高温气相炭化焦的物理结构及CO2气化活性

以石油醚和蒽油为原料,在炭化温度为1 000～1 300℃的条件下制备了两种气相炭化焦,主要考察了这两种高温气相炭化焦的物理结构和CO2气化活性,并与液相炭化焦和煤焦进行了对比.结果表明:石油醚气相炭化以裂解和缩聚反应并存,而蒽油气相炭化以缩聚反应为主;两种气相炭化焦的颗粒均为均匀的球形颗粒(粒径为0.1～0.5 μm...     

煤的快速热解焦燃烧气化特性

用电加热金属丝网快速热解装置，在氮气气氛和常压条件下，考察神府煤和东胜镜质组和丝质组富集物的热解行为及快速热解焦的燃烧气化特性。随热解终温和加热速率的升高，失重率增加，燃烧特性温度向高温方向移动。     

稻草快速热解半焦的CO_2气化动力学

利用热重分析仪研究了快速热解温度为400,500,600℃时得到的稻草半焦的CO2气化动力学。研究了温度为850,900,950,1 000℃时半焦的CO2气化过程。结果表明,随着稻草热解温度的提高,半焦的气化反应速率呈下降趋势。利用随机孔模型进行了模拟,并计算出了其动力学参数。结果表明,随机孔模型能较好地反映快速热解稻草半焦气化反应速率达到最大值后再下降的现象,与实验结果相吻合,半焦的活化能随着快速热解温度的升高而升高。     

炭化型煤的水蒸气气化特性及动力学

以褐煤等粉煤为原料,采用冷压成型和低温炭化工艺,研制出高热稳定性的气化用炭化型煤。在固定床气化装置中,研究了炭化型煤的水蒸气气化特性和动力学。研究表明,气化温度从880℃提高到1 000℃,碳转化率达到85%的时间从40~50min缩短至20min以内;反应进行5~8min时,炭化型煤气化反应速率达到最大值;气化温度为880℃时,反应全程处在化学反应控制区;气化温度为920℃、960℃和1 000℃时,反应过程由化学控制区向内扩散控制区转移,转移的拐点在碳转化率为90%~95%之间出现。炭化型煤气化动力学可用二维扩散模式的缩核模型描述,在化学反应控制区,表观活化能为93.83~104.11kJ/mol,表观活化能与指前因子存在动力学补偿效应;在内扩散控制区,表观活化能为76.45~87.05kJ/mol。     

加压热解煤焦的气化反应动力学研究

利用常压和加压热重的方法研究了我国典型煤种加压热解焦的CO_2气化反应特性和反应动力学,并引入分数维收缩核模型探讨反应级数与煤焦的表面结构特性的关系.实验结果表明:不同煤焦的CO_2气化反应速率的大小关系为小龙潭褐煤>神府烟煤坪寨无烟煤>合山贫煤.与常压热解煤焦的气化反应对比发现:加压热解降低了煤焦的反应性(高灰分的合山贫煤除外),加压热解煤焦的气化反应速率的峰位提前,同时起始气化反应速率减小.煤焦CO_2气化反应级数、速率常数与煤焦的表面结构特性及灰分密切相关.理论分析和实验均证明:煤焦比表面积越大,对应的CO_2气化反应级数也越大.     

天然焦的热解及动力特性

利用X 650型扫描电镜比较徐州沛城天然焦和徐州韩桥烟煤表观形貌,并在Thermax500型加压热重分析仪上采用非定温热分析法研究天然焦的热解特性.利用Coats-Redfern积分法对天然焦的热解过程进行了动力学分析,得出了天然焦在不同升温速率、不同粒径尺寸、不同操作压力下的动力学参数,相关系数绝大部分在0.99以上.试验结果表明:天然焦比煤具有更发达的孔隙结构;随着升温速率的增加,试样热解的TG曲线向高温区偏移,DTG曲线峰值位置也相应地移向高温区,总失重率、热解活化能增幅较小;小粒径试样的热解活化能较低,有利于挥发分的析出;增加操作压力,热解活化能随之增大,但增加幅度逐渐缓慢,热解失重率降低.     

快速制备粉状活性焦烟气脱硫系统的数值研究

基于快速制备粉状活性焦（rapid preparation amorphous powder actirated coke,RAC）的焦化模型和脱硫模型,使用ASPEN Plus软件对RAC的烟气脱硫系统进行数值模拟研究。仿真获得基本设计工况下3个关键气流即锅炉烟气、脱硫后烟气和焦炉再生气的组分,计算并验证了工艺系统的质量守恒、元素守恒和能量守恒。详细计算并讨论超低排放条件下的关键参数对活性焦消耗量、脱硫回收率和持焦量的影响。研究结果为烟气脱硫系统的优化设计提供了理论依据。     

加压热重分析仪快速升温方法的研究

利用研制的移动式电阻加热炉、并与固定式电阻加热炉及红外加热炉比较,开发了一种快速升温、恒温稳定性好、能够适用于加压热重分析仪(PTGA)的快速升温技术(升温速率>200℃/min).结果表明:红外加热虽然升温速率最大,但在恒温段的热稳定性较差,移动式电阻加热兼具升温速率大和恒温段热稳定性好的优点,不锈钢模拟反应器的升温速率可达216℃/min.采用移动式电阻加热快速升温方式,在不同加热终温(500℃—900℃)、不同压力(0.5—3.0MPa)及不同通气量(0.1—2.0L/min)的条件下,加压反应器内的压力波动非常小,说明移动式电阻加热快速升温方式应用于加压热重分析仪是可能的.     

活性焦脱烟气SO2过程的流场模拟

活性焦烟气脱硫技术是采用多孔活性焦,通过吸附作用对烟气中的SO2进行脱除.为了解操作参数与结构参数对吸附脱硫塔效率的影响,使用数值模拟的方法对活性焦烟气脱硫装置内部流场进行分析.结果表明:入口结构对进气分布影响很大,在较合适的入口速度10～14 m/s范围内,脱硫效率为89.6％～ 92.3％;而进气分布的均匀性、吸附温度及水蒸气含量等操作参数的准确选择是保证脱硫效率的关键.     

炭化花生壳与活性碳纤维对Cd~(2+)的吸附研究

采用ICP-OES检测技术,研究了以吸附剂投加量、吸附液pH和Cd~(2+)初始浓度等作为影响因素,炭化花生壳和活性碳纤维对Cd~(2+)的吸附性能。研究结果显示,在炭化温度为500℃,pH为6,投加量为0.2g时,炭化花生壳吸附Cd~(2+)的去除率达到99.88%;活性碳纤维投加量为0.4g时去除率最大为79.05%;表明炭化花生壳对Cd~(2+)的吸附效果更好。吸附过程符合Langmuir模型及Freundlich模型,说明对Cd~(2+)的吸附中既有单分子层吸附又存在交换吸附。研究对实际应用中选择合适的Cd~(2+)吸附剂具有指导意义。     

高分子液晶毛细管色谱柱的制备及性能评价

合成了三种聚硅氧烷侧链型高分子液晶，用静态法将它们分别涂渍在经预处理的玻璃毛细管柱上，制成高分子液晶气相色谱柱。测定了色谱柱的柱效及其随载气流速、测试柱温的变化，以及对多环芳烃同分异构体的分离选择性。测试结果表明，其中两种色谱柱具有良好的分离性能。