Ni-Zn-Fe复合氧化物脱硫剂再生研究

在固定床装置上考察了温度和O2浓度对溶胶-凝胶自燃法制备的Ni-Zn-Fe复合氧化物脱硫剂再生性能的影响,并进行了二次硫化实验;应用XRD、BET、SEM测试手段对新鲜脱硫剂及不同温度下再生后的样品进行了表征分析。结果表明,Ni-Zn-Fe复合氧化物脱硫剂在400℃下能够再生,而且体积分数为2%的O2对于该脱硫剂的再生较为合适,再生的脱硫剂具有良好的二次脱硫活性。再生后的XRD谱图与新鲜样品一致,且没有硫酸盐的生成;SEM测试结果显示,该脱硫剂在530℃或体积分数为4%的O2下再生发生严重烧结,基本没有二次脱硫活性。用收缩核模型对Ni-Zn-Fe复合氧化物脱硫剂的再生动力学行为进行了描述,发现其再生过程存在控制步骤由化学反应控制向扩散控制的转移。在反应起始阶段,受化学反应控制,化学反应活化能为27.16 kJ/mol,表观化学反应速率常数的指前因子为4.62 m/min;随着反应的进行,产物层逐渐增厚,再生过程受扩散控制,扩散活化能为40.37 kJ/mol,有效扩散系数的指前因子为0.49×10-3m2/min。     

钛酸锌脱硫剂硫化过程的动力学分析

利用固定床反应器对钛酸锌高温煤气脱硫剂硫化过程的动力学进行了研究，考察了硫化反应温度、H2S体积分数对脱硫反应过程的影响。结果表明，脱硫剂具有良好的脱硫反应活性，在400 ℃～600 ℃，脱硫剂的硫化反应速率随着硫化反应温度的升高、反应器入口H2S 体积分数的增大而增大。在实验数据的基础上，利用等效粒子模型对其反应动力学进行了分析，发现该脱硫剂的硫化反应主要受固体内扩散控制，固体内扩散活化能为 61.4 kJ/mol，相应的频率因子为 4.4×105 m2/min。硫化反应后脱硫剂比表面积、孔体积显著减小，脱硫剂表面有颗粒聚集物存在，进一步验证了该脱硫剂的硫化反应主要是通过产物层的体相扩散控制的。     

煤及其拔头半焦的燃烧反应特性研究

采用热天平研究了贵州褐煤、三江原煤及其拔头半焦的燃烧行为,考察了粒径和升温速率对样品着火点和燃烧稳定性的影响。减小样品的粒径可显著降低样品的着火点,改善样品的燃烧性能,在粒径100～120目和升温速率25℃/min下,样品的燃烧稳定性最好。根据Coats-Redfern方法求解燃烧反应动力学参数。燃烧反应动力学分析表明,三种样品的热天平燃烧反应均为一级反应,并得到了实验样品的燃烧反应动力学参数,表观活化能E和指前因子A。贵州褐煤的活化能为100.0～163.6 kJ/mol,三江原煤的活化能为73.4～161.2 kJ/mol,三江煤焦的活化能为68.3～178.1 kJ/mol。     

两相流中煤粉的燃烧机理及动力学特征

利用微型流化床动力学分析仪研究了两相流条件下无烟煤粉的燃烧反应机理和动力学特征,并与热重法所得结果进行比较分析。结果表明,当温度大于850℃时,煤粉燃烧机理发生了变化,燃烧气态产物的生成比例也随之改变;当气速大于0.10 m/s时,气体扩散限制基本被消除,煤粉燃烧反应速率主要受界面化学反应控制;煤粉燃烧反应速率随着氧气分压的增大呈幂函数形式增长,且氧气分压对煤粉静置燃烧的影响更加显著。煤氧两相流燃烧的表观活化能与静置燃烧相比降低了49 kJ/mol,相同温度条件下两相流燃烧的界面化学反应阻力也明显小于热重法测试结果。     

阳离子交换树脂静态脱除糖蜜酒精废液中钾离子的动力学研究

研究了ZGC108树脂对糖蜜酒精废液中钾离子的静态吸附行为。考察了搅拌速率、溶液温度、浓度及树脂粒径对钾离子在树脂上静态交换过程的影响,并用动边界模型描述了钾离子交换动力学过程,得出了动力学方程。确定糖蜜酒精废液中钾离子与ZGC108树脂的交换过程为颗粒扩散控制,表观活化能为42.5kJ/mol,反应级数为1.2,表观频率因子为7.03×104min-1。     

