福建省无烟粉煤流化床混合气催化气化影响因素分析

在实验室小型流化床反应器中研究了影响福建省永定无烟煤混合气 (水蒸汽 /空气 )催化气化的主要因素 .实验结果表明 ,催化剂添加量和气化温度对碳转化率和煤气组成的影响最为显著 .适宜的混合气催化气化条件为复合催化剂浓度 10 %和气化温度 85 0℃ .     

SNOX法催化脱除模拟烟气中NO○x及SO2实验研究

为了实际考察SNOX方法的工艺条件对烟气中NO○x及SO2的催化脱除效果,针对NO○x的催化还原反应,采用浸渍法制备CuO/γ-Al2O3催化剂,考察了反应温度、空间速度、n(NH3)/n(NO○x)、SO2浓度对NO○x转化率的影响;针对SO2催化氧化反应,采用筛选出的V2O5催化剂,实验考察了反应温度、空间速度、n(O2)/n(SO2)对SO2转化率的影响.以实验研究成果为依据,进行了反应动力学计算.研究结果表明,在实验确定的最佳工艺条件下,NO○x还原率可达87.5%,经两级氧化SO2的转化率达94.3%.     

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。     

煤焦催化气化的修正随机孔模型研究

针对煤焦催化气化中传统的动力学模型不再适用这一情况，以广泛应用于煤焦气化动力学研究的随机孔模型为基础，考虑了催化剂对反应过程的催化作用，通过引入催化作用因子，建立了适用于煤焦催化气化反应的修正随机孔模型．选取神府煤焦为研究对象，将煤焦CO2催化气化作为探针反应，做了典型KCl催化荆和K-Ni复合催化剂的催化气化实验，并对模型进行了验证．结果表明：修正随机孔模型较好地体现了煤焦催化气化的动力学规律，即催化剂的添加有效地增大了反应界面处的活性部位和活性表面积，使气化反应在更温和的条件下快速进行．经验常数说明Ni-K复合催化剂的催化能力大于KCl催化剂，这与许多学者的研究结果是一致的．另外，由于反应初期的传质阻力不可忽略，故实验值与模拟值存在一定误差．     

加压下阳泉煤气化与催化气化的比较

本文以水蒸汽为气化剂,在煤焦粒度40—60目;水蒸汽分压1.29MPa下,测定了Na_2CO_3催化剂浓度为12.5(wt)%,以及不加催化剂时阳泉煤的煤气组成、反应活化能,不同温度下,反应时间和碳转化率(x)的关系,以进行文题的比较。结果表明:加压催化气化,可改变气化反应机理;降低反应活化能;对甲烷生成不利;显著地改变了煤气组成并使其组成保持恒定。进而得到加压下气化和催化气化的本征动力学方程分别为: dx/dt=1.18×10~(10)exp(-295/RT) dx/dt=4.05×10~?(1-x)~(2/3) exp(-243/RT)     

氯化钾催化气化煤的等温动力学研究

采用KCl作为催化剂，CO2作为气化剂，对3种不同的煤进行了等温常压催化气化动力学研究，发现KCl对这几种煤的气化有着明显的催化作用。根据反应动力学结果，认为此催化气化反应过程本身为一级反应，但受到催化剂的影响，在反应后期会表现为按二级反应进行。针对该情况引入一个描述催化剂影响因素的参数——催化因子建立了动力学模型，模型值与实验值吻合良好，最大误差不超过5．4%。     

煤催化气化的修正缩核反应模型研究

针对煤的催化气化反应中以往的动力学模型不再适用这一情况，以气固非催化缩核反应动力学模型为基础，考虑了催化剂对反应的作用，并将催化剂的影响因素用一个催化有效因子函数来表达，该函数包括催化剂的催化能力、加入量以及滞留效应等；建立了适合于煤催化气化反应的修正缩核反应动力学模型．结果表明，在模型适用范围内模型模拟值与实验结果吻合良好，误差在l.4％以内．     

气化松焦油碱性催化裂解动力学性能

为揭示气化焦油在催化剂作用下的热解特性,利用STA499F3同步热分析仪对松树皮气化过程中产生的焦油进行热分析实验,分别获得不同升温速率下松焦油在催化剂Na2CO3和CaO作用下裂解反应的热分析曲线.利用热分析动力学原理,建立松焦油催化裂解的动力学计算模型,采用Popescu法推断机理函数并求出活化能E和频率因子A等动力学参数.研究结果表明:气化松焦油催化裂解过程的反应机理为三维扩散,圆柱形对称;Na2CO3和CaO能对焦油热解过程起到很好的催化效果,且Na2CO3的催化性能略优于CaO的催化性能.     

