污泥的热解提油一半焦燃烧工艺的实验研究

本文提出了双流化床中污泥的热解提油一半焦燃烧工艺,组织实验论证并进行了探索研究.结果表明,双流化床中可以实现污泥热解提油工艺和半焦燃烧工艺的耦合,即获得了污泥热解产生的油和气,又实现了污泥的焚烧无害化处理.污泥在双流化床中发生热解反应时,干燥无灰基污泥的油产率为24.1%,是煤的2.4倍,干燥无灰基污泥的轻油产率为8....     

双流化床煤气化试验研究

建立了一套3米高的双流化床煤气化试验装置,煤在鼓泡流化床中热解气化,生成的半焦送入循环流化床中燃烧,两床间采用气动控制阀连接.分别采用神华烟煤、龙口褐煤和大同烟煤进行了试验.煤中的碳转化成煤气和烟气的总转化率达到90%以上;冷煤气效率随着窄气/煤比的提高而增加;采用神华煤时焦油产率可达到1.5%;采用龙口褐煤时气化效果较好,在气化炉空气/煤比为0.3 kg/kg时,冷煤气热值为10.7 MJ/Nm3,冷煤气效率为48%.经过分析计算,龙口褐煤产生煤气中的可燃成分主要来自热解.     

一类煤与天然气互补利用的新型发电系统

提出一种新型发电系统,通过煤和天然气的互补利用来减少能量转化过程的不可逆损失。煤气化炉采用空气和水蒸气做氧化剂,碳转化率约为60%,未转化部分形成半焦,半焦燃烧释放的热量驱动天然气重整反应,制取合成气。煤部分气化所得气化煤气和半焦燃烧驱动天然气重整所得合成气混合,作为联合循环的燃料。结果显示,新系统的热效率为51.5%,效率为50.3%,天然气折合发电效率为61%。新系统为高效合理利用煤和天然气提供了一种新途径。     

造纸污泥在回转窑中热解的试验研究

本文在自行设计的小型外热式回转窑试验装置上进行了污泥热解试验,考察了污泥在不同热解连温下三种形态热解产物的产率,分析了污泥在热解过程中热解气体的成分和热值的变化特性以及热解半焦的品质。采用表观动力学模型对热解气体的试验数据进行计算,结果表明用该模型描述热解气体的析出是合理的。     

褐煤热解与燃烧时矿物转化和细灰形成的CCSEM研究

在沉降炉中进行了一种典型中国褐煤的热解与燃烧实验,热解气氛为N2,燃烧气氛为O₂/N₂=21:79,采用CCSEM分析原煤、煤焦与煤灰。CCSEM分析结果表明,铁氧化物、石英、黄铁矿、伊利石和高岭土是煤中主要的矿物成分,同时也是主要的外在矿成分,褐煤中57.26%的矿物粒径小于10μm。在热解与燃烧过程中,煤中主要矿物发生了明显转化。富Si矿物和硅铝酸盐在热解和燃烧过程中可能发生了破碎;而富Fe矿物部分明显破碎生成细小矿物,部分外在矿直接转化,未发生明显破碎。细灰少量来自于细小富硅矿、石英和铁氧化物等矿物的直接转化,70%以上的细灰由Ca、Fe含量很高的混合硅铝酸盐组成。     

玉米芯流化床快速热解制取生物油试验研究

本文在流化床上对玉米芯进行了快速热解制取生物油的试验研究.首先在非催化条件下考察了温度、气体流量、床高和物料粒径对热解产物产率的影响,得到了制取生物油的最优工况.在此工况下进行了催化热解试验,研究了FCC催化剂对热解产物产率和生物油品质的影响.结果表明,最优工况下生物油产率为56.8%.同未加催化剂相比,FCC催化剂的存在使得生物油中油组分和焦炭的产率降低,不凝结气体、水分和焦的产率增加.分级冷凝系统的应用较好的实现了重油、轻油和水的分离.对催化条件下第二级冷凝器收集的生物油分析表明,其油组分的氧含量和高位热值分别为13.64%和36.7 MJ/kg,具有很好的应用前景.     

