蒙古国煤水蒸气气化制合成气及其热力学特性

对来自蒙古国不同地区的4种煤样的水蒸气气化性能进行系统研究,考察了4种煤样水蒸气气化合成气的组成与生成规律;讨论了热力学平衡对4种煤样气化反应的影响。研究发现,巴嘎诺尔煤(BN)、纳赖呼煤(NL)和阿拉格陶盖煤(AT)的水蒸气气化反应性能明显高于塔本陶勒盖煤(TT)。BN、NL和AT煤可通过水蒸气气化反应制高H2含量、低CO含量的合成气,而TT煤水蒸气气化合成气中CO的含量相对较高。造成这种现象的原因是BN、NL和AT煤气化过程中水煤气变化反应(WGSR)进行的较为彻底,消耗了煤与水蒸气直接气化反应所生成的CO,生成更多的H2,而TT煤WGSR进行程度较低,故其合成气中CO含量较高,因此认为热力学平衡是造成不同种类蒙古国煤水蒸气气化特性存在差异的重要因素。     

五台型煤焦CO2催化气化的补偿效应

五台型煤焦用Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３作催化剂在０．２ＭＰａ和１１２３～１２３３Ｋ温度下进行ＣＯ２气化试验，发现上述两催化剂量分别在９～２５Ｗｔ％、５～２０Ｗｔ％范围内均能明显提高气化速率，且Ｋ２ＣＯ３的催化活性高于Ｎａ２ＣＯ３。催化剂用量对动力学参数的影响说明，该催化气化反应体系存在补偿效应，其等动力学温度分别为１５６２Ｋ（Ｎａ２ＣＯ３）和１７３９Ｋ（Ｋ２ＣＯ３）．     

氯化钠溶液物性关系式

提供了ＮａＣｌ质量含量为１％～２６％的溶液在０℃～１００℃范围内的密度，表面张力与溶液温度和ＮａＣｌ质量含量的关系式；以及常压下ＮａＣｌ质量含量为２５％以下的ＮａＣｌ溶液的沸点与溶液中ＮａＣｌ质量含量的关系式。这些关系式在应用计算机处理数据时，可直接调用     

碱金属、碱土金属和过渡金属对煤的催化氧化作用

为选择煤的催化氧化催化剂，降低煤的燃点，以提高煤的活性，把不同煤化程度的煤分别用 ＨＣｌ溶液和 ＨＦ 溶液处理（即脱灰），再分别浸渍不同浓度的 Ｆｅ２＋，Ｃａ２＋，Ｋ＋，Ｎｉ２＋溶液，并采用燃点测定仪（仿联邦德国ＥＢＩ装置）测其燃点，以考察其活性。试验表明，Ｋ＋，Ｆｅ２＋是对煤催化氧化作用较好的催化剂，可以使脱灰褐煤的燃点降低约 ４５～６５℃； 还研究了原煤未经脱灰直接浸渍 Ｆｅ２＋，Ｋ＋等，发现其燃点也降低２０～３０℃，试验结果表明，Ｆｅ２＋是一种价格较低、活性较高的催化氧化剂。     

工业碱对粉煤流化床混合气催化气化工艺条件的研究

在内径Φ28 mm流化床中,无烟粉煤在2种工业碱催化剂作用下进行混合气(空气/水蒸气)的催化气化,得出适宜反应时间为40 min,催化气化温度为900℃,2种工业碱催化剂的适宜添加饱和度均为8%.研究显示,无论煤气产率还是煤转气热值,粘胶废碱液均明显高于工业固碱.在适宜催化气化温度(900℃)条件下,产气率从无催化剂时的2.57 m3/kg增加到8%固碱时的3.62 m3/kg和粘胶废碱液时的3.97 m3/kg;煤转气热值粘胶废碱液比无催化剂时增加了2.78倍,比固碱时增加了0.66倍.     

