废轮胎热解半焦CO2气化反应动力学

利用热重－差热（TG－DTA）分析仪对废轮胎热解半焦进行气化反应的研究,反应气体为CO2,在20－1100度温度范围内以不同的加热速率（10℃/min,30℃/min,50℃/min对各种热解条件下制得的废轮胎半焦进行气化动力学研究,分析了升温速率,制焦条件等对半焦气化反应特性的影响,得到废轮胎热解半焦与CO2气化反应的动力学参数。建立了废轮胎半焦CO2气化反应一级动力学模型,模型与实验结果吻合良好。     

纤维素与废轮胎微波共热解规律及产物特性

采用热重分析仪(TG)、微波共热解实验装置、红外分析仪(FTIR)以及气质联用仪(GC-MS)考察了纤维素与废轮胎微波共热解过程变化规律及产物生成特性.研究表明,不同共混比例[有效氢碳比(H/Ceff)为0.2,0.4,0.6]下热失重残炭率均低于理论值,微波共热解产物热解油产率相比理论值分别提高了4.7%,6.4%和6.0%,说明纤维素与废轮胎共热解过程存在协同效应,有利于液体产物热解油的生成.废轮胎微波热解油中检测到了79.5%的多环芳烃(PAHs),由于纤维素的加入氧自由基的作用使得热解油中PAHs完全消失,转化为高附加值的含氧有机物,热解油品质得到提高.     

褐煤原位气化半焦的反应性及微观结构的演化行为

在自制两段新型固定床反应器上进行了褐煤热解及"热"半焦的原位气化反应的研究。在高纯氩气、400/600/800 ℃的条件下,对褐煤热解5 s后,立刻将反应器移到气化段,同时切换气氛为15%水蒸气对"热"半焦进行原位气化反应(900 ℃、2~30 min),制得原位气化半焦。利用TGA和Raman光谱仪,对原位气化半焦进行反应性和微观结构表征。结果表明,原位气化半焦产率及反应性在气化10 min内降低幅度相对较大,10~30 min降低相对缓慢。大部分的含氧官能团在气化2 min内被释放,气化2 min后含氧官能团变得非常少。半焦中小的芳环与大环体系之比在气化2 min内急剧降低,2~30 min降低较为缓慢。半焦的微观结构对其反应性有一定的影响,随着气化反应的不断进行,半焦中无定形结构、小的缩合芳环等活性基团逐渐减少,反应性相应降低。     

气相色谱法测定高硫化氢含量气体中微量有机硫化合物

正近年来,我国煤化工的研究热点主要集中在煤制甲醇[1]、煤制烯烃[2]、煤制油[3]、煤制乙二醇[4]等煤制化工产品领域。在各类煤制化工产品的合成过程中,均需要使用煤气化净化合成气作为原料气,其中硫的物质的量占比应不高于5.0×10-3。煤气化方法主要包括德士古水煤浆加压气化法[5]和德国西门子GSP气化法[6-7]。在进行煤气化时,原煤中的杂质硫会反应生成硫化氢、羰基硫化物等含硫副产物[8],物质的量占比约为0.5%[9],     

TG-FTIR研究落叶松和废轮胎共热解失重及产物释放特性

利用热重红外法(TG-FTIR)考察了不同质量混合比例(1∶2、1∶1、2∶1)落叶松和废轮胎共热解失重、动力学规律及气相产物释放特性。共热解失重特性研究发现,温度低于366℃共热解主要表现为以落叶松为主的热降解行为,温度高于366℃主要表现为以废轮胎为主的热降解行为,热解效率随着落叶松加入比例的增大而提高。采用Coats-Redfern动力学模型对共热解动力学分析发现,主要失重阶段低温区(250~370℃)和高温区(370~480℃)热解行为均符合一级动力学规律,高温区活化能均明显低于低温区,随着落叶松加入比例的增大,活化能明显降低,使得热降解更容易发生。红外分析表明,共热解过程中主要生成含氧官能团的有机物及含氧小分子气体,6种小分子气体吸收峰析出强度由大到小依次为CO2CH4H2OCOSO2H2S,其中,废轮胎中的硫在落叶松降解过程中产生的氧自由基作用下主要转化为SO2。     

