福建无烟粉煤催化气化

报导了福建无烟粉煤在碱性催化剂作用下的催化气化工作进展,在小型Φ１８ｍｍ固定床与Φ２０ｍｍ流化床中,进行了水蒸气气化、混合气（空气／水蒸气）气化,采用复合１催化剂添加量８％,８５０～９００℃及流化床条件下,即可获得产气率Ｖ＞３ｍ３／ｋｇ煤（无催化剂时,Ｖ＜１．６ｍ３／ｋｇ煤）及煤气热值ＱＬＶＨ＞９ＭＪ／ｍ３（水蒸气气化）与＞６ＭＪ／ｍ３（混合气气化）的结果,并与无烟煤气化的工业装置进行了比较,这为无烟粉煤有效转化的工业化试验提供了最重要的依据     

高变质福建无烟煤连续流化床混合气催化气化

连续流化床（内径123mm、高1．2m）中,采用工业纯碱（碳酸钠）为催化剂进行了高变质程度无烟煤一福建永安煤（低挥发分k=5．47％、高灰Aad=29．45％）混合气（空气／水蒸气）催化气化的研究,考察了催化剂质量分数、气化温度、水汽比等操作参数的影响。实验结果表明,工业纯碱作为催化剂添加5％可使碳转化率增加3倍,实现了煤的高效转化;气化温度有明显催化气化促进作用,超过900℃时,流化床内易结渣。从同时满足高产气率及高煤气热值两个指标出发,在适宜操作条件（碳酸钠质量分数5％、850℃～880℃、适宜水汽比）下,产气率提高2倍,从无催化剂时的2．13m^3／kg～2．15m^3／kg提高到4．2m^3／kg～5．1m^3／kg;煤气热值提高5倍,从1．0MJ／m^3左右提高到5．0MJ／m^3;表明工业纯碱进行高变质福建无烟煤流化床混合气催化气化具有重要的工业应用价值和现实的开发意义。     

福建无烟粉煤纸浆黑液富氧流化床催化气化研究

在实验室小型流化床反应器中研究了福建龙岩无烟粉煤纸浆黑液富氧催化气化的特性,考察了纸浆黑液催化剂添加量不同时氧体积分数变化对碳转化率、产气率、煤气组成与热值的影响。结果表明,纸浆黑液催化和富氧气体燃烧的双重作用明显地提高了煤的碳转化率和煤气有效组成;纸浆黑液中钠碱对煤焦气化的催化与对煤灰分中SiO2和Al2O3等氧化物的熔制反应同时发生并存在着竞争;纸浆黑液中钠碱对高温碳与气化剂之间多种反应表现出不同程度的促进。龙岩无烟粉煤在纸浆黑液富氧催化气化时适宜操作条件是氧的体积分数40％和蒸汽/富氧比为1.4kg/m3～2.0kg/m3。碳转化率94％、煤产气率为3.62m3/kg、煤气热值为7.33mJ/m3。     

高灰煤小型流化床混合气催化气化研究

在内径28mm流化床中,对阳泉高灰煤在碱性催化剂（固碱和黏胶废碱液）作用下进行了混合气（空气/水蒸气）催化气化研究,两种碱性催化剂的适宜添加量均为6％。不加催化剂,气化温度830℃~900℃与900℃～920℃下,气化反应的表观反应级数n分别约为2/3与1/3;有催化剂（3％固碱）时,表观反应级数有两个明显的温度段,在830℃~860℃,催化气化的表观反应级数n=1;在860℃~920℃,催化气化的表观反应级数为n=1/3。     

热重法福建无烟煤二氧化碳催化气化的研究

采用纸浆黑液为催化剂在一热重分析仪中及常压与750℃～950℃下进行了福建无烟煤二氧化碳催化气化的研究以给出催化剂浓度,即在不同3%、5%、8%、10% 钠黑液添加量时对碳转化率的影响。实验表明,在750℃～950℃催化剂浓度8%钠黑液添加量的催化活性比其他浓度更好。在反应控制条件下测定了三种福建高变质无烟煤的碳转化率与气化反应时间的关系。应用均相模型和缩芯模型分别关联了这三种煤的转化率与时间的关系并得出不同温度下的反应速率常数k,进而采用阿累尼乌斯方程 预测了实验所用三种煤的反应活化能Ea 和指前因子A。在适宜催化剂浓度8% 钠 黑液添加量时,其 Ea＝76.18kJ/mol～104.22kJ/mol明显小于无催化剂纯煤气化时的Ea＝150.93kJ/mol～185.44kJ/mol数值范围,这明显地表明纸浆黑液是一个廉价和有效的煤气化催化剂。     