氧化钙在煤岩显微组分气化中的作用研究

用装有气相色谱在线分析的高温高压差热分析装置在773～1273K的温度范围内考察了氧化钙对平朔烟煤三种基本有机显微组分(镜质组、稳定组和丝质组)分别与CO_2和水蒸气进行气化反应的影响。CO_2的反应压力和水蒸气的反应分压分别为1.0MPa和10KPa,升温速率均为10K/min.反应性测定和气化动力学数据处理结果发现,CaO对显微组分的气化有催化作用,而且这种作用在CO_2气化中更明显;显微组分的类型和气化反应气氛决定CaO的最佳添加量。对试样气化后残渣的电子探针能谱测定表明,CaO在显微组分的气化过程中具有固硫能力,这种能力从强到弱的顺序为稳定组、镜质组和丝质组,而且在水蒸气气化中的固硫作用更显著。扫描电镜对残渣的观察表明,CaO对显微组分在气化中的灰团聚具有阻抑作用,其机理与对显微组分气化的催化作用机理相似。用于煤/煤焦加压气化的动力学模型可以用来描述显微组分的气化和催化气化过程。     

氨基乙酸、DL－氨基丙酸在1mol·kg~（－1）Na_2CO_3水溶液中的粘

本文采用高精度光电计时粘度计及单茎毛细管密度瓶分别测定了在２８８．１５～３２８．１５Ｋ温度区间内，氨基乙酸和ＤＬ－氨基丙酸在１ｍｏｌ·ｋｇ￣（－１）Ｎａ＿２ＣＯ＿３水溶液中的粘度及密度数据；计算了两种氨基酸在该溶液中的粘度Ｂ系数及极限偏摩尔体积；拟合出了粘度Ｂ系数与温度的关系方程；讨论了氨基酸的引入对Ｎａ＿２ＣＯ＿３水溶液结构的影响规律；用流动过渡状态理论得到了两种氨基酸在１ｍｏｌ·ｋｇ￣（－１）Ｎａ＿２ＣＯ＿３，溶液中的流动活化参数．     

煤焦催化气化中非均相反应动力学的研究

以神木煤焦为研究对象,在小型加压固定床上考察了不同气化剂(水蒸气、二氧化碳、氢气)、催化剂负载量、水蒸气分压、氢气分压和一氧化碳分压对碳转化率和气化反应速率的影响。结果表明,对于非均相的催化气化反应来说,反应速率顺序为C-H_2OC-CO_2C-H_2。H_2和CO不同程度地抑制煤焦水蒸气气化反应,CO的抑制作用明显大于H_2。在700℃,当添加5%的CO,碳转化率降低约50%。基于Langmuir-Hinshelwood(L-H)方程,结合随机孔模型,同时考虑催化剂负载量及气化产物分压的影响,建立了煤焦催化水蒸气气化动力学模型,模型预测反应速率常数与实验值误差在10%以内,说明建立的动力学模型可以较好地模拟煤焦的催化水蒸气气化反应过程。     

加氢热解煤焦的二氧化碳和水蒸气气化特性

采用热重分析仪研究了云南玉溪煤和新疆准东煤的加氢热解煤焦二氧化碳气化反应性,考察了成焦压力、停留时间及气氛对煤焦气化反应性的影响,并利用均相模型计算了各煤焦的非等温气化动力学参数。采用实验室固定床反应器,研究了上述两种煤加氢热解煤焦的水蒸气气化特性,考察了成焦气氛对煤焦气化速率和气体产物组成的影响。热重气化实验表明,准东煤焦的气化反应性明显好于玉溪煤焦,前者的反应活化能远小于后者的反应活化能;无论哪种煤,加氢热解煤焦的气化反应性随加氢过程碳转化率的增大呈下降趋势;在相近的碳转化率下,加氢热解煤焦的气化反应性明显好于氮气气氛热解所得煤焦。在水蒸气气化的情况下,准东煤焦的气化反应性同样好于玉溪煤焦。总体上准东加氢热解煤焦的产氢率相比氮气气氛热解所得煤焦有所增加,不过对于这两种煤焦,随着气化温度提高,H2与CO的物质的量之比均逐渐接近于热力学平衡所得的计算值。     

中国典型煤种煤焦水蒸气气化反应特性研究

研究了5种典型煤种在1 100～1 400 ℃范围内的煤焦水蒸气气化反应特性,并利用未反应碳缩合模型进行数值模拟.实验与计算结果表明,在煤焦水蒸气气化反应过程中,随着温度的升高,气化反应控制步骤逐渐由化学反应动力学控制过渡到扩散控制;在高温条件下,高灰熔点煤与低灰熔点煤的气化反应特性有所不同,这与高温下低灰熔点煤灰发生熔融、灰层阻力增大有关.未反应碳缩核模型的计算值与实验值吻合较好.     