工业NiW/Al2O3催化剂上二苯并噻吩的加氢脱硫动力学

以二苯并噻吩(DBT)为含硫模型化合物， 在高压滴流床反应装置中，考察了工业NiW/Al2O3催化剂（RN-10）的加氢脱硫(HDS)动力学规律，研究了氢分压（1.5 MPa～4.5 MPa）、氢油体积比（150~700）、液体质量空速(15 h-1~60 h-1）、反应温度（280 ℃~380 ℃）等对DBT的HDS反应结果的影响。结果表明，当氢分压和氢油体积比较大时，两者变化对DBT的转化率基本无影响；温度对DBT的转化率影响较大，提高温度可有效提高DBT的转化率，随着温度的升高，DBT转化率的增加逐渐变缓。采用2级平推流反应动力学模型对不同温度实验数据进行了拟合，求得了不同温度的表观反应速率常数，模型的相关系数>0.989。活化能计算结果表明，RN-10催化剂在高反应温度区(>330 ℃)的DBT的HDS活化能明显低于较低温度时的活化能，分别为13.4 kJ/mol和121.4 kJ/mol。对于RN-10催化剂，不可单纯地通过提高反应温度来大幅度提高HDS转化率。     

焦炭溶损反应动力学及其模型研究

利用未反应核收缩模型对高炉焦炭与CO2的反应动力学进行了研究，建立了以可测参数（R）表达的焦炭与CO2的反应动力学关系式。并对反应速率常数和有效扩散系数、表观反应活化能和有效扩散活化能及反应过程中各步骤阻力进行了分析。结果表明，（1）焦炭与CO2的反应符合未反应核收缩模型。（2）反应的表观活化能Ea=124.5kJ/mol，有效扩散活化能ED=642.4 kJ/mol；界面化学反应的阻力随反应温度升高而增加；残余灰层内的内扩散传质阻力相对比例随温度升高而下降。（3）焦炭溶损反应在低温区主要受内扩散控制，随着温度升高，反应由外扩散、化学反应和内扩散三步控制；当进入高温区，反应进行一段时间后主要受内扩散控制。     

水蒸气气氛煤中温催化气化动力学研究

以碳酸钾为催化剂,用热天平的等温热重法研究了四种不同变质程度煤焦常压下水蒸气催化气化反应动力学。在加和不加碳酸钾条件下,测定了温度为700~850℃煤焦的化学反应控制条件下的碳转化率与时间的关系。碳酸钾催化剂的加入对变质程度越高煤的气化催化作用越大。加碳酸钾的碳转化率与时间的关系用混合模型和修正随机孔模型可以良好的拟合关联,均相模型关联较差。利用修正随机孔模型拟合关联出了四种煤焦催化水蒸气气化反应的活化能和指前因子,活化能为90.317~167.861kJ/mol,指前因子和活化能之间具有补偿效应。     

Catalytic gasification of Pakistani Lakhra and Thar lignite chars in steam gasification

采用热重法在常压与700℃~900℃条件下的水蒸气气化过程,对两种巴基斯坦Lakhra和Thar褐煤半焦进行了单一和混合催化剂(即3%钙和5%钠-黑液单一催化剂及一种3%钙和5%钠-黑液混合催化剂)对碳转化率、气化反应速率常数及活化能、有害污染含硫气体相对量的催化效应研究.两者Lakhra和Thar褐煤半焦经直接气化就可获得高的碳转化率,但采用纸浆黑液催化剂可使气化速率变得很快.含灰高的Thar褐煤半焦在纸浆黑液催化气化过程更易生成一些复杂的硅酸盐,从而导致比含灰低的Lakhra褐煤半焦出现一个更低的转化率.在水蒸气气化过程由半焦和纸浆黑液自身所产生的SO2 和 H2S含硫气体可为存在于纸浆黑液中的Ca盐所捕获而完成脱硫过程,但这一过程在低于900℃时更有效.缩芯模型 (SCM)可较好地用来关联转化率与时间的关系并给出不同温度下的反应速率常数k.基于阿累尼乌斯方程预测了反应活化能Ea 和指前因子A.在纸浆黑液和钙混合催化及纸浆黑液催化剂时,Lakhra褐煤半焦的Ea分别为44.7kJ/mol和 59.6kJ/mol明显小于Thar褐煤半焦的Ea=114.6kJ/mol 和 Ea=100.8kJ/mol,同样也小于无催化剂纯半焦气化时Lakhra褐煤半焦的Ea=161.2kJ/mol和Thar半焦的Ea=124.8kJ/mol.     