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.     

生物质催化气化重整制取富氢气体的实验研究

以流化床为气化反应器,以固定床为重整反应器,进行了生物质气化与重整制取富氢气体的实验研究.在不同的气化温度条件下,探讨Ni基催化剂、Ca基催化剂和两者的机械混合型催化剂对制取富氢气体的影响.实验结果表明:随着气化反应器温度的提高,3种催化剂均促进了重质烃类的分解转化,而Ni基和混合型催化剂使轻质烃的催化转化能力得到提升;在750---950 ℃范围内,混合型催化剂具有最佳的催化效果,H2产率达到79.4 g/kg,产物气中的H2体积分数为53.6%～59.7%;分别添加Ni基和Ca基催化剂时,H2产率分别达到64.0 g/kg和57.9 g/kg,产物气中的H2体积分数均达到40.3%以上.     

典型煤种的二氧化碳气化特性研究

利用非等温热重分析对3种典型煤种二氧化碳气化的反应动力学进行了研究.探讨了典型煤种二氧化碳气化活化能及特征温度变化情况,运用Doyle 近似函数和Coats-Redfem近似函数计算了反应动力学参数,并对3种煤二氧化碳气化特性进行了分析,获得了3种典型煤种二氧化碳气化反应动力学方程.     

Effects of Temperature and Catalyst Concentration on the Growth of Aligned Carbon Nanotubes

The effects of preheating and pyrolysis temperatures and catalyst concentration on the synthesis of aligned carbon nanotubes （CNTs） using ferrocene as the catalyst and xylene as the carbon source in chemical vapor deposition were experimentally studied. The as-grown aligned CNTs were characterized by field emission scanning electron microscopy, transmission electronic microscopy, high-resolution transmission electronic microscopy, and Raman spectroscopy. The growth rate, the diameters, and the degree of crystal structure of the aligned CNTs were all found to depend on the preheating and pyrolysis temperatures and the catalyst concentration. The optimized conditions for the growth of aligned CNTs resulted in a rapid growth rate of 20.4 um/min, with the CNTs having a good, uniform crystal structure, and clean surfaces with little amorphous carbon. The results also show that higher preheating temperatures and lower ferrocene concentrations favor the growth of single-walled CNTs.     

富氧条件下碱金属对煤与生物质混烧特性的影响

将贫煤与生物质及去碱金属生物质混合进行热重燃烧实验,研究了生物质中碱金属和富氧气氛对煤燃烧特性的影响。实验结果表明,富氧条件能够有效降低固定碳燃烧部分的着火温度和燃尽温度,30%氧浓度的O2/CO2气氛下煤的综合燃烧特性指数S与空气气氛相比从1.93% 2/℃ 3·min 2提高到3.05% 2/℃ 3·min 2,掺混生物质后燃烧性能进一步得到改善,综合燃烧特性指数提高到了5.57% 2/℃ 3·min 2;当贫煤中掺混去碱金属生物质后,综合燃烧特性指数介于原煤和掺混生物质煤之间;对煤掺混Na、K、Ca     

生物质的气化反应动力学研究

应用等温热重法对６种生物质焦样与二氧化碳及水蒸汽的气化反应进行研究．由实验所得的质量－时间曲线确定反应的平均比气化速率，并利用速率方程ｄｘ／ｄｔ＝Ｋ（１－ｘ），求得６种焦样在与二氧化碳及水蒸汽气化反应中的表现活化能、指前因子等动力学参数．为生物质能源利用的研究提供了理论依据．     

