铜渣催化气化木屑的实验研究和热力学分析

以木屑为原料,在铜渣催化气化木屑的实验平台上研究了气化剂和载气对气体产物成分及热值的影响。根据实验结果,当水蒸气当量比为0.058时,焦油产率降低了约50%,氢气产率提高了63.04%,气化效率达75.03%。在优化的实验条件下基于能量平衡建立熔融铜渣催化气化木屑的热力学分析方法,得到铜渣、木屑及水蒸气之间的耦合关系,1250℃的熔融铜渣的余热高达1.773 MJ/kg,充分利用铜渣显热和潜热气化木屑产生的合成气热值可高达13319 kJ。在最优气化工况下,1 kg原料气化需要1.92 kg铜渣,热态铜渣催化气化木屑的能量利用率可达62.94%。     

垃圾熔融灰渣与粉煤灰资源化特性及应用

介绍了城市生活垃圾直接气化过程中熔融灰渣和粉煤灰的物理化学性质,及其在国内外的资源化利用现状,并对熔融灰渣和粉煤灰的综合利用前景作了展望.     

异丁烯提纯装置换热网络的能效分析

基于Aspen Plus对抽余C₄提取高纯度异丁烯的工艺流程进行系统灵敏度分析,并以目前我国用户最重视的能源消耗问题与投资成本问题等为改造优化目标,基于Aspen Energy Analyzer对换热网络进行优化分析。对系统灵敏度进行分析得出：在精制塔理论塔板数为36、回流比为5的优化条件下,精制后异丁烯的质量纯度可达到99.95%,回收率可达到99.6% 。本文从夹点理论概念设计法着手,对异丁烯提纯装置换热并对其换热网络进行能效分析,结果表明,在反应温度为60℃,D006树脂做催化剂,结合Aspen Energy Analyzer优化后的能耗参数,计算得出工艺流程的热公用工程用量达到1944.17kW,相比原工艺过程的用能节约了12.9％;冷公用工程用量达到3877.78 kW,相比原工艺流程节约了23.4%,大幅度提升节能降耗效果并节省投资,因此本研究可以为能量的更优利用提供理论依据和可行方案。     

大跨度转体施工T构桥转动结构分析

通过对T构桥转体施工过程的有限元模拟,研究了转动结构的局部应力分布,分析了转动结构的力学性能,结果表明：转动结构整体处于较低的应力状态,局部存在应力集中现象,可通过加强局部构造措施保证转动结构整体力学性能,从而满足转体施工的安全要求。     

铜渣氢气还原过程中的物相转变

对铜渣进行氢气还原处理,分析了还原温度和时间对还原前后铜渣物相组成和微观形貌的影响,并对还原过程的物相转变进行了讨论. 结果表明,铜渣氢气还原产物为金属Fe和玻璃态SiO2,二者的产出量随还原温度升高和还原时间延长而增加,950℃还原6 h铜渣中铁还原率比800℃时高47.4%,随反应时间延长铜渣中铁还原率增长速度变慢;原渣中狭长或树突状的铁橄榄石相还原后转变为不规则颗粒状或片状金属Fe相,随还原时间延长和温度升高,颗粒表面变得更加致密;铜渣氢气还原制备金属Fe催化剂时还原温度900~950℃、还原时间3~5 h为宜.     

核桃壳热裂解产物有机结构演变规律

采用TG-FTIR、Py-GC/MS对核桃壳热裂解过程及产物进行研究,利用1H-NMR和13C-NMR对热解炭结构进行分析,探讨热裂解产物有机结构演变规律。结果表明:核桃壳热裂解分为干燥脱水,快速热裂解和残余物缓慢热裂解三个阶段,快速热裂解阶段是主反应阶段,失重可达总失重的89%。不同热解温度下的液态产物成分不同,且随着热裂解温度的升高,低温下形成的热解液会发生二次反应生成新的热解液成分,热解温度由400℃升至600℃,液态产物完成了由酚类、醇类、酸类向酯类、芳香类的转化。升温核桃壳热裂解过程中的气态产物为H_2O,CO_2,CH_4和CO,在357℃时达到最大产量。随着热解温度由300℃升高到800℃,核桃壳热解炭由以苯环、烷烃链、甲氧基、羟基、羰基为主要结构转化为90%以上的芳香结构。     