生物质在微型流化床中热解动力学与机理

利用微型流化床反应分析仪(MFBRA)研究了生物质在氩气氛中的热解反应,通过在线反应物供给和生成气组成变化监测,实现了设定温度下生物质热解反应速率的测试、动力学参数的求算和反应机理的分析。应用该仪器测定的生物质在800℃的热解时间为10s,明显小于传统文献报道值。测试的气体释放顺序与反应动力学参数初步证实了生成的不同气体间存在耦合反应,且各气体生成难易程度存在差异。测试的反应级数为1.62,以整体挥发分为基准的活化能与指前因子分别是11.77kJ/mol和1.45s-1,明显小于常规热重方法的测试值。     

裂解汽油中噻吩硫在Co-Mo/Al2O3上的催化加氢宏观动力学

采用绝热管式固定床积分反应器，在2.5MPa~3.9MPa、513K~655K、氢/裂解汽油摩尔比1.8~3.5和裂解汽油中噻吩、单甲基噻吩和双甲基噻吩质量分数为838×10－6、137×10－6~723×10－6和192×10－6~723×10－6下，对Co-Mo/Al2O3催化剂上裂解汽油催化加氢脱硫的宏观动力学进行了研究。以Powell优化法和Merson迭代法对动力学实验数据进行非线性参数估值，建立了良好吻合实验数据的、裂解汽油催化加氢脱硫的幂函数型宏观动力学模型。噻吩、单甲基噻吩和双甲基噻吩的反应级数分别为0.721、0.735和0.87，对应的加氢反应宏观活化能依次为70.0kJ·mol－1、67.9kJ·mol－1和59.9kJ·mol－1。各噻吩基硫的转化率均随反应压力的提高而增加，3.5MPa以上时，增加的趋势减缓；反应温度的提高有利于噻吩基硫转化率的增加；593K以上时，各硫化物的转化率随温度的增加呈现线性增加的趋势。     

Ni/Al2O3催化剂上CH4三重整反应-催化剂床层温度分布

在连续流动的固定床反应装置上，考察了Ni/Al2O3催化剂上CH4三重整反应中催化剂床层的温度分布。实验在常压、750℃~950℃、2000h-1~20000h-1下进行，研究了外控炉温、空速和进料组成对催化剂床层温度分布的影响。结果表明，催化剂床层中的温度梯度较甲烷部分氧化反应平缓，在CH4/CO2/H2O/O2=50/12.5/12.5/25（摩尔比）、20000h-1下，催化剂床层中入口处温度比炉温高约80℃，出口处温度与器壁温度相当。空速越低，催化剂床层入口处温度(tmax)与炉温之差Δtmax越小(20000h-1时，Δtmax=80℃；2000h-1时，Δtmax=30℃)。当原料气中不含O2时，催化剂床层入口处没有观测到温度骤升的现象。催化剂床层温度分布出现“低谷”现象，温度最低点(tmin)比炉温低30℃~40℃。根据温度分布曲线，大体可将催化剂床层分为三个区域：富氧区、贫氧区和无氧区。富氧区内只发生燃烧反应，贫氧区内发生重整反应和部分氧化反应，无氧区内只发生重整反应。     

Co-Mo/Al2O3催化剂上裂解汽油中单烯烃加氢宏观动力学

采用绝热管式固定床积分反应器，在2.0MPa~4.0MPa、524K~644K、氢/裂解汽油摩尔比1.5~3.5和反应器入口环戊烯、3 乙基 1 戊烯、苯乙烯和1 己烯的分压分别为0.87kPa~5.60kPa、1.09kPa~7.01kPa、1.14kPa~7.35kPa和0.25kPa~0.97kPa下，对Co Mo/Al2O3催化剂上裂解汽油中单烯烃催化加氢的宏观动力学特性进行了系统研究。以Powell优化法和Merson迭代法对动力学实验数据进行非线性参数估值，建立了与实验数据吻合良好、裂解汽油中单烯烃催化加氢的幂函数型宏观动力学模型。其中，环戊烯、3 乙基 1 戊烯、苯乙烯和1 己烯的反应级数分别为1.725、0.685、0.7和0.655，对应的加氢反应宏观活化能依次为63455 J·mol－1, 61781 J·mol－1, 52105 J·mol－1和54181 J·mol－1。实验所用Co Mo/Al2O3催化剂对环戊烯、3 乙基 1 戊烯和苯乙烯加氢具有明显的催化作用，对1 己烯加氢具有一定的催化作用，但对1 庚烯加氢基本无催化活性。加氢反应压力控制在3.5MPa左右更为适宜。     