利用钙基吸收剂连续分离烟气中CO_2的双流化床实验研究

钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法(CCRs)是捕集燃煤电厂烟气中CO_2的一种潜在技术。利用双流化床反应器实现连续高效捕集烟气中的CO_2是此技术应用到实际的关键。本文利用天然白云石,采用双鼓泡流化床反应器,连续捕集烟气中的CO_2。试验结果表明,所采用的双流化床反应器可以实现两个反应器之间物料连续稳定地交换,并长时间连续高效捕集烟气中的CO_2,捕集效率超过90%。     

基于CCRs过程的双流化床反应器设计与冷态试验

双流化床反应器是实现钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法(CCRs)分离烟气中CO2的关键技术.本文在对不同双流化床反应器形式分析的基础上,选择双鼓泡床作为CCRs过程的反应器,并设计、搭建双鼓泡床冷态试验装置.该双鼓床反应器可以长时间稳定运行,实现物料在两个反应器中连续稳定的交换.冷态试验结果表明,鼓泡床流化速度对固体循环量没有影响,随着床料高度、固体喷射管直径与喷射管上所开小孔直径的增大,固体循环量增大.     

铁基复合氧载体的煤化学链燃烧研究

采用热重分析仪、红外频谱仪以及差热分析对PDS烟煤与溶胶凝胶燃烧合成法制备的Fe_2O_3基复合氧载体的反应性能及热流变化进行了研究,发现:就Fe_2O_3基氧载体而言,适当增加Fe_2O_3基氧载体过量系数Φ有利于煤的充分反应;而铁基复合氧载体CuFe_2O_4与PDS煤具有更高的反应性,加入惰性载体Al_2O_3有利于CuFe_2O_4与煤一次热解产物的反应,却阻碍了其与二次热解产物的反应。CuFe_2O_4具有更高的晶格氧容量以及更少的吸热量,用于煤化学链燃烧中是非常合适的,具有很好的应用前景。     

吉林桦甸油页岩及热解产物的红外光谱分析

热化学转化是油页岩综合利用的关键技术.用石英管反应器在500℃下热解吉林桦甸三个矿区(大城子四层、公合四层、公朗头十一层)的油页岩,分别得到其热解半焦和页岩油,并在600和700℃热解大城子四层油页岩,以考察热解产物与热解温度的关系.用红外光谱考察了原料及热解产物.结果表明,页岩油与油页岩有机质所含官能团相似,主要都以...     

玉米秸秆生物油-柴油乳化油的燃烧特性

试验用生物油是玉米秸秆快速热解液化的产物,主要成分为含氧有机混合物和水,不宜直接作为燃料使用,但与柴油乳化后可实现其在发动机中应用.在一台未作改动的直喷式柴油机上研究了玉米秸秆生物油质量分数分别为10%(B10)和20%(B20)的生物油-柴油乳化油的燃烧特性.结果表明:与0号柴油相比,乳化油的滞燃期延长,预混燃烧放热...     

Pyrolysis of sewage sludge under conditions relevant to applied smouldering combustion

Pyrolysis of sewage sludge under conditions relevant to applied smouldering combustion was carried out in this study to investigate the influences of gas flow rate, oxidative atmosphere, and inert porous medium involvement on the properties of products. The experiments were carried out at 300–600 °C under atmospheres of N₂, 5% O₂/95% N₂, 10% O₂/90% N₂, and 15% O₂/85% N₂, with Darcy flow rates of 1.0 and 3.5 cm/s, respectively, with dried sewage sludge loaded individually or as a mixture with sand. As a result, both the increment of gas flow rate and involvement of sand leaded to lower yields of char and higher yields of bio-oil and gas under N₂ at temperature of ≤500 °C, due to the enhanced efficiency of pyrolysis reaction and gas transportation. However, when temperature increased to 600 °C, the influencing trends on product distributions changed due to the mechanisms of secondary cracking reaction and volatile-char interaction. The involvement of oxygen in fraction of ≤15 vol% at temperatures of 400–500 °C would lead to the intense decreasing yields of char and bio-oil, and increasing yield of the gaseous (dominated by CO₂ and CO), due to the involved oxidation reaction during pyrolysis. Both increment of temperature and oxygen fraction would lead to the delay of ignition and the increase of activation energy of the produced char, except for that of char produced at 400 °C under 5% O₂/95% N₂, whose calculated activation energy was lower and volatile content was higher compared to that of char produced from pyrolysis at 400 °C under N₂. The bio-oil from pyrolysis under N₂ was dominated by aliphatic acids, phenols, steroids, amides, and indoles, etc., and the involvement of partial oxidation would lead to the weakened formation of aromatics, phenols, and S/Cl/F-containing compounds in bio-oil.     

