煤气化废水中有机物交互作用及响应面优化研究

基于三维响应面方法,采用Design Expert软件,研究了以苯酚、乙酸、萘为代表的模型化合物单组分、双组分及三组分有机物在热降解过程中的交互作用。采用响应面模型对热降解处理煤气化废水的COD降解率、NH₃-N降解率进行预测,分析了反应条件(温度、氧浓度、反应时间)对COD降解率、NH₃-N降解率的影响。研究表明,不同模型化合物降解由易到难为乙酸、苯酚、萘,萘对COD的降解具有抑制作用,而乙酸可以促进苯酚的降解;温度对煤气化废水COD降解率、NH₃-N降解率的影响最为显著。     

多级AO-MBR工艺处理煤气化废水工程实例

采用多级AO-MBR复合生物脱氮工艺处理煤气化废水,运行结果表明,当进水COD、氨氮和总氮平均质量浓度分别为678.3、210.5和275.8 mg/L时,出水COD、氨氮和总氮平均质量浓度分别为13.7、0.63和3.8 mg/L,对应的去除率分别为98.0％、99.7％和98.6％.出水水质达到GB 13458—2...     

下吸式固定床气化炉的气化过程及气化特性模拟分析

为研究下吸式固定床气化炉内多相反应流场对气化过程的影响,基于Fluent软件,建立欧拉-拉格朗日模型追踪秸秆颗粒运动,P1模型模拟气化过程的辐射传热过程,同时耦合化学反应,对下吸式秸秆气化炉气化特性进行了分析.结果表明:燃料系数0.26,秸秆颗粒粒径13 mm,在距离燃烧器底部出口 4.85 m处,秸秆挥发分开始与气化...     

准东煤水热提质及废液催化气化特性研究

准东煤的碱金属(特别是Na、Ca)含量高,直接作为动力煤燃烧会导致严重的锅炉沾污、结渣。采用水热提质方法能够有效脱除煤中碱金属,同时还可改善煤质的理化特性,但水热提质也会产生大量废液,并导致有机质损失,原料的能量利用率低,限制了该方法的应用。针对上述问题,将水热提质技术与废液气化技术进行耦合,在水热反应釜和自制的两段式反应装置上开展了准东煤水热提质改性及衍生废液催化气化的试验研究,探究了提质后三相产物的分布特性及废液的催化气化特性。结果表明,随着水热温度的升高,煤样的固体回收率降低,废液中总有机碳(TOC)和气体产物显著增大,但至少有97.8%的碳元素分布在固相产物中。废液催化气化产生了富含CH_4、H_2的可燃气,最高占比达到70%。Ni/C催化剂中Ni元素对废液的气化起催化作用,催化效率随着水热温度、气化温度的升高而升高,随液时空速的升高而降低。优选的催化气化试验条件:Ni/C催化剂、水热温度为300℃、催化气化温度为350℃和液时空速为150 h-1。总之,水热提质-废液催化气化联用技术既可以实现煤质的改性,又回收了废液中的能量,能够为准东煤的清洁、高效利用提供新的思路。     

煤气化渣对磷酸根的吸附与解吸性能研究

煤气化渣是煤化工领域的一种固废,其大量排放对自然环境造成很大压力,对其进行资源化利用尤为重要。本研究基于煤气化渣结构特殊、比表面积较大的特点,研究了不同吸附条件对煤气化渣吸附磷酸根的影响,同时研究了煤气化渣对磷酸根的解吸及再吸附特性。结果表明,煤气化渣对磷酸根的吸附符合Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学反应模型。在pH=7、投料量为2.5 g/L、温度为30 ℃、时间为480 min的条件下,其Langmuir饱和吸附量达到3.998 4 mg/g。此外,煤气化渣对磷酸根还具有较好的解吸效率和再吸附能力。研究表明煤气化渣具有作为磷肥缓释剂的潜力。     

以生物质为燃料的SOFC和发动机热电联供系统：参数分析和性能优化

针对清洁高效能源转换技术需求,提出了一种以生物质为燃料的新型混合发电系统,该系统由生物质气化装置、固体氧化物燃料电池、发动机和余热回收子系统组成。采用Aspen Plus对系统进行了热力学建模,基于建模结果进行了参数分析,以确定关键参数对系统性能的影响。同时,通过ε-constraint的方法进行了效率最大和比发电成本最小的双目标优化。结果表明：随着蒸汽生物质比S/B的增加,系统发电效率从47.3%增加到50.3%;随着燃料利用率的增加,发电效率从45.5%增加到48.2%;入口生物质量和空气当量比的增加会使发电效率呈现下降趋势。在Pareto最优解的情况下,该混合系统可以同时达到系统效率为53.5%,比发电成本SEEC为0.0576 USD/（kW·h）,与标准电厂的能源成本（0.0546 USD/（kW·h））相当,而与以天然气为燃料的SOFC-发动机系统相比则降低了19.6%,说明该新型热电联供系统是一种清洁、高效、经济的能源转换技术。     

烘焙对生物质理化性质及气化特性的影响

生物质资源丰富廉价,因清洁可再生、碳中和等优点备受研究者的关注,但是其能量密度低、水分和氧含量高等缺点也限制了其规模化应用;另外,生物质直接气化产生的合成气热值较低,且会产生大量焦油。本文阐述了烘焙预处理对生物质燃料品质的提升以及对气化过程积极的调控作用。文章指出,生物质烘焙后,氧元素含量、H/C和O/C下降,固定碳含量和高位热值增加;可磨性和疏水性得以提高,在一定程度上弥补了烘焙过程的耗能。文中从微观角度对生物质燃料品质的提升进行了解释,并简述了微波烘焙的特点与优势。使用烘焙生物质气化,产生的合成气可燃成分高,且焦油产量有所下降。文章总结后续工作可以考虑从以下三个方面展开,即对“烘焙-利用”过程进行全生命周期评价、利用微波技术更准确地探索温度对烘焙效果的的影响机制、结合烘焙与焦油催化重整技术进一步降低焦油产量。     

小籽粒焦造气试验

叙述利用ＵＧＩΦ３．０ｍ煤气炉试烧小籽粒焦（５～１５ｍｍ）造气的试验结果,焦碳利用率由７２％提高到了８３．２％。对其工艺操作条件的优化进行了分析,讨论     

煤温和气化动力学研究

用程序升温热重法对煤温和气化特性及反应动力学进行了研究． 结果表明： 原煤裂解以热裂解为主, 在添加氧化钙温和气化条件下, 与不添加氧化钙相比, 煤裂解活化能下降３４．５％ , 裂解温度下降约６０℃． 低温区与高温区的表观活化能与指前因子对数呈现良好的线性关系． 添加氧化铁的ＤＴＧ峰值比添加氧化钙的略高, 对应的峰值略低, 同样添加氧化铁后的表观活化能计算也表明, 在３００℃～６００℃区间内氧化铁的催化作用比氧化钙略显著．     

华亭粉煤流化床气化

华亭矿粉煤经小型流化床气炉试烧表明,该煤种较为适合于直接粉煤气化,产气可作为化肥厂的原料气。