高炉渣余热回收系统的热力学分析

采用焓-火用图热力学分析方法对不同高炉渣余热回收模式进行分析,对物理法回收余热生产热水和水蒸气,不同化学反应的化学法回收余热的焓效率和火用效率进行计算和对比分析.结果表明:物理法回收余热生产热水和生产蒸气的焓效率相同,都为769%,而火用效率分别为144%,342%;利用化学法回收余热的焓效率高达922%,火用效率为60%左右,二者均高于物理法;利用C-CO2的煤气化反应对高炉渣余热进行回收时,每吨渣可以消耗165kg的CO2,有利于钢铁企业实现节能目标.     

煤炭地下气化多阶段数学模型

在煤炭地下气化过程中,干燥、热解及气－煤反应是非常重要的产气过程,它决定着地下煤气的组成和气化工作面的效率。鉴于此,分析了煤的干燥和热解特征,研究了煤的干燥模型、热解动国学模型、气－煤焦反应动力学及多孔煤块中气体的扩散和流动规律,在此基础上,建立了煤炭地下气化干燥、热解及气－煤焦反应的多阶段数学模型,并对计算结果进行了分析与讨论,模拟结果表明,数值计算值与实测值较为吻合,证明了煤炭地下气化过程多阶段数学模型的建立、参数的选定及对定解条件分析与处理的正确性和合理性。     

煤炭地下气化技术进展

 煤炭地下气化（UCG）是深部煤炭资源开发的有效手段，属于清洁高效开发和利用的技术范畴，与传统的采煤-地面气化相比在经济性、安全性、清洁性等方面具有明显的优势。综述了煤炭地下气化技术的发展历程、气化原理以及不同气化工艺发展现状，认为钻井式（无井式）煤炭地下气化技术是未来发展趋势。分析了该技术在气化区域科学选址、气化剂选择、燃空区控制与监测、超短水平井技术以及气化产物分级综合利用等方面的最新进展及发展趋势，阐明煤炭地下气化-碳捕获碳利用碳封存（UCG-CCUS）技术联合应用将会真正成为新一代的深部资源绿色高效开发技术。     

煤炭地下气化技术进展

 煤炭地下气化（UCG）是深部煤炭资源开发的有效手段，属于清洁高效开发和利用的技术范畴，与传统的采煤-地面气化相比在经济性、安全性、清洁性等方面具有明显的优势。综述了煤炭地下气化技术的发展历程、气化原理以及不同气化工艺发展现状，认为钻井式（无井式）煤炭地下气化技术是未来发展趋势。分析了该技术在气化区域科学选址、气化剂选择、燃空区控制与监测、超短水平井技术以及气化产物分级综合利用等方面的最新进展及发展趋势，阐明煤炭地下气化-碳捕获碳利用碳封存（UCG-CCUS）技术联合应用将会真正成为新一代的深部资源绿色高效开发技术。     

高炉熔渣中煤-CO2气化反应性的实验研究

利用STA409PC综合热分析仪以等温热重法对高炉熔渣中煤焦-CO2气化反应性进行了研究,主要考察了渣煤比、气化反应温度和煤种对气化反应的影响,并用反应速率方程法对其动力学参数进行求算.实验结果表明:煤焦的碳转化率、气化反应速率与渣煤比正相关;在煤焦的气化反应中,高炉熔渣具有一定的促进作用;在1673K以下,煤焦的碳转化率、气化反应速率峰值随温度的升高而上升,而当温度高于1673K后,煤焦的碳转化率、气化反应速率峰值随温度的上升呈现下降的趋势;不同煤种,其气化反应性有很大的差异,大同煤的气化反应性要好于阜新煤和焦炭;不同条件下,煤焦的气化反应动力学参数具有很大的差异,焦炭的表观活化能和指前因子随渣煤比的增大而升高,阜新煤的表观活化能和指前因子随渣煤比的增加先降低、后升高.     

