刍议煤焦的理化性质及高温气化反应性特征

研究表明：煤和焦的化学和物理性质对煤气化反应活性的影响极大,煤的高温气化反应性是决定高温煤气化效率的最重要的因素之一。论文就高温煤焦的理化性质的表征及高温气化反应性特征进行探讨,旨在为高温煤气化装置的设计、操作条件的优化和原料的选择提供必要的基础数据,也为我国高效气流床气化技术的工业化应用提供理论和实践基础。     

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.     

化学动力学数据处理的新方法

根据化学方程动力学方程的特点,提出了一种化学动力学数据处理的新方法,该方法不仅适用于简单反应(如一级反应、二级反应等),而且适用于复杂反应(如对峙反应),在反应终值(即时间无限长时的浓度、压力、电导、体积等)或反应初值未知的条件下,该方法仍能计算得到可靠的反应速度常数.应用本文提出的方法,不仅为化学工作者提供了一种处理化学动力学数据的有效方法,而且可以在一定程度上减少实验工作量.     

煤加氢气化过程热力学研究

对煤加氢气化直接生成CH4过程进行了热力学分析，主要分析了反应温度和压力对加氢气化反应的平衡常数和平衡转化率的影响。结果表明，降低温度和增加压力在热力学上有利加氢气化反应的进行。根据实际反应条件，讨论了煤加氢气化反应的最佳操作条件，为煤直接转化的工业设计和放大实验提供最基本的热力学数据和热力学依据。     

SPC-01催化剂上MTBE裂解制异丁烯及其裂解动力学

甲基叔丁基醚(MTBE)裂解是一条比较理想的生产高纯度异丁烯的工艺路线.采用管式反应器,在170～230℃、0.2～0.6 MPa、液相空速0.5～2 h-1的条件下,对SPC-01型固体杂多酸催化剂上甲基叔丁基醚裂解制异丁烯的工艺进行了研究,考察了操作条件对裂解过程的影响.当反应压力为0.4 MPa、反应温度为210～230℃、液相空速为0.5～1.0 h-1时,MTBE转化率高于92.2%,异丁烯和甲醇选择性均大于99.9%.采用一维平推流积分反应器模型建立幂函数裂解动力学方程,利用最小二乘法对动力学实验数据进行参数拟舍,获得了裂解动力学方程,并对模型进行了检验.     

不同pH条件下紫苏色素降解动力学的研究

本文研究了紫苏色素在不同ｐＨ条件下热降解的动力的动力学过程。结果表明,紫苏色素在ｐＨ＝３－７．５的范围内,其热降解反应为一级反应。经统计机拟合得到不同ｐＨ条件下其热降解反应的动力学方程和反应活化能,为进一步探讨其降解机理提供了基本的实验依据。     

邻甲代烯丙氧基苯酚合成呋喃酚的环合反应动力学研究

从邻甲代烯丙氧基苯酚反应合成呋喃酚的反应历程出发,建立了邻甲代烯丙氧基苯酚合成呋喃酚的动力学模型.在数值模拟,仿真优化以及实验室工作的基础上,对环合反应的工艺操作条件进行了优化,即反应温度152 ℃,邻甲代烯丙氧基苯酚的初始质量分数为32%,催化剂质量分数为邻甲代烯丙氧基苯酚质量的3.0%,反应时间10 h.在此工艺条件下,反应的转化率可以达到96%以上,收率大于75%.同时环合动力学模型的建立也为呋喃酚的工业生产装置的放大与设计提供了理论基础.     

高灰熔点煤气化特性的实验研究

研究高灰熔点煤气化特性,以水煤浆为气化原料,在沉降炉内进行了我国典型高灰熔点煤老矿中煤气化反应的实验研究.考察了气化温度和O/C摩尔比对合成气组分、碳转化率和冷煤气效率的影响.结果表明,在相同O/C摩尔比条件下,有效合成气体积分数、碳转化率及冷煤气效率随气化温度的升高而升高.在气化温度相同的条件下,随着O/C摩尔比的增加,CO2的体积分数和碳转化率随之增大,而冷煤气效率呈现出先增大后减小的趋势.在实验条件下,老矿中煤的最佳O/C摩尔比为0.90~1.05.     