Ni/Al2O3-SiO2催化剂对C4单烯烃加氢的催化性能

利用XRD、H2 TPR和孔结构的分析对C4馏分加氢催化剂Ni/Al2O3 SiO2进行了表征，在固定床反应器内对催化剂的活性进行了评价，并对加氢机理进行了讨论。结果表明，在Ni/Al2O3 SiO2催化剂表面至少存在两种活性中心，分别由体相NiO和高度分散的NiO还原产生。研制的催化剂对C4馏分加氢具有很高的活性和良好的稳定性，进口温度18.6℃时就可进行加氢，属于低温型加氢催化剂。在 C4单烯烃质量分数为74.85%、加氢压力为2.0MPa~2.7MPa、液时空速为1.0h－1~2.0h－1、氢油体积比为 300~450下，原料中单烯烃转化率在98%以上。催化剂连续运行342h，其活性基本保持不变。     

载铜5A分子筛在汽油模拟体系中脱硫性能的研究

近年,美国环保局计划将汽油中硫的质量分数从当前的300×10-6降到2006年的30×10-6,欧盟也已经通过了新的汽油硫质量分数标准为30×10-6~50×10-6,德国甚至提出计划使用无硫汽油[1]。中国汽油硫的质量分数高达800×10-6以上,与世界汽油品质距离甚远。因此汽油中硫化物的脱除成为当务之急。目前,脱硫技术主要有催化裂化脱硫、催化加氢脱硫、水蒸气脱硫、生物催化脱硫、吸附精制脱硫、氧化脱硫等[2~5]。吸附精制法具有净化度高、能耗低、易于操作等优点,高效的脱硫吸附剂制备是过程开发的关键。负载金属离子的活性纤维是脱除汽油中硫醇的一种…     

杉木热解及燃烧特性热天平模拟试验研究

对南方森林主要树种－杉木的变工况热解行为进行了热重分析（TG）和差热分析(DTG)研究。将试样分别加热到200 ℃、300 ℃、400 ℃和500 ℃做空气变氮气、氮气变空气热天平试验，模拟实际火场由于火势发展产生的局部缺氧状态及由缺氧状态转变为富氧的状态；在空气气氛下将试样分别加热到250 ℃、300 ℃、350 ℃、400 ℃和450 ℃，然后冷却到50 ℃再继续加热直到700 ℃，模拟火场中可燃物不完全燃烧后的回燃情况。通过试验结果分析，深入研究了环境气氛变化对试样热解的影响。给出了杉木热解的两阶段一级反应模型，通过模型计算得出在233.3 ℃～369.9 ℃、369.9 ℃～490.8 ℃热解二阶段的活化能分别为77.85 kJ·mol－1、138.18 kJ·mo－1，频率因子分别为1.95×106、 4.84×109。     

乳糖和麦芽糖水解反应速率常数的毛细管电泳测定方法

利用具有高分辩率和高灵敏度的毛细管电泳－电化学检测方法测定乳糖、麦芽糖及其水解产物的浓度随反应时间变化的规律。在H     

室温离子液体EMIES的标准生成焓

在(298.15 ±0.01) K下用转动弹热量计测定了离子液体硫酸乙酯-1-甲基-3-乙基咪唑(EMIES)及合成它的原料1-甲基咪唑的恒容燃烧热,通过计算得到它们的标准燃烧焓 分别为(－2671±2) 和(－286.3±0.5) kJ·mol－1;标准生成焓 分别为(－3060±3) kJ·mol－1和(－2145±4) kJ·mol－1.结合文献上硫酸二乙酯的标准生成焓数据,得到了合成离子液体EMIES的反应热(－102.3±1.0) kJ·mol－1,与合成实验中观察到的强烈放热现象是一致的.根据离子液体EMIES的热容数据,计算了不同温度下EMIES的标准生成焓.