块状长焰煤高温蒸气热解的试验研究

应用太原理工大学高温蒸气热解试验系统,以高温过热水蒸气为热源介质对块状长焰煤进行加热,针对热解的产气规律、产气性质等热解特性做了实验研究.得出了块状长焰煤在受热过程中的产气量具有温度阶段性,450℃到500℃是热解气体产气的最佳温度段;对于产气性质而言,CO2的体积分数相对比较高,且随着温度的升高体积分数变化不大;CH4,CO的体积分数随着温度升高而下降;H2的体积分数随着温度升高持续增加,它对热解气体的热值贡献最大;两个碳原子以上的烃类气体体积分数很少;从4个取样点所取样品计算出的热值看,525℃的气样热值可达到水煤气的热值水平,425℃时气样热值可达到焦炉煤气的热值水平.     

源头提质的高热值垃圾制衍生燃料热解产气特性

基于江苏省甪直镇城市生活垃圾源头提质后的高热值组分经过分选、破碎等工艺压制成RDF燃料,利用高温管式炉进行RDF热解实验,研究热解终温、物料配比、催化剂、温升速率和添加辅料等影响因素对RDF的热解燃料气的影响。研究结果表明:热解终温增大,热解效率及气体转化率都增大,温度越高,热解气中H2体积分数增大CO体积分数先减小后增大,CH4体积分数先增大后减小,CO2体积分数减小;随着RDF中生物质含量减小,生活垃圾含量增大,半焦及热解气先增大后减小;添加污泥的RDF热解效率及气体转化率分别增加2.85%和2.62%,CO和CH4体积分数增大,CO2体积分数减小;添加催化剂DHC-32的RDF热解气中H2体积分数大幅增加,CO2体积分数减小。快加热方式热解气产率增大,CO和CH4体积分数增大,CO2体积分数减小。     

聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺平板复合膜CO2/CH4的研究

利用聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺（PDMS/PEI）非对称平板复合膜,以CO2/CH4混合体系作为研究对象,考察了原料气组成、原料气压力、渗余相流量、温度对分离过程的影响。结果表明：随着原料气中CH4组成的提高,CO2渗透速率下降,分离因子先升高,但在CH4体积分数大于0.5时,分离因子开始下降;随着原料气压力的提高,CO2的渗透速率和分离因子均为下降趋势;在不同压力和温度下,随着渗余相流量的增大,CO2渗透速率基本维持稳定,分离因子略有上升,其中在低压或者低温下,CO2分离因子变化不大,在高压或者高温下,CO2分离因子上升明显。     

加压流化床中影响生物质气化气组成因素的研究

以加压流化床为反应器,锯末为原料,通过测定生物质空气气化产物的组成及其随反应条件变化的规律,确定了生物质结构与生物质气化气组成的关系。在700~850℃的温度范围内,以50℃为增量,考察了温度对气化产品气的影响。结果表明:CO是生物质气化的主要产物,在700~850℃的范围内,CO含量迅速升高,同时H2、CH4和烃类气体(包括CH4、C2H4、C2H2、C2H6、C3H6、C3H8)的含量也有升高,CO2的含量先升高后降低。生物质加压空气气化的实验中,压力从0.5 MPa变化到1.7 MPa,随着压力升高,CO2的体积分数上升,而CO和H2的体积分数下降,CH4和烃类气体的体积分数随压力的升高有上升趋势。生物质空气-水蒸气气化的实验中,水蒸气与生物质质量比mS/mB从1.1变化到2.6,随着mS/mB的升高,CO2,H2的体积分数均有所上升。反应结果表明,升高温度有助于生物质转化为气体;而压力越高越有利于CH4等烃类气体的生成,且随着压力的升高,反应器的处理量增大,反应程度加深;水蒸气的加入,减少了空气的消耗量,并生成了更多的H2及碳氢化合物,改善了产品气的质量。     

O2／CO2气氛下着火延迟特性影响因素分析

采用详细化学反应动力学方法研究了3种烷烃燃料（正戊烷、正己烷和正庚烷）在O2／CO2气氛及空气气氛下的着火延迟特性,探讨了初始温度为1000～1350K,压力为1．6～4．0MPa,过氧系数为0．7～1．3条件下,不同燃烧气氛、CO2体积分数、温度、压力、过氧系数等因素对3种烷烃燃料着火延迟的影响规律．结果表明：在相同初始O2体积分数条件下,高CO2体积分数气氛下3种烷烃燃料的着火延迟时间比空气气氛下明显延长;随着燃烧系统中初始CO2体积分数的增加,3种烷烃燃料的着火延迟时间进一步增加,O2／CO2气氛下出现着火延迟现象不仅与CO2的热物性有关,还与燃烧系统内CO2的化学反应动力学作用有关．     