低活性无烟煤固定床二氧化碳催化气化反应动力学研究

在内径18 mm的固定床反应器中研究了福建低活性无烟煤二氧化碳催化气化反应动力学。考察了消除内外扩散影响的实验条件。在750 ℃～907 ℃，以碳酸钠为催化剂分别测定了永安丰海筛无烟煤、永安加福筛无烟煤和永定无烟煤的转化率与时间的关系；以碳酸钾及纸浆黑液为催化剂测定了永定无烟煤的转化率与时间的关系。永安加福筛无烟煤采用均相一级反应模型及未反应缩芯模型进行拟合，得出气化反应速率常数、反应活化能和指前因子，与热天平的实验结果进行比较，固定床反应速率常数明显变大，活化能和指前因子也大，是由于固定床中有较高的二氧化碳到煤粒表面的传递速率和较高的升温速率所致。     

流化床气化炉飞灰气化反应性的研究：Ⅱ.飞灰气化动力学的研究

本文报导了两种不同飞灰，以二氧化碳，水蒸汽及其混合物为气化介质，于热天平上９００－１０００℃条件下进行气化动力学的研究。结果发现，飞灰的气化速率随转化率的增大而降低，吾直线关系，提高温度２０℃或气体发压０．２ＭＰａ，反应速率相应提高１倍左右及０．１－０．３倍。     

流化床半焦等温热重CO2气化动力学研究

采用等温热重法对４００－９００℃温度下流化床制得的神木煤半焦进行了ＣＯ２气化动力学研究。结果显示，排除反应初始阶段脱挥发分的影响后，不同制焦温度下的半焦的气化反应活性基本相同，这是由于所用热重实验条件下半焦脱挥发分后得到的焦具有相近的孔结构及活性点浓度造成的。实验得到了流化床半焦在９５０－１０５０℃范围内的气化动力学参数。     

工业废液碱对福建无烟煤水蒸气催化气化的实验室研究

在Φ28mm的反应管中，采用工业废液碱用于福建无烟煤固定床水蒸气气化实验。结果表明，该废液碱对福建无烟煤气化有很强的催化活性。在添加3％－12％废液碱的情况下，碳转化率均比无催化剂时增加2.55倍－3．93倍，明显大于添加以Na2CO3为催化剂的碳转化率。同时该废液碱对煤气组成，产气量和煤气热值均有明显提高。在催化气化的同时加入适量的脱碱剂可极大地降低灰渣中的含碱量。     

无烟粉煤催化气化含碱灰渣的锻烧无害化

报道了福建劣质无烟粉煤催化气化含碱灰渣在一内径φ32mm的实验室固定床模试装置中的煅烧研究。对水蒸汽油催化和混合气（空气/水蒸汽）催化气化的两种含碱灰渣进行煅烧处理,生成了难溶性的硅酸复盐。当煅烧温度870℃-900℃、煅烧时间25min-30min,可以达到85W/%以上的脱碱率;而3W/%脱碱助剂的加入,可使脱碱率提高到95W/%以上,实现了含碱灰渣的煅烧无害化。粉煤催化气化制度与含碱灰渣煅烧制度的一致性提供了科学地实现“催化气化-灰渣煅烧”集成式流化床新工艺的理论依据,加速了催化气化的工业化进程。     

鼓泡流化床中颗粒内循环流动结构模型

本文从宏尺度和宇尺度范围考察气－固流化床中气泡流与颗粒流（尾涡颗粒流和乳化相颗粒流）的运动规律,提出了将分散的气泡流、尾涡颗粒流和乳化相颗粒流连续介质化的假设和基于容积通量的流体力学表达方式,建立了内循环流动结构的多尺度、连续介质流模型,较好地揭示了颗粒循环流动的规律。理论计算表明,中心区颗粒上流与边壁区颗粒下流的分界点在（０６５～０７）Ｒ处。实验观测支持模型预测结果     