稻秆半焦与CO2气化反应特性的研究

利用三种热解炉装置,分别在热解终温550℃～950℃、加热速率0.1K/s～500K/s下热解制取稻秆半焦。采用等温热重法,在STA409综合热分析仪上进行了稻秆半焦与CO₂的气化实验,考察了热解终温、热解速率以及气化温度对半焦气化反应性的影响。研究表明,热解条件对稻秆半焦的反应性影响很大。在热解终温为550℃～950℃时,随着热解温度的提高,其气化反应性呈下降趋势;热解速率越高,其气化反应性越好。在850℃～950℃,提高气化温度能提高稻秆半焦与CO₂的反应性。采用扫描电镜技术观测了0.1K/s和500K/s 两种热解速率下半焦的表面形貌。结果显示,后者具有更加丰富的孔隙结构,且大孔结构明显多于前者。采用混合反应模型描述了稻秆半焦与CO₂的气化反应过程,求取了反应动力学参数。     

废轮胎流化床热解形变过程研究

利用压汞仪和扫描电镜（SEM）对废轮胎在鼓泡流化床热解反应器中热解的形变学进行了研究。结果表明：400℃时热解半焦有局部的熔融现象；随温度的升高由于热解半焦的刚性变弱使孔总表面积和孔隙度降低；在不同温度下热解半焦的孔径分布相似，主要集中在20nm-200nm和1μm-10μm，随热解温度的升高20nm-200nm的中孔所占比例提高；热解温度的升高导致废轮胎热解半焦的弯曲度变大、孔结构变的更加复杂。     

废轮胎中试回转窑热解炭理化特性及应用前景

采用中试回转窑热解装置对废轮胎进行了热解研究。在450 ℃～650 ℃温度范围内，热解炭的产率约为39%～44%，并具有高灰分（12%以上）和高硫含量特性。热解炭孔容积随热解温度升高而增大，并在550 ℃时达到最大值。在孔径约为50 nm处，热解炭的比孔容积具有最大值。热解炭在CO2和水蒸气气氛下，经活化可得到中等比表面积的活性炭（253 m2/g～306 m2/g），并具有较发达的中、大孔结构。热解炭及其活性炭对亚甲基兰和Pb2+具有良好的吸附性。热解炭作为炭黑使用时，其炭黑特性（结构性等）和硫化胶特性低于高补强N330炭黑。热解炭黑可用作中、低补强性炭黑。     

废轮胎回转窑中试热解炭表面组分XPS分析

以X射线光电子能谱（XPS）对废轮胎回转窑中试热解炭表面组分进行实验分析，研究热解炭本体与表面的异同，热解温度、热解炭粒径的影响。与商用炭黒比较，废轮胎热解炭本体中含有更多的Zn、Si、S、Mg等杂质元素，各组分与热解温度没有大的相关性；热解炭表面在热解过程中形成了一吸附沉积层，表面层中杂元素的质量分数极低；低于500℃时，热解不完全，吸附沉积物较少。热解炭按粒径存在一定分布，粒度<0.074 mm的粉末状热解炭来自表面磨损脱落的粉末，各种杂元素的质量分数很低；Zn元素的相对质量分数随热解炭粒径的减小而减少。对热解炭进行深度剖析发现，吸附层是极薄的，表面层对本体的影响是极小的；定量分析结果表明，以C质量分数为100，则O为4～6，S、N约为1，Zn小于0.6，而商用炭黑中S约为0.3，不含N、Zn。     

PVC热解动力学的研究

PVC作为城市固体废弃物中的重要组分,国内外学者已对它的热解或燃烧动力学模型进行了一些研究。Danforth和Takeuchi根据链式理论研究了PVC在220－240℃的热解动力学^[1],Troiskii和Troiskaya提出了用来描述PVC分解初始阶段（转化率约10％以内）HCl析出的数学模型^[2];Wu等分别研究了PVC在高转化率（＞60％）时及在127℃-427℃范围内的热解动力学^[3,4];上述研究主要集中于某一确定的转化范围,而国内近年才开始对PVC的热解或燃烧动力学进行研究,一般都采用较简单的一次反应方程^[5]或常见的固体反应方程6[6]来求解动力学参数,为了能较好地拟合实验结果,计算中只能分段拟合,这样不可避免地会出现断点,所以,对PVC热解动力学的研究还缺乏完整性或连续性,不便于应用。     