掺烧布朗气对轻型车加速过程排放的影响

考虑到布朗气具有内爆及催化等特性,以柴油机轻型车为研究对象,将布朗气引入柴油机进气总管,参与缸内燃烧,以研究布朗气对轻型车加速过程中排放性能的影响.在转毂试验台上,测量了掺混布朗气前后的轻型车NOx,THC,CO排放随整车加速过程的变化情况.结果表明:车速从13km·h-1加速到27 km·h-1的过程中,NOx体积分数下降4.8%,THC体积分数不变,CO体积分数升高5.6%;车速从23 km·h-1加速到40 km·h-1时,NOx体积分数下降4.1%左右,THC体积分数变化不明显,CO体积分数升高4.0%左右;由40 km·h-1加速到62 km·h-1的过程中,NOx体积分数下降8.1%,THC体积分数降低5.3%,CO体积分数降低3.0%.     

ZS195柴油机无氮（O2/CO2）燃烧的排放特性

文章介绍了ZS195柴油机无氮(O2/CO2)燃烧试验装置,对柴油机在无氮进气条件下的起动性和排放特性进行了试验研究,试验结果表明,无氮进气(O2/CO2)的混合程度对发动机的运行有显著影响,无氮进气条件下,进气中O2体积分数为0.6时,柴油机排放中NOx排放量与常规进气相比显著降低,HC、CO的排放量略有增加。     

煤的水蒸气等离子体气化初步研究

煤的水蒸气等离子体气化技术是一种生产合成气的洁净煤技术,具有潜在的应用前景,其技术核心部分是电弧等离子体反应器．以水蒸气为气化介质、空气为输送介质,对煤在电弧等离子体中的气化行为进行了研究;所用等离子体反应器由石墨管阳极和石墨棒阴极构成;反应器内的等离子体通过外置线圈产生的磁场进行约束和控制．结果表明：合成气中有效气体(H2 CO)的体积分数随着磁场线圈电流的增大或者等离子体反应器输入功率的增加而提高,产品气体中H2 CO的体积分数可达到75％．而CO2的体积分数始终低于3％,在产品气体中未检测到甲烷．     

YAG陶瓷磨球注浆成型用浆料的流变性能研究

以高纯Al2O3和Y2O3粉体为原料,在浆料pH值为9．7,分散剂PAA-NHt体积分数为1．5％,固相体积分数为50％,球磨时间12h,增塑剂PEG体积分数为1．5％的优化工艺条件下制备出流动性好、分散均匀的Y2O3-Al2O3混合浆料,利用注浆成型制备YAG陶瓷球形生坯,在60℃干燥24h条件下,球坯相对密度可达50％以上,球坯圆度偏差仅0．5346％,陶瓷球坯颗粒分布均匀．以体积分数0．8％的SiO2为烧结助剂,在1650℃保温6h,采用液相法烧结获得了自磨损率仅5．68×10^-6／h的YAG新型陶瓷磨球,可用于高性能YAG陶瓷的制备．     

一种流化床CO气化炉的气化工艺方法及其装置

目前我校研发的“一种流化床CO气化炉的气化工艺方法及其装置”被授予发明专利，本发明涉及煤化工领域的煤气化工艺，为一种用O2＋CO2或空气＋CO2为气化剂的流化床CO气化炉的气化工艺方法．其以O2和CO2为气化剂，以焦粉、无烟煤为原料，采用连续气化工作的流化床气化炉为气化设备（即连续气化法）或以空气和CO2为气化剂，0～10mm的焦粉、无烟煤、贫煤、长焰煤、褐煤中一种或几种为原料，     

温度对天然焦蒸汽气化特性的影响

在小型流化床实验装置(φ50 mm、高1.6 m)上,考察了温度对沛城煤矿天然焦蒸汽气化产气量、碳转化率、煤气热值和煤气组分的影响,并与ASPEN PLUS模拟结果进行了对比.实验结果表明:反应温度是影响气化反应的主要因素,温度升高,煤气组分中H2和CO2含量下降,CO含量增加;当气化反应温度从850 ℃提高到1 000 ℃,碳转化率从10.25%提高到47.76%,产气量增加了4.3倍;H2和CO2的含量由63.0%和25.0%减少到59.8%和20.2%,CO含量由9.6%增加到18.5%;煤气热值从8.87 MJ/m3增加到了9.33 MJ/m3.应用ASPEN PLUS软件模拟天然焦-蒸汽气化反应过程,同时考虑碳转化率,其模拟结果与实验数据接近,误差在可接受范围内,因此ASPEN PLUS模拟对系统设计与优化具有参考意义.     