纤维素热解生物油分子尺寸分布特性

分子筛催化剂的孔径与生物油分子尺寸之间的差异造成分子筛催化剂的择形选择性.分子筛的孔径数据来自晶体结构分析,而生物油的分子尺寸数据很难获得,对生物油的分子尺寸进行估算十分必要.采用热裂解气质联用技术(Py-GC/MS)研究了纤维素热解生物油的组成成分,以Joback基团贡献法为基础计算了纤维素热解生物油各组成成分的动力...     

城市生活垃圾气化产气特性实验研究

在氮气、空气和富氧三种气氛条件下对城市生活垃圾气化过程进行实验研究,考察了温度、升温速率及反应气氛对城市生活垃圾气化的影响。总结出了城市生活垃圾气化过程中产生的CO,H2,CH4,CO2四种主要气体产物的体积分数在250～950℃的变化规律。氮气气氛下,在250～500℃的低温区段,CO气体的体积分数随升温速率的升高而降低;在500～950℃的高温区段,CO气体的体积分数随升温速率的升高而增加。H2在500℃之后才开始产生,其体积分数在500～950℃随升温速率的升高而增加。CO,H2,CH4三种气体在各个温度点处的体积分数都随气氛中氧气体积分数的增加而降低,而CO2气体在各个温度点处的体积分数则随气氛中氧气体积分数的增加而升高。     

预煅烧铜渣对生物质催化热解动力学的影响

采用热重分析仪考察了预煅烧铜渣对生物质催化热解动力学的影响. 结果表明,催化剂的使用可明显降低生物质热解的活化能;随煅烧温度提高和1000℃下煅烧时间延长,催化剂活性先增强后减弱. 不同预煅烧条件下铜渣矿物的表征显示,由于Fe2SiO4、硫化物和磷化合物的氧化,铜渣质量先增加后降低;预煅烧使Fe从铜渣的Fe2SiO4中脱出,以Fe3O4和a-Fe2O3形式存在;随煅烧温度提高,Fe2SiO4的特征峰逐渐减弱直至消失,Fe3O4先增强后减弱,a-Fe2O3增强. 由此推断,Fe3O4的形成是预煅烧铜渣催化活性提高的原因.     

小桐子壳热解及其挥发性产物特性分析

选用小桐子壳作为原料,采用热重-红外联用(TG-FTIR)和热裂解-气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)技术,研究小桐子壳的热解特性以及300~800℃热解过程中产物的组分信息和有机化合物中官能团随温度的变化情况,同时利用Coast-Redfern积分法求解不同升温速率下的动力学参数。结果表明,小桐子壳的热解过程分为干燥(30~100℃)、预热解(100~258℃)、热解(258~420℃)和炭化(420~900℃)四个阶段。随升温速率升高,小桐子壳的最大质量损失率依次增加,升温速率的升高对小桐子壳热分解速率具有促进作用。随热解温度升高,吸收峰处存在明显的强度变化,CO2、醛酮类等化合物的吸收峰强度逐渐降低甚至消失;小桐子壳热解过程中的气体产物成分主要为CO, CO2, H2O等,主要挥发性有机产物为苯酚、羰基化合物、愈创木酚类等,热解温度由400℃升至700℃时,酚类化合物的峰面积比例从35.94%升至59.59%、羰基化合物的峰面积比例从36.90%降到11.87%。小桐子壳热解动力学参数n=1时,其反应表观活化能最大为61.34 kJ/mol,且三个升温速率的拟合相关系数均在98%以上。小桐子壳热解动力学参数n≠1时,选取相关系数最大时的n值为反应级数,则n=0.2,反应活化能E为47.64 kJ/mol,指数前因子A为0.83。随升温速率的升高表观活化能依次递减,且拟合相关系数均在97%以上。