超临界水氧化法处理HTS分子筛生产废水

超临界水氧化技术是处理高浓度难降解有机废水领域的一种高效、环境友好型的处理技术。利用超临界水氧化法处理钛硅(HTS)分子筛生产废水,主要考察了反应温度和停留时间对超临界水氧化处理钛硅(HTS)分子筛生产废水过程中COD去除率和氨氮去除率的影响,并在实验数据的基础上对COD转化率的反应动力学方程进行研究。实验结果表明,在23MPa和氧气过量的条件下,反应温度为793 K和停留时间120 s条件下,COD转化率和氨氮去除率分别可以达到99.96%和99.37%,处理出水能够达到排放标准。动力学研究结果表明,反应温度763~793 K范围内该反应为一级反应,活化能为34.67 k J·mol-1,指前因子为12.41。     

基于Shell煤气化工艺的干煤粉加压气流床气化炉性能研究

以Shell煤气化工艺为基础，利用干煤粉加压气流床气化过程模拟模型，对干煤粉加压气流床气化工艺的性能进行了数学模拟和性能研究．分析了煤气化过程中氧气和蒸汽对气化炉性能的影响，为整体煤气化联合循环(IGCC)电站系统设计中气化工艺及参数的选择提供了依据．研究表明，氧气煤比和蒸汽煤比是影响气化炉出口煤气成分、碳转化率和其他性能的主要因素，气化炉温度随着氧气煤比的增加而增加，随着蒸汽煤比的增加而下降；当蒸汽煤比一定时，随着氧气煤比的变化，冷煤气效率有一个最佳值，氧气煤比要比蒸汽煤比对气化炉性能的影响更为显著．     

碳酸盐岩储层不同酸液体系酸岩反应动力学实验研究

酸岩反应动力学实验研究是酸压技术的重要组成部分,其实验结果为酸压设计的优化和酸液体系的优选提供准确参数和依据。利用旋转圆盘试验仪测试了碳酸盐岩储层与普通酸、稠化酸、交联酸的酸岩反应动力学方程,以及普通酸、稠化酸的反应活化能和H+有效传质系数,并且总结了面容比对反应速率的影响,为后期酸压施工设计提供了基础数据。     

甘油氢氯化制备二氯丙醇的反应特性

以成本低廉的有机酸为催化剂,以甘油、氯化氢为原料,在温和的条件下,对制备二氯丙醇的反应特性进行了研究。在大量实验数据的基础上,建立了不同催化剂条件下的反应动力学方程,考察了不同反应温度、催化剂质量分数对甘油氢氯化反应的影响,并同时进行了浓度和温度效应的分析,提出了最优操作温度曲线方程。     

临氢缓和条件下煤-油共炼过程反应机制

选取高家堡煤和加氢煤焦油为原料,采用自制的铁系催化剂,以液、固产物分布和液化油馏程为指标,在高压釜中考察不同反应条件对临氢缓和状态下煤-油共炼过程的影响,建立煤-油共炼反应机制模型,借助此模型确定不同反应条件下煤-油共炼的反应历程。结果表明：煤-油共炼产物的分布和组成受反应条件影响复杂,所建模型简化了煤-油共炼反应机制,能较好地描述煤-油共炼反应过程并解释反应条件变化对煤-油共炼结果的影响,与实验规律具有较好的一致性。     

玉米粉炭基固体酸催化合成生物柴油动力学研究

以玉米粉炭基固体酸作为催化剂,催化油酸与甲醇进行酯化反应制备生物柴油,在催化剂和甲醇用量一定的条件下,考察了不同反应温度下不同反应时间对油酸转化率的影响;并根据油酸浓度与时间的关系曲线,用微分法建立油酸酯化反应动力学的数学模型,计算相关的动力学参数。实验结果表明：在剂油比9%（催化剂质量占油酸质量的分数）、醇酸物质的量比8∶1、反应温度68 ℃、反应时间10 h时,油酸转化率最高可达到90.09%。该反应的反应级数为1.683,活化能为6.23×10⁴ J/mol,频率因子为2.17×10¹³ mol^-0.683·L^0.683·h^-1。     