煤焦-CO_2高温气化反应特性的实验研究

利用STA409PC综合热分析仪以等温法研究煤焦-CO2高温气化反应,考察了煤种、气化温度及气流速度对煤焦气化反应的影响,并对其动力学参数进行了求算.实验结果表明:当气化温度低于煤焦灰熔点温度时,煤焦的碳转化率和反应速率峰值随气化温度的升高而增大,当气化温度高于煤焦的灰熔点温度时,煤焦的碳转化率和反应速率变化十分缓慢,甚至有下降的趋势;不同煤种的气化反应动力学参数有很大的差异,鞍钢煤焦和本钢煤焦的活化能均为140kJ/mol,阜新煤焦的活化能为70kJ/mol.当煤焦的气化反应温度高于煤焦的灰熔点温度时,扩散成为煤焦气化反应的主要限制环节,提高气流速度有利于煤焦气化反应的进行.     

煤气化多环芳烃初步研究

为了研究煤及其气化产物中多环芳烃的分布特征,在一台小型常压流化床气化炉上进行了以空气和水蒸气为气化剂的煤气化试验,经索氏萃取和K-D浓缩后,采用带荧光检测器和二极管矩阵检测器的高效液相色谱仪对原煤、底渣、旋风焦、布袋焦和煤气中被US EPA列为优控污染物名单的16种多环芳烃进行了测定.试验结果表明:煤气化前后多环芳烃质量分数和毒性当量质量分数的分布特征相似,但多环芳烃的组成和质量分数不同;煤化程度增加,原煤多环芳烃质量分数和毒性当量质量分数减小,煤气化多环芳烃的质量分数先接连后减,毒性当量质量分数与煤化程度呈线性关系;部分煤种气化多环芳烃的质量分数高于原煤多环芳烃质量分数,且煤气化多环芳烃的种类分为原煤未分解的多环芳烃、热解合成的多环芳烃、自由基高温缩合生成的多环芳烃.     

煤气化技术新进展

煤气化技术是煤化工的关键技术,气流床气化代表了煤气化技术的发展方向。综述了国内外先进煤气化技术的新进展及产业化应用,并对煤气化技术的开发及应用提出了相关建议。     

华亭煤纯氧-水蒸汽地下气化模型试验研究

通过地下气化模型试验，获得了华亭煤纯氧-水蒸汽地下气化过程的一般规律．研究了汽氧比对煤气组成的影响、气化过程的稳定性以及试验条件下的煤层气化速率变化，进行了相同条件下的物料衡算．试验结果表明，纯氧煤炭地下气化，可以利用煤层合水或顶板淋水生产水煤气．华亭煤纯氧-水蒸汽地下气化可以获得合格的合成氨原料气，但需根据气化工作面的移动及煤气组成交化，采用移动点供风气化维持气化过程连续稳定进行．气化过程的物料衔算可以用来预测气化煤气的基本组成．汽氧比影响煤气组成变化，试验条件下适宜的汽氧比范围为1．5-2．煤层气化速率在供风点附近出现最大值，试验条件下的平均水平气化速率为4cm／h，平均横向气化速率为1．5cm／h．     

准东地区煤炭气化地质评价与有利区预测

首先从地质构造、煤层厚度、煤层埋深、煤岩煤质、煤层顶板岩性及水文地质条件出发,对准噶尔盆地东部含煤地层地质条件进行分析,探究了准噶尔盆地东部煤层地下气化地质条件的可行性,研究区发育多套厚煤层,煤阶较低,煤层层数多,灰分挥发分较高,倾角较大,埋深适中,顶底板岩性为泥岩、粉砂岩和砂岩,断层封堵较好,发育较好的隔水层,综合分析认为本区适宜进行煤炭地下气化工作;其次,从资源条件、储层条件与开发条件出发,优选出9个符合本区地质特征的有利区三级评价参数,建立多层次数学评价模型,将全区煤炭地下气化潜力划分为三类,优选出沙帐断褶带、梧桐窝子凹陷、阜康断裂带三个区块作为煤炭地下气化的最佳区域,对准东地区后续的地下气化实施提供地质依据。