湿煤炼焦与干煤炼焦的对比研究

利用2 kg实验焦炉,进行湿煤炼焦和干煤炼焦的对比实验,考察产物分布特性、焦炭质量特性、焦油和煤气组成特性等.研究表明,与炼焦煤水分为10%的湿煤炼焦相比,干煤炼焦具有如下特性:炼焦煤堆密度增大,所得焦炭、焦油和煤气的产量增加,焦化水的产量减少;焦炭、焦油和煤气的收到基产率增加,焦化水的收到基产率减少;焦炭和焦油的干基产率增加,煤气的干基产率减少;焦炭的孔体积减少,强度指标明显改善;焦油中芳香烃含量增加,烯烃含量减少;煤气中氢气含量增加,甲烷含量减少.     

冲天炉过热区热交换机理新探

本文通过模拟研究,得出了冲天炉过热区内对铁水的四种传热方式的传热系数。四种传热方式中,焦炭对铁水的接触传热与辐射传热共占85％左右,焦炭表面燃烧温度的高低对热交换有决定性的影响。焦炭表面温度与炉气温度有较大差别,它主要受焦炭性能影响,是衡量铸造用焦炭质量的一项不可替代的综合性指标。     

炼铁用生物质焦的制备及其性能

采用两种不同的升温制度对生物质进行碳化，碳化温度选为300、400、500、600和700℃，保温时间分别为30、60和90min．利用扫描电镜及热重分析仪对所得生物质焦的成分、微观结构及燃烧性能等进行分析，并研究了制备条件对生物质焦的产率及与CO2反应性的影响．结果表明，生物质焦具有与煤不同的典型管状或片状结构，其N、S、灰分、碱金属含量及燃烧性能优于煤炭，适合用作炼铁过程的还原剂和发热剂，以替代部分煤粉和焦炭．综合考虑，炼铁用生物质焦的最佳制备条件是，采用恒温加热模式将生物质加热至500℃进行碳化，并保温30min．     

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.     

广东茂名油页岩三种热解动力学模型的分析对比

利用测试技术对广东茂名油页岩分别进行~(13)C-NMR和TG-FTIR实验,并获得12个碳骨架结构参数,得到了焦、CO_2、CH_4及页岩油随温度变化的曲线规律,同时使用非线性最小二乘法求出动力学参数。通过构造基于燃料化学结构的FLASHCHAIN、FG-DVC及CPD模型,然后对油页岩样品在50℃/min加热速率的条件下,整合实验对油页岩的焦产量、页岩油及轻质气体含量进行模拟预测,最后对样品进行全面的误差分析。结果证实,以上3个模型的预测准确度均是一级精度,证明误差都在可控的范围内,但是在焦与焦油的预测过程中CPD模型预测要比其他两种模型更加准确,在轻质气体的预测中FLASHCHAIN模型精度最高。     

焦炭的粒焦反应性

研究了单种煤焦炭和工业配煤焦炭的粒焦反应性、反应后强度与块焦反应性、反应后强度的关系·结果表明:它们之间有良好的相关关系,并且还研究了单种煤焦炭粒焦反应性与煤质、焦炭光学组织、焦炭气孔结构参数等指标间的关系,说明粒焦反应性对煤种区分能力较好·     

管壳型固定床二甲醚合成反应器的数学模拟

对管壳型固定床二甲醚合成反应器进行了数学模拟。选取CO、CO2加氢合成甲醇、甲醇脱水生成二甲醚反应为独立反应,CO、CO2和二甲醚为关键组分,建立了管壳型固定床二甲醚合成反应器的一维拟均相数学模型,得到了管内各组分气体浓度和温度分布;讨论了不同操作条件对二甲醚合成的影响。     

煤岩体吸附膨胀变形与吸附热力学的参数关系

采用吸附容量法测试了不同煤样对CO2,CH4,N2的吸附性能参数,基于所提出的孔隙介质截面吸附润湿长度概念和孔隙结构模型、表面物理化学及弹性力学原理,导出了吸附膨胀应力和应变理论计算公式,并讨论了吸附常数、温度、气体压力、煤岩体比表面积、气体分子吸附截面积等参数对它们的影响·这些公式比现有的公式应用范围广,能方便计算不同约束条件下的吸附膨胀应变和应力·研究还表明煤岩体比表面积和气体吸附分子截面积越大,气体吸附量、煤岩体的吸附膨胀应力及应变越大·     

CeO2上CO和CO2吸附表面体的红外光谱研究

应用红外光谱技术研究了CO,CO_2等在氧化态和还原态CeO_2上表面吸附体的形成及反应,归属了所观察到的红外吸收带,证实在表面上存在HCO_3~-,HCOO~-,及两种不同键合方式的CO_3~(2-)等表面物种。观察到HCO_3~-有两种存在形式,一种在较高的温度下稳定,一种在较低温度下稳定。在不同温度下HCOO~-、CO_3~(2-)、HCO_3~-三种表面物种之间可相互转化,在氧化态样品上,CO最终氧化生成CO_2气体。