生物质热裂解生物油特性的分析研究

基于生物油广泛应用的目的,对生物油的理化特性进行了深入的研究。结合色质联机技术分析了由流化床热裂解水曲柳获得的生物油主要组分的分布。生物油由于高含氧量需要进一步改性才能高端应用。     

太湖藻及模型化合物的分级热解 (cited: 1)

以太湖藻为原料,通过分级热解来制备生物油,分别以棕榈酸、琼脂糖和蛋清粉模拟藻中的脂质、糖类和蛋白质,研究了藻分级热解生物油中主要组分的来源及热解过程中三大组分之间的相互作 用．结果表明,藻生物油中的烃类、十六酸及酯类均源自藻中脂质的热解,藻中蛋白质热解主要生成酚类、吲哚类、吡咯类和小分子酸;生物油中大部分的酰胺和腈类是脂质和蛋白质热解中间物相互作用的产物．藻组分中脂质和糖类的热解主要发生在473～573 K,而蛋白质的热解主要发生在523 K以上．藻生物油中仅有少量的糖类直接热解产物,可能是糖类热解产物在蛋白质热解产生的氨气等的作用下发生了聚合,使473和523 K所得生物油中有相当量的寡聚物;脂质与蛋白质的热解中间物相互作用生成了酰胺,酰胺再脱水又生成了腈类;而脂质与糖类之间相互作用不明显．     

金属盐对生物质热解特性影响试验研究

基于深入了解生物质热解行为的目的,在自行研制的热解机理试验台上系统研究了金属盐对生物质热解的影响规律。试验结果表明,钾离子对生物油中的一些大分子量组分发生重聚反应生成焦炭和小分子气体产物具有强烈的催化作用,从而降低了热解生物油产量而得到更多的焦炭和气体产物。相比钾离子而言,钙离子对焦炭生成的促进作用更为强烈;镁离子对白松热解的影响远没有钾离子和钙离子明显。     

TG-FTIR法研究低变质煤共热解过程气体的析出规律

采用热重-红外联用技术（TG-FTIR）对比研究了陕北低变质粉煤（SJC）与重油（HS）、焦煤（JM）、液化残渣（DCLR）共热解过程中气相产物的析出特性。研究表明,随热解温度升高,SJC与HS,JM,DCLR的共热解过程均可分为三个阶段。第一阶段表现为原料表面吸附物的释放,第二阶段发生解聚和分解反应,随温度继续升高,第三阶段形成更为稳定的半焦。在热解第二阶段中均存在煤与添加剂之间的协同效应,SJC作为主要的供氢体,热解产生的氢自由基与HS,JM,DCLR热解产生的小分子自由基碎片之间发生相互作用生成焦油和煤气。SJC和SJC+DCLR在450 ℃附近的温度区间内热解反应进行的更加充分,大部分N元素转移到了焦油组分中。热解过程气相产物中H₂O和酚类物质、含N杂环物质及CO的析出伴随着热解的整个温度区间,SJC+JM和SJC+HS热解过程含N物质的转移主要集中在400~650 ℃区间,CH₄和脂肪烃类物质的析出最高峰出现在450 ℃附近,而SJC+DCLR和SJC则出现在550 ℃。JM,HS及DCLR的添加可促使焦油中芳香族化合物的析出,SJC+JM与SJC+HS热解过程芳香族物质大量析出的温度区间在400~550 ℃。该研究结果为低变质粉煤的清洁转化与提质分级新技术的研究开发提供理论依据,对低变质煤的增值利用具有重要的意义。     

半焦加压燃烧特性研究

本文在自行研制的加压热重分析仪上对气化半焦的加压燃烧特性进行了较为系统的研究。讨论了五种半焦在不 同压力、不同粒径条件下的TG—DTG曲线,并对它们加以比较。分析了半焦种类、总压和试样粒径对最大失重速率、最 大失重峰温度、燃尽时间、燃尽温度等的影响,并使用平均质量反应性指数对半焦反应性加以评价。     

粗生物油催化裂解制取低碳轻烯烃

利用La/HZSM-5催化剂,研究了催化裂解粗生物油及其模型化合物(包括甲醇、乙醇、乙酸、丙酮和苯酚)制取轻烯烃的过程. 获得的最大轻烯烃产率为0.19 kg/kg粗生物油. 研究表明,温度、重时空速和镧对HZSM-5分子筛的改性等因素可用来调制烯烃产率和选择性. 分子筛中添加镧,可适当的调节催化剂酸度和强弱酸位比例,从而提高烯烃选择性、产率和催化剂稳定性. 生物油制备轻烯烃的效率与原料的化学成分和氢碳有效比(H/Ce? )密切相关. 此外,比较了粗生物油催化裂解和热裂解过程,同时利用模型化合物研究了生物油转化为轻烯烃的相关反应历程和机理.