阳泉高硫无烟煤热化学法预脱硫的试验考察

以阳泉高硫无烟煤为考察对象,在马福炉及Φ50mm流化床中考察其热化学条件下的预脱硫效果,以期为粉煤电站提供洁净煤气及低硫半焦,控制硫排放污染,本试验中采用的热化学法包括低温氧化,高温热解及部分气化以及煤,甲烷共气化。研究结果表明：由于阳泉无烟煤变质程度高,硫分中有机硫含量高且主要是稳定的噻吩硫,采用常规高温热解部分气化方法较难脱出,处理后挥发分损失较大,高温操作又造成了较高能耗;采用低温氧化法可使原煤挥发分大部分保留,满足电站对入炉原料的要求,煤样处理后失重小,硫分脱出率较高,但失碳较多,热值损失较大,高硫煤,甲烷共气化法可利用过程提供的高硫煤,甲烷共气化法可利用过程提供的高氢气氛条件促进煤中硫分析出,处理后煤样热值损失较小,硫分脱出效率较高。     

水蒸汽流化条件下的煤气化实验与模型研究

本文在实验室条件下对赤峰的两种褐煤进行了煤热解气化实验研究，考察了气化室温度和流化状态等实验条件变化对煤气产率，组分的影响，得到了具体条件下的煤气化综合过程实验数据。     

生物质在流化床中的热解和气化研究

在水蒸气及氮气流态化条件下 ,对不同生物质原料进行了热解气化实验 ,研究气体产物产率、成分随反应温度的变化规律。在一个常压鼓泡流化床实验台上 ,对五种生物质原料热解气化综合过程的气体产物产率及成分进行了测定。文中重点分析了原料SD2 0 1 (EucalyptusGlobulus锯末 )与SD2 0 2 (PinusRadiata锯末 )在水蒸气及氮气流化和不同温度条件下的热解气化特性 ,同时还分析了两种流化介质条件下生物质热解气化实验结果的差别。     

金属复合催化剂对煤气化的暂态动力学研究

采用阶跃扰动技术进行了金属复合催化剂对煤气化的暂态动力学研究。根据实验结果推导得出了该反应过程是催化剂表面富氧活性部位先与煤焦反应生成一个CO分子，然后此CO分子从催化剂表面脱附，接着催化剂吸附气态的CO2生成一个CO并且夺得一个氧原子实现自身还原的过程，在此基础上建立了煤的催化气化的物料平衡方程组，对各步骤的反应速率常数进行了求解，在本文采用的实验条件下，各反应步骤的反应速率常数分别为0.0703 mol·g-1·min-1·kPa-1;0.0959 mol·g-1·min-1·kPa-1;0.00539 mol·g-1·min-1·kPa-1; 0.0321mol·g-1·min-1·kPa-1。由此得出了该反应历程的控制步骤为CO2的吸附步骤等历程信息。     

生物质在流化床中的空气-水蒸气气化研究

以流化床为反应器，对生物质的空气-水蒸气气化特性进行了研究。考察了一些主要参变量，如温度 (700 ℃～900 ℃)、水蒸气/生物质比(0～4.04)、空气当量比(0.19～0.27)以及生物质粒度(0.2 mm～0.9 mm)等对气化结果的影响。在实验研究的条件范围内，生物质产气率在1.43 m3/kg～2.57 m3/kg范围内变化，产气的低热值在6 741 kJ/m3～9 143 kJ/m3范围内变化。实验结果表明：较高的气化温度有利于氢的产生；但气化温度过高会使气体热值下降；与常规的空气气化相比，水蒸气的加入使生物质气化产气率显著提高，但水蒸气加入量过多使气化温度下降，产气率和产气热值降低；生物质颗粒粒度的大小对产气组分的分布和产气率均有影响，较小颗粒的生物质会产生较多的CH4、CO和较少的CO2。