非等温法研究EOCN/DDS体系的固化反应动力学

针对邻甲酚醛环氧树脂(EOCN)与固化剂二氨基二苯砜(DDS)的固化过程,采用差示扫描量热仪(DSC)测试了4组线性升温数据,利用Kissinger和Crane两种动力学方法建立了EOCN/DDS固化体系的n级动力学方程;利用Vyazovkin方法建立了非模型动力学,得到了固化反应的活化能,并预测了该体系不同温度下转化率(α)与时间(t)的关系曲线。对比分析了非模型动力学与n级模型动力学在预测EOCN/DDS固化体系固化行为的特点。结果表明,非模型动力学能够避免模型及模型参数选择不当造成的误差,准确预测环氧树脂的固化行为,为该体系固化条件的选择提供了理论指导。     

含有孔结构参数的气化动力学模型建立

在线性升温条件下,研究了平朔煤镜质组煤焦的气化反应过程;用SEM和CO_2等温吸附技术考察了不同转化率下煤焦的孔结构形貌和比表面变化。在解析煤焦—CO_2气化反应的基础上,导出了含有孔结构参数和瞬时频率因子意义的煤焦气化反应动力学模型。     

ZrO_2/Al_2O_3复合载体镍基催化剂CO甲烷化反应本征动力学

采用固定床反应器,研究了复合载体镍基催化剂上的CO甲烷化反应。在温度为250~440℃,压力为0.1~2.5 MPa,原料气配比(nH2/nCO)为1.0~4.5的情况下,考察了操作条件对复合载体镍基催化剂甲烷化反应的影响。实验结果表明:CO转化率、CH4的选择性均随着反应温度、反应压力的升高而增加;当反应温度达到340℃时,CO转化率最高;当nH2/nCO=3.0时,具有较高的CO转化率和CH4的选择性。通过正交法设计实验,测定了甲烷化反应动力学数据。以双曲型动力学方程建立了以各组分逸度表示的CH4和CO2反应动力学模型,并用最大继承法对参数进行估值,获得动力学参数。残差分析及统计检验表明动力学模型是适宜的。     

硫铁矿渣酸解反应过程动力学研究

研究了硫铁矿渣酸解过程的动力学特性,测定了反应过程的动力学数据,实验结果表明,过程属化学反应过程控制。在此条件下,确定了过程的反应动力学方程。经实验数据关联可得该反应过程活化能为５１．７５５ｋＪ／ｍｏｌ,所得动力学模型经Ｆ检验表明,其置信度〉９９．９％。     

碳酸盐岩气藏不同酸液体系酸岩反应动力学实验研究

酸岩反应动力学实验是研究酸岩反应机理和进行酸化设计的必要手段,酸岩反应动力学参数其值的准确程度,直接影响着酸压施工设计计算和酸压效果分析的精度。针对靖边南碳酸盐岩储层,选用的酸液配方不同,则酸岩反应规律及动力学参数也不尽相同,需用室内实验方法确定。利用旋转岩盘试验仪,在100℃、120℃、140℃,7 MPa,不同转速条件下,时间限定5 min,分别对稠化酸、交联酸及转向酸三种酸液体系酸岩反应动力学参数进行测定,实验研究表明:转向酸浓度的变化对反应速度的影响更明显;三种酸液体系活化能高低顺序为:转向酸稠化酸交联酸,与此同时还考虑了氢离子传质对酸岩反应速率的影响,为更加准确的设计施工参数提供了依据。     

神华煤与秸秆共液化研究

以神华不粘煤和玉米秸秆为原料,系统研究了神华煤与秸秆的质量配比、初始氢压、反应时间和温度对共液化的影响.结果表明,秸秆能有效促进神华煤的转化,提高油产率;在秸秆：神华煤的质量配比为2∶8,反应温度440℃,反应压力为9MPa,反应时间60min条件下,反应体系转化率、油产率均达到最大值,此时转化率和油产率分别高达83.45％和61.79％.