垃圾衍生燃料等温快速热解和燃烧反应特性

利用热天平和管式炉对RDF(Refuse Derived Fuel)等温快速热解和燃烧反应特性进行了研究。实验发现，在等温快速升温的条件下，RDF热解和燃烧的反应速率都非常快，从受热开始到反应结束需60 s～80 s;从开始失重到完成反应为20 s。RDF热解和燃烧热重反应曲线非常类似，都只有一个反应失重区;RDF组成对其燃烧和热解反应性有重要影响，含有橡胶的RDF的热解和燃烧反应速率较小。在650 ℃～800 ℃RDF快速热解产物中气、液产物的产率可达80%～90%，而固体产物的产率只有10%～20%，热解气体的热值为20kJ/m3，RDF较适合进行热解处理。     

Pyrolysis of waste tyres: The influence of USY catalyst/tyre ratio on products

In this paper, an ultrastable Y-type (USY) zeolite was investigated with two-staged pyrolysis–catalysis of waste tyres. Waste tyres were pyrolysed in a fixed bed reactor and the evolved pyrolysis gases were passed through a secondary catalytic reactor. The main objective of this paper was to obtain high concentration of certain aromatic hydrocarbons suitable to be used as a chemical feedstock rather than a liquid fuel, and the influence of catalyst/tyre ratio on the product yield and composition of derived oils. The light fraction (boiling point < 220 °C) was distilled from the derived oil prior to be analyzed with gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). It showed that the increase of catalyst/tyre ratio resulted in high yield of gas at the expense of the oil yield. The high catalyst/tyre ratio favored to increase the concentration of light fraction (<220 °C) in oil. Increasing the catalyst/tyre ratio resulted in significant changed in the concentration of benzene, toluene, xylenes and the alkyl aromatic compounds. For benzene and toluene, the highest concentration was obtained at the catalyst/tyre ratio of 0.5. The concentration of xylenes increased with the increasing of catalyst/tyre ratio.     

加拿大合成原油瓦斯油裂解反应规律与产物生成机理

利用小型固定流化床实验装置研究了加拿大合成原油重瓦斯油(HGO)和轻瓦斯油(LGO)的催化裂解性能和热裂解性能。HGO和LGO催化裂解总低碳烯烃(乙烯+丙烯+丁烯)产率在660℃附近达到最大值,分别为33.8%和35.6%。HGO和LGO热裂解反应程度很大,700℃的转化率分别为66.7%和76.3%。HGO热裂解总低碳烯烃的产率在680℃达到最大值27.9%。通过对比分析催化裂解与热裂解气体产物产率的比值发现,催化剂的加入促进了乙烯和液化气的生成,同时抑制了甲烷和乙烷的生成。研究结果揭示了小分子烃类的生成机理,甲烷和乙烷主要是自由基反应的产物,乙烯和液化气是自由基反应和正碳离子反应的共同产物。     

Catalytic performances of kaoline and silica alumina in the thermal degradation of polypropylene

Polypropylene was cracked thermally and catalytically in the presence of kaoline and silica alumina in a semi batch reactor in the temperature range 400℃～550℃ in order to obtain suitable liquid fuels.The dependencies between process temperatures,types of catalyst,feed compositions and product yields of the obtained fuel fractions were found.It was observed that up to 450℃ thermal cracking temperature,the major product of pyrolysis was liquid oil and the major product at other higher temperatures(475℃～550℃) ...     

固体热载体热解淮南煤实验研究

自制处理量为1 kg煤的间歇式固体热载体热解装置，以淮南烟煤为原料，石英砂作热载体，对该煤进行热解特性评价实验。考察了热载体初始温度700 ℃～900 ℃、反应 4 min～16 min、煤粒径及热载体与煤的质量比5～9对热解产物产率和性质的影响。结果表明，提高热载体初始温度，气、液产率增加；延长反应时间和提高热载体比例，气体产率有所增加；热载体初始温度对热解气组成影响显著。提高热载体与煤的质量比和热载体初始温度，可以抑制半焦对热解反应器内壁的黏附。     

Comparative study of transition metal-doped calcined Malaysian dolomite catalysts for WCO deoxygenation reaction

