静态浸泡,实施更方便,而且无风险,效果更好;树脂复苏工作开展前,进行小型复苏试验,确定复苏的工艺参数是成功复苏树脂的关键;此外,树脂复苏时按照合理的步骤进行,并采取一些必要的辅助措施,可有效提高树脂的复苏效率。     

甲缩醛氧化制甲醛固定床单管试验

在固定床单管反应器内进行了甲缩醛氧化制甲醛的试验研究，在接近工业规模反应操作条件下，获得了８８％左右的甲醛收率。为确定工业化流程、工艺操作条件、建立数学模型和进行放大设计提供了依据。     

重油加氢催化剂用于中/低温煤焦油加氢改质的中试研究

在3×400 mL固定床加氢中试装置上评价了重油固定床加氢催化剂（包括重油加氢保护剂、重油加氢精制催化剂和芳烃饱和催化剂）用于中/低温煤焦油加氢改质的效果。中试条件为：原料体积空速0.8 h-1（按加氢精制催化剂计算）,反应压力12.0 MPa和13.5 MPa,氢油比1 200∶1,保护剂床层平均反应温度270℃,精制催化剂床层平均反应温度350℃,芳烃饱和催化剂床层平均反应温度360℃,在2个操作压力下各运转120 h。结果表明：提高煤焦油加氢改质反应压力,有利于杂原子的脱除。煤焦油经过加氢改质后,残炭、杂原子、芳烃含量大大降低,各馏分产品性质明显改善。产物中石脑油馏分含量增加,芳烃潜含量高,可作为优质的催化重整原料;柴油馏分含量基本不变,硫、氮含量低,凝点低,可作为优质的柴油调合组分;蜡油馏分含量明显降低,残炭和金属含量少,可作为优质的催化裂化原料。上述结果表明将重油固定床加氢催化剂用于煤焦油加氢改质在技术上是可行的。     

Reactivity stabilization and capacity study of fabricated alumina and zirconia-supported CaO-based sorbents for high-temperature CO2 capture in a fixed-bed reactor

Calcium looping process is a promising approach for CO₂ capture from the flue gas of fossil fuel power plants and the cement industry. Even though the advantages of calcium-based sorbents are low cost and high uptake capacity, they suffer from low durability during cycles. Modified sorbents were fabricated by adding alumina and zirconia and the mixture of alumina and zirconia to calcium oxide via the co-precipitation method. The performance of synthesized sorbents in terms of stability and CO₂ capture capacity were evaluated using a fixed bed reactor in various CO₂ sorption/desorption cycles. The sorbents were fabricated by a co-precipitation methodology using 10% binders (alumina and/or silica). X-ray diffraction (XRD), BET/BJH, and scanning electron microscopy (SEM) were conducted for characterization of synthesized sorbents. CaO-10% ZrO₂ showed the best performance among the fabricated sorbents in terms of stability during 5 cycles and CO₂ capacity (14 mmol CO₂/g sorbent). The formation of CaZrO₃ with a perovskite structure and high-temperature resistance could be attributed to well performance of zirconia-supported sorbent. On the other hand, no sign of aluminum zirconate formation was approved in XRD analysis for the fabricated sorbent using mixed binders of zirconia and alumina to enhance its stability during cycles.     

N2和CO2气氛下辽河稠油热解过程及产物性质

利用热重分析仪（TGA）和固定床反应器对辽河Q块稠油在N₂和CO₂气氛下的热解过程及产物性质进行了研究。TGA实验结果表明,2种气氛下的稠油热解过程均可划分为轻组分与水分挥发、组分较弱化学键断裂和重组分裂解产油成焦3个阶段,热解曲线总体变化趋势类似。固定床反应器热解实验结果表明,随温度升高,2种气氛下的液体产物产率均升高,热解气和残余物产率均降低,CO₂气氛下650 ℃液体产物最大产率为61.53%。不同温度下热解所得液体产物和稠油的红外谱图显示,随热解温度升高,甲基含量增多、亚甲基含量减少。对液体产物的氧化过程进行TGA分析发现,随热解温度升高,其失重曲线向高温区明显偏移且失重程度减弱,CO₂热解所得液体产物的氧化失重比N₂快。     

水蒸气对煤焦油模化物裂解行为及析碳的影响

采用机械化学法制备Ni-Ce/Al₂O₃催化剂,在固定床反应器中考察了水蒸气气氛对煤焦油模型化合物甲苯＋芘催化裂解行为的影响。根据产物生成规律提出了芘向萘转化的裂解机理,并以D₂O对其进行了验证。通过XRD、TG-DTG和Raman等表征了析碳的类型与结构特征。结果表明：相较于纯氮气气氛,水的加入可明显提升重质组分芘的裂解率,且随水碳比（S/C）增加呈先增加后降低的趋势,在S/C=0.15时达到最大值98.93%,比S/C=0时增加32.09%。析碳率随S/C比增加一直呈下降趋势,由S/C=0时的10.04%降至S/C=0.26时的5.39%。析碳分析结果表明,S/C=0时,生成的积炭类型主要是β型碳及γ型碳,水蒸气存在时,活性较高的α型碳含量增加,说明水蒸气的持续消碳作用抑制了C_α向C_β与C_γ方向转化。