催化裂解法制备大孔径碳纳米管

Ni-Cu-Al催化剂中加入少量碳酸钠,催化裂解甲烷制备了大孔径碳纳米管,碳纳米管的产量为2.4g/g.cat。用这种方法制备的碳纳米管的内径约为20 nm~60 nm,外径约为40 nm~80nm。用扫描电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)研究了碳纳米管的形貌和微结构。分析结果表明:用这种方法制备的碳纳米管不仅内径较大而且石墨化程度较高。碳酸钠的加入引起了甲烷转化率和碳产率的轻微下降。实验结果表明:碳酸钠是一种温和的毒物,它能影响Ni-Cu-Al催化剂的催化活性,导致大孔径碳纳米管的生成。文中还讨论了大孔径碳纳米管的生长机理。     

Hydrogen from catalytic reforming of biomass-derived hydrocarbons in liquid water

Concerns about the depletion of fossil fuel reserves and the pollution caused by continuously increasing energy demands make hydrogen an attractive alternative energy source. Hydrogen is currently derived from nonrenewable natural gas and petroleum, but could in principle be generated from renewable resources such as biomass or water. However, efficient hydrogen production from water remains difficult and technologies for generating hydrogen from biomass, such as enzymatic decomposition of sugars, steam-reforming of bio-oils and gasification, suffer from low hydrogen production rates and/or complex processing requirements. Here we demonstrate that hydrogen can be produced from sugars and alcohols at temperatures near 500 K in a single-reactor aqueous-phase reforming process using a platinum-based catalyst. We are able to convert glucose -- which makes up the major energy reserves in plants and animals -- to hydrogen and gaseous alkanes, with hydrogen constituting 50% of the products. We find that the selectivity for hydrogen production increases when we use molecules that are more reduced than sugars, with ethylene glycol and methanol being almost completely converted into hydrogen and carbon dioxide. These findings suggest that catalytic aqueous-phase reforming might prove useful for the generation of hydrogen-rich fuel gas from carbohydrates extracted from renewable biomass and biomass waste streams.     

添加Zr、Mo、Zn组份对VPO催化剂性能的影响

通过有机相中还原五价钒制得钒磷氧催化剂的前体,然后用浸渍的方法引入Zr、Mo、Zn复合组份,并借助机械球磨进一步提高样品的比表面积,利用XRD、XPS、BET及X射线荧光分析等手段对催化剂的理化性质进行表征,研究结果表明,助剂的引入和机械球磨没有明显影响催化剂的主要晶相组成和结构,但不同添加组分的组合对催化剂的粒子大小和比表面积有明显影响,从而对催化性能产生直接影响,其中,加入Zr Mo Zn三组分助剂并结合球磨过程,能最大幅度地使顺酐的收率增加10％。     

葡萄糖碳基固体酸催化水解醋酸甲酯

以D-葡萄糖为原料制备一种碳基固体酸催化剂,采用X线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和酸密度测定等手段对催化剂进行表征,并以醋酸甲酯水解为探针反应,考察碳化和磺化温度对催化剂活性的影响。结果表明:碳基固体酸催化剂是由连接有磺酸基(—SO3H)的芳香碳片组成的无定形碳;当碳化温度为450℃、磺化温度为90℃时,制备的酸密度为1.4 mmol/g的催化剂具有较高的催化活性。与分子筛HZSM-5和强酸性阳离子交换树脂Amberlyst-15相比,碳基固体酸催化剂具有更高的转化频率。催化剂重复使用8次后,醋酸甲酯水解率稳定在10.5%左右,表明催化剂具有较好的稳定性。     

生物质焦油模化物蒸汽重整实验研究

生物质焦油是生物质热解和气化过程中不可避免的副产物,并且在生物质应用过程中存在有害的影响,因此对于生物质焦油转化的研究受到广泛的关注。本文在试制开发低流阻高强度的蒸汽重整整体式催化剂的基础上,以苯和甲苯作为焦油的模型化合物,在管式反应器上研究了该催化剂作用下,温度、蒸汽量对焦油催化转化以及裂解气体成分的影响;并实验研究了催化剂作用下温度和水碳摩尔比S／C对甲烷转化率的影响。实验发现,苯和甲苯的转化率都随温度的提高而升高。甲苯和苯在裂化温度900℃,S／C=2时整体式催化剂催化作用下转化率分别达到94．1％和77．1％;在600℃时实现了甲烷气体的高效转化;蒸汽量的增加有助于裂解气体成分的调整,同时也促进了消碳反应的进行。