水蒸气纯氧条件下合成气燃烧特性

水蒸气纯氧燃烧技术因具有高效零污染物排放的特点而备受关注,对合成气在水蒸气纯氧条件下的燃烧特性进行了实验研究。在扩散燃烧实验台上测量了H₂O/O₂为2.0时,燃烧室中心气体成分和火焰温度随停留时间的变化规律,分析了过量氧气系数对合成气水蒸气纯氧燃烧过程的影响。研究结果表明:过量氧气系数为0时,H₂和CO的燃烧主要在前28 ms内,H₂的燃烧速率较快,能够快速燃尽;CO燃烧较慢,燃烧室出口含量依然很高。过量氧气系数从0增大到10%时,CO的浓度整体降低,燃烧速率提高,燃烧前期火焰温度提高。燃烧室出口CO浓度随过量氧气系数的增加逐渐降低,氧气微过量时CO浓度迅速下降,继续增大时,燃烧室出口CO的浓度下降缓慢。     

降压启动技术在合成气压缩机上的运用

介绍合成气压缩机干气密封的一级密封流程、运行控制参数、造成干气密封损坏的因素、增压泵在干气密封中的作用以及压缩机降压启动技术的详细操作程序及要点。     

费托合成制低碳烯烃铁基催化剂研究进展

综述了费托合成制低碳烯烃铁基催化剂方面所取得的研究进展,重点介绍了催化剂活性相、助剂和载体等方面的关键因素,探讨了催化剂制备条件对合成气制烯烃的影响,最后对费托合成直接法制烯烃的研究提出了一些展望。     

熔融盐对合成气成分影响模型

气化粗合成气主要成分为CO、CO2、H2,经过变换和重整后在催化剂作用下可以合成不同的化学品。熔融盐可吸收粗合成气中的CO2,并实现H2/CO在1.5～2.9之间调整。熔融盐合成气成份调整过程是一个传质与化学反应同时进行的非平衡、耦合过程。从球体扰流方程和反应动力学方程出发,通过量纲分析推导出合成气组分与操作条件的关系,对固定床内熔融盐对合成气成份调整过程进行了分析。熔融盐合成气成份调整的限制过程为气体从气泡表面向熔融盐内部的传质过程。温度升高、气泡直径减小、停留时间增加有利于合成气中H2百分比增加;然后对模型进行了实验验证,实验结果与理论结果吻合良好。     

生物质粗燃气自热重整调变的热力学分析

运用吉布斯自由能最小化方法对生物质粗燃气自热重整过程进行了热力学分析,研究了重整反应过程中的温度,O2/CH4摩尔比及焦油摩尔分数等因素对平衡产物组成的影响规律。研究结果表明:低温有利于CO歧化与加氢反应,而高温促进了CH4和CO2的转化,提高合成气H2+CO摩尔分数,降低H2/CO摩尔比。O2/CH4摩尔比的增加有利于生物质燃气从部分氧化反应向完全氧化反应转变,促进了CH4的重整反应而抑制了CO2的转化;O2/CH4摩尔比的增加降低了合成气H2+CO摩尔分数,降低了H2/CO摩尔比,在重整后的生物质粗燃气中,n(H2)/n(CO)≈1。积碳量随温度升高和O2/CH4摩尔比的增加逐渐减少,随着焦油(C10H8)物质的量的增加而增加。焦油物质的量增加提高了合成气中H2与CO摩尔分数,是重整反应的重要原料。优化的生物质燃气自热重整反应条件为温度1 023 K,O2/CH4摩尔比0.7,焦油摩尔分数<1%。     

化学链重整直接制氢技术进展

化学链重整直接制氢技术使用固态金属氧化物作为氧载体代替传统重整过程中所需的水蒸气或纯氧,将燃料直接转化为高纯度的合成气或者二氧化碳和水,被还原的金属氧化物则可以与水蒸气再生并直接产生氢气,实现了氢气的近零能耗原位分离,是一种绿色高效的新型制氢过程。根据产物和供热方式的不同,可以将化学链重整直接制氢工艺分为双床系统和三床系统两类,并对各系统中氧载体与反应器的设计与选择进行了分析。通过Elingham图对不同氧载体的氧化还原能力进行比较,选取适于直接制氢的金属氧化物,并讨论了氧载体材料研发的最新进展。化学链制氢反应器设计应根据不同原料和产品的特点,选择合适的气-固接触方式,以强化化学链重整直接制氢效率。     

旋转弧等离子体转化油脂制合成气

废弃油脂不仅造成严重的环境污染,而且容易引发各种社会问题,因此加快对废弃油脂的综合利用势在必行。本文以大豆油作为废弃油脂替代物,在自制炬/反应器中开展旋转弧等离子体转化油脂制合成气研究,系统考察了水/大豆油质量比、输入功率和磁感应强度对大豆油转化过程的影响。研究结果表明,气体产物主要为CO、H₂、CO₂与烃类,CO与H₂最高可占气体总量的91.0%(体积)以上。水/大豆油质量比主要影响产物组成和能量转化效率,对碳气相转化率和合成气收率影响较小。增加输入功率,碳气相转化率可提高至98.5%,能量转化效率在17.9 kW时达到最大值72.9%。实验考察范围内磁感应强度对大豆油转化效果的影响很小,但可以起到保护阳极的作用。     

CH4/CD4 isotope effects in the carbon dioxide reforming of methane to syngas over SiO2-supported nickel catalysts

By performing the CH₄ + CO₂ and CD₄ + CO₂ reactions alternately over SiO₂-supported nickel catalysts in a pulse micro-reactor, normal deuterium isotope effects on both the methane conversion reaction and on the CO formation reaction have been observed in the process of CO₂ reforming of methane. Based on the observed CH₄/CD₄ isotope effects, the pathways for the formation of CO are discussed.     

我国合成气一步法制低碳烯烃催化剂研究新进展

合成气一步法制低碳烯烃作为优势明显的非石油路线替代技术,至今仍未工业化的一个关键问题即催化剂的选择性较差。本文介绍了近十年来关于该催化剂的研究进展,分析了活性组分、助剂、载体及制备工艺分别对催化剂结构与性能的影响,认为Fe系与Co系是最有应用前景的催化剂,碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土金属及非金属在调变催化剂酸碱性与电性上各自表现出不同的正作用,抑制了低碳烯烃的二次加氢副反应。分子筛等载体的表面性质与孔道结构可控,方便低碳烯烃从催化剂中扩散移除。浸渍、沉淀、溶胶-凝胶、熔融、水热、微波、超临界、真空干燥等工艺的改进或结合更有利于活性组分的分散和超细颗粒的形成。指出催化剂配合适宜的工艺及反应器才能发挥最大效能,才有可能突破F-T合成中低碳烯烃收率低的ASF规律的限制,实现合成气一步法制低碳烯烃的产业化推广。