In the present work, nickel (Ni), zinc (Zn), copper (Cu), cobalt (Co) and iron (Fe) are tested as catalyst dopants on Malaysian dolomite calcined at T = 900 °C (CMD900). The physicochemical properties of all synthesised catalyst are investigated by X-ray diffraction, Brunauer–Emmett–Teller surface area, temperature-programmed desorption of carbon dioxide and scanning emission microscopy. The synthesised catalysts are tested on the basis of the deoxygenation (DO) reaction of waste cooking oil to produce liquid fuels under N₂ atmosphere. The chemical composition of the liquid product is identified by gas chromatography–mass spectroscopy. The overall study suggests that Ni/CMD900 catalyst exhibits the highest performance with over 67.0% conversion and high selectivity (80.2%) with a high proportion of saturated linear hydrocarbons that corresponds to green diesel. Result indicates that Ni/CMD900 is a highly potential DO catalyst with 19.8% oxygenated compound, which is favourable for decarboxylation and/or decarboxylation predominates.     

生物质焦油模型化合物催化转化实验研究

以苯和甲苯为焦油的模型化合物,在固定床反应器上研究了堇青石和白云石两种催化剂作用下,温度、蒸汽量和空速对焦油催化转化的影响。结果表明,苯和甲苯的转化率都随温度的提高和空速的降低而升高。在堇青石和白云石催化作用下,甲苯在裂解温度900℃,S/C摩尔比为1.5时转化率最高,转化率均达到95%。苯在裂解温度900℃,S/C摩尔比为1.0时转化率最高,转化率分别为61%和53%。蒸汽量的增大有助于裂解气体成分的调整。堇青石稳定性实验表明,积炭是造成催化剂活性降低的重要原因。     

生物质焦油模拟物重整制取富氢气体实验研究

以流化床作为反应器,进行生物质焦油模拟物(苯)催化重整制取富氢气体的实验研究,主要探究实验温度(780℃~900℃)、水蒸气/焦油模拟物质量比S/T (3.0~6.0)、床高(5.0cm~20.0cm)和床料(催化剂)对焦油模拟物重整制取富氢气体过程的影响。实验结果表明,焦油模拟物重整制取富氢气体的理想操作工况分别是温度为860℃~900℃,S/T 值为5.0,床层高度为15.0cm~20.0cm;通过比较,在上述理想操作条件下,合成的碱土金属催化剂(20CaAl)具有较好的催化活性,而其改性后的SCaFeNiAl催化剂具有更好的活性。在SCaFeNiAl作用下,焦油模拟物重整过程的活化能为58.87kJ/mol,指前因子为1.36×10⁷h^-1,且获得较好的实验效果,H₂体积分数为67.28%,H₂产率为303.50g/kg-tar,焦油模拟物转化率为95.93%,总气体产率为5.05m³/kg-tar。     

催化热解生物质制取富氢气体的研究

在实验室自制的固定床反应器上, 考察了秸秆和锯屑的热解行为, 研究了热解产物分布特别是富氢气体的体积分数和产率, 着重研究了（5种金属氧化物和2种碳酸盐催化剂）的催化效果。结果表明,温度从500 ℃提高到850 ℃, 秸秆和锯屑的热解气产率分别从29.0%提高到40.6%, 35.0％提高到46.5%, 而对应的富氢气体的体积分数分别从41.2％提高到48.2%, 40.6％提高到47.0%；在5种金属氧化物中，Cr2O3显示了最好的催化效果，在750 ℃时对应的热解气产率与不使用催化剂相比提高了10％，富氢气体的体积分数提高了13％；催化剂（CaCO3和Na2CO3）占生物质的质量分数对热解气和富氢气体产率有明显的影响，当质量分数从0增加到30％时， 热解气和富氢气体产率增加较明显，而后其值的增加可以忽略， 因此推荐使用的催化剂质量分数为30％。     

煤与混合废塑料共热解固体产物中氯的赋存形态及在燃烧时的释放特性

通过红外光谱、热重 质谱及燃烧 水解实验，研究了煤与废塑料共热解固体产物中氯的赋存形态及在燃烧过程中氯的释放特性。结果表明，温度低于600℃热解的半焦中存在有机氯化合物；600℃以上热解的半焦（或焦炭）中氯主要以无机盐类存在。燃烧过程中氯的释放率与燃烧温度，煤与废塑料共热解的温度以及共热解时废塑料的加入量有关。燃烧温度越高，氯的释放率越大，900℃燃烧时，氯的释放率都在94%以上；在同一温度燃烧时，热解温度越高，氯的释放率越低。400℃热解的半焦最高释放率达99.86%，而1000℃热解的焦炭的最高释放率为94.35%。