生物质热化学转化定向制备燃气、合成气发展现状及趋势预测

随着人类对能源需求的日益剧增和化石能源的枯竭,生物质能源成为极具前景的未来能源,并成为国内外众多学者研究和关注的热点.本文综述了生物质能源热化学定向制备富氢燃气和合成气的技术发展状况,并提出我国西南地区生物质能源在该领域技术发展方向.     

合成气发酵的质量传递限制研究进展

合成气是木质纤维素等生物质部分氧化和高温分解后的混合气化,被生物催化剂厌氧发酵后可以转化为一些有价值的生物燃料.合成气发酵技术最大瓶颈是质量传递限制,其中主要的限制步骤是气液传质.本文对合成气发酵的质量传递限制研究进行综述,重点阐述合成气发酵生物反应器以及添加剂对质量传递的影响.     

甲烷水蒸气重整制合成气的研究进展

概述了甲烷转化的工艺特点和研究意义,综述了甲烷水蒸气重整的反应原理、工艺过程、催化剂的组成,并论述了国内外甲烷水蒸气重整制合成气技术的研究现状及发展方向.     

三相床中含氮合成气一步法合成二甲醚的工艺条件

研究了在充有惰性液体介质的机械搅拌三相床反应器中含氮合成气一步法合成二甲醚的工艺条件,催化剂是由甲醇合成催化剂与甲醇脱水催化剂均匀混合组成的双功能催化剂,粒度为0.15～0.18mm。在温度220～260°C、压力3～7MPa、空速800～2000mL/(g·h)条件下考察了温度、压力、空速及搅拌转速对CO转化率及二甲醚选择性的影响,结果表明240～260°C、7MPa及1000mL/(g·h)是合成二甲醚较佳的反应条件。实验还考察了催化剂含量及气体组成对反应的影响,结果表明H2/CO高时CO转化率较高。     

微波法制备的煤基活性炭对芘吸附行为的研究

持久性有机污染物多环芳烃(PAHs)由于其难生物降解的特性对环境造成了极大的危害,本研究以新疆丰富的煤炭为原料,采用微波法制备煤基活性炭(CAC),并利用其吸附性能对典型PAHs芘进行吸附去除,研究各因素对吸附的影响。结果表明:随着温度的升高,吸附率和吸附量降低;随着CAC用量的增加,吸附率升高,吸附量降低;随着溶液初始浓度的增加,吸附率降低,吸附量增大,而溶液的初始pH和转速对吸附影响较小;在温度25~55℃之间探讨了其吸附等温线及吸附动力学,Langmuir模型和拟二级动力学模型可很好地描述吸附行为,表明CAC对芘的吸附属单分子层吸附且吸附过程存在化学作用;CAC对芘的吸附量高达88.08 mg/g,具有良好的吸附作用,表明利用CAC可控制PAHs对环境造成的污染。     

钒钛磁铁矿提钒新工艺研究

中国对钒钛磁铁矿中钒的利用仍然存在着诸多难题,特别是对于低品位的矿石,传统的高炉-转炉工艺更加难以实现对钒的高效提取利用。针对其钒钛磁铁矿的利用问题,开展了新工艺的探索,通过竖炉煤基还原-电炉熔分工艺进行铁钒分离,从而实现钒资源的综合高效利用。实验结果表明,最佳工艺参数为1 050℃条件下竖炉煤基还原11.5h,海绵铁的金属化率为93%,钒的还原率能够控制在3.5%以下;还原过程中加入3%的硼砂添加剂可以明显改善海绵铁的金属化率,使其提高到98.16%;样品中心部位铁的还原程度要优于边缘部位。     

CH4，CO2催化氧化制合成气催化剂的性能研究

通过对催化剂稳定性的考察并结合表征结果,研究了稀土Ce的添加对催化剂稳定性的影响以及催化剂失活的原因。结果表明,稀土Ce在反应过程中存在着部分还原的变价过程（Ce^4 →Ce^3 -e),其结果不但有效地抑制了催化剂的积炭,而且也阻滞了γ-Al2O3在高温、水蒸气存在的反应条件下的相转移过程,增强了催化剂抗烧结能力,减少了催化剂表面的损失,显著地提高了催化剂的稳定性。BET,XPS表征显示,经过较长时间反应的Ni-Ce/Al2O3催化剂,其孔径分布的变化以及活性物种Ni和助剂Ce向体相的迁移或流失,有可能是造成该类催化剂活性逐步下降的主要原因。     

Al含量对完全液相法制备Cu-Zn-Al催化剂合成甲醇的影响

采用完全液相催化剂制备工艺,以异丙醇铝为铝源,在固定n(Cu)∶n(Zn)比例下,考察了Al含量对Cu-Zn-Al浆状催化剂合成甲醇的影响,通过X射线粉末衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、氮气吸附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行了表征。研究表明,Al含量对催化剂的催化性能有显著的影响,较多或较少的Al含量都不利于甲醇合成;当n(Cu):n(Zn):n(Al)=2∶1∶0.8时催化剂具有最高的甲醇选择性。增加Al含量有利于提高Cu物种的分散性;当Al含量增加到一定量后,催化剂的比表面积会迅速增加。     

微生物转化合成气制取生物燃料和化学品的研究进展

对近年来利用微生物将合成气转化为氢气、甲烷以及有机酸和醇的相关研究进展进行了总结，重点介绍了合成气生物转化为氢气、甲烷以及有机酸和醇的原理，微生物种类及其主要的代谢过程，并对合成气的生物利用研究进行了展望。     

基于合成气的二甲醚和氢能:中国能源技术的一种战略选择

合成气利用是对于中国目前和长远期有较大影响的能源政策.为了考查其中的制燃料和制氢两项技术,选取了由煤和天然气生产合成气进而生产二甲醚和氢能的几种有代表性的路线进行了系统分析.并就能量效率、折合合成能耗等指标进行了比较分析.对二甲醚和氢能在中国能源技术战略中的作用进行了讨论.结论是:以合成气为核心的能源技术是解决中国能源问题的重要选项,其中二甲醚技术在不久的将来为中国的石油替代发挥重要作用.