钛酸锌高温煤气脱硫剂再生行为的研究

在热天平装置上研究了再生反应温度、反应气体中氧气体积分数、脱硫剂颗粒粒径对钛酸锌高温煤气脱硫剂再生行为的影响。实验结果表明，较高的反应温度和氧气体积分数，较小的颗粒粒径有利于提高脱硫剂的再生反应速率。由于二次反应的影响，脱硫剂再生过程中有硫酸盐生成，提高反应温度或降低反应气体的氧气体积分数可以减少硫酸盐的生成。利用收缩核模型对其动力学行为进行了分析，结果表明，脱硫剂的再生过程存在动力学控制步骤的转移。脱硫剂再生转化率较低（<65%）时，再生过程主要受化学反应控制；再生转化率较高（>75%）时，再生过程主要受颗粒内扩散控制。表观化学反应速率常数的指前因子为8.01×10－2 m/s，活化能为19.11 kJ/mol；有效扩散系数的指前因子为3.12×10－4 m2/s，扩散活化能为48.84 kJ/mol。     

煤炭地下气化反应动力学特性的研究

煤炭地下气化过程中，高温的碳与二氧化碳和水蒸气发生的非均相反应决定了出口煤气的组分和热值。鉴于此，在煤焦与CO2和H2O（g)反应活性实验的基础上，研究了唐山刘庄煤焦与CO2和H2O（g)气化反应的动力学特性，确定了其化反应的速率表达式，得出其反应活化能分别为140．41kJ/mol和171．53kJ/mol。实验结果表明，还原带温度在1000℃-1100℃时，CO2具有较高的还原主;温度达1000℃时，H2O（g)分解可视为不可逆反应，且生成CO的反应速率明显大于生成CO2的反应速率，出口煤气组成中CO的浓度为CO2的7倍多，在上述工作的基础上，建立了“收缩反应核”模型，并分析了多相化学反应速度与温度的关系。     

正己烷在Pt/Al_2O_3催化剂上的完全氧化

用外循环无梯度反应器研究了在Pt/Al_2O_3催化剂上内扩散对己烷完全氧化动力学的影响。当催化剂为30—40目时己烷完全氧化在动力学区域进行,当催化剂颗粒增大到4mm时反应在内扩散区域进行,催化剂有效因子在O.14—O.38之间。它表明反应严重地受内扩散阻碍。在氧分压过量时,在动力学区域已烷完全氧化的反应级数为0级,在内扩散区域它变为O.45级。动力学区域的表观活化能为19.OkJ/mol,内扩散区域的表观活化能为10.7kJ/mol,它近似动力学区域活化能及扩散活化能的算术平均值。用试射法及Euler方法计算了已烷在催化剂孔内的分压分布。     

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。     

应用阳离子交换树脂催化水解蔗糖Ⅰ.蔗糖非均相催化水解反应动力学

实验选用两种H+型强酸性阳离子交换树脂为催化剂，研究蔗糖在离子交换树脂柱内的非均相催化反应动力学。结果表明，温度每升高10℃，蔗糖在两种离子交换树脂柱内的水解速度分别增加到2．1和3．3倍；蔗糖在两种离子交换树脂柱内水解反应的表观活化能分别为64．96kJ／mol和79．59kJ／mol，其水解反应有明显的扩散控制。     

高碳转化率下热解神府煤焦CO2高温气化反应性

用热天平等温热重法研究了6种不同热解速率和热解终温的神府煤焦在反应温度1200℃～1400℃的CO2气化反应性。研究了高碳转化率下，反应温度、热解终温和热解速率对快速和慢速热解焦高温反应性的影响。结果表明，快速热解焦比慢速热解焦的反应性好；随气化温度的提高，煤焦反应性的总体趋势增强，反应温度1300℃～1400℃时，3种快速热解焦的反应速率出现重叠；碳转化率为90%～98%时，慢速和快速热解焦的平均表观活化能为59.64kJ/mol～105.92kJ/mol和34.47kJ/mol～40.87kJ/mol，且气化反应以扩散控制步骤为主。     

聚甲基丙烯酸甲酯热氧化降解的化学动力学研究

使用质谱、热分析手段研究了PMMA热解反应.结果表明,在氮气中,PMMA-CH=CH2有两个失重阶段,分别对应于主链末端双键引发的断链和主链无规则断链反应,转折点的失重率约为26%.其中,第一阶段的失重速率受扩散过程控制,平均表观活化能E为158.5 kJ/mol, lnA为27.69;第二失重阶段为1.5级化学反应,平均表观活化能E为214.79 kJ/mol, lnA为40.46.在空气中, PMMA也有两个失重阶段,反应机理为1级化学反应,转折点处的失重率约为70%.其中在第一失重阶段平均表观活化能E为130.32 kJ/mol, lnA为24.81,在此阶段中, 过氧化基团的分解反应对PMMA的失重速率有重要影响; 在空气中第二失重阶段平均表观活化能E为 78.25 kJ/mol, lnA为13.97.     

在Pt/Al2O3催化剂上苯的内扩散对负0.9级动力学的影响

在Pt/Al₂O₃催化剂上用外循环反应器研究了内扩散对苯完全氧化动力学的影响,当用30～40目(即0.45～0.60mm)催化剂时反应在动力学区域进行.若O₂过量时则动力学区域苯的完全氧化可用-0.9级速率方程描述.当催化剂粒径增至φ6×5mm时,反应在内扩散区域进行并变为一0.1级反应.催化剂有效因子η在0.24～0.12之间.在同一温度下,η_实验随苯分压p_苯的增加而增大;而p_苯相近时,η_实验则随温度的升高而减小.动力学区域的反应活化能为55.5kJ/mol,内扩散区域的反应活化能为34.9kJ/mol,其值约为动力学区域的活化能与苯分子扩散活化能的算术平均值.     

氧化锌脱硫中氢和氧的双气氛效应及动力学研究

用热重法研究了氧化锌脱硫中氢氧的气氛效应以及氢氧共同存在下氧化锌脱硫的微观动力学行为。实验温区为200 ℃～320 ℃，氧化锌粒度为100目～120目。研究结果表明，在0%～40%的体积浓度范围内，氢可促进脱硫反应进行；氧则由于会引起氧化锌表面析硫使得脱硫过程随其浓度的变化复杂化。氢氧双气氛下，氧化锌脱硫动力学行为可用改良收缩核模型进行描述，表面反应活化能和固体扩散活化能分别为14.96 kJ/mol和46.77 kJ/mol。     

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。     

氧化锌颗粒脱硫中固体扩散的动力学分析

用电子探针显微分析 (EPMA)对ZnO基脱硫剂的脱硫颗粒径向硫分布行为进行了考查 ,对颗粒最外层粒子的实验结果分别用未反应收缩核模型及改良收缩核模型进行了动力学处理 ,给出了固体扩散活化能的参数估值。通过与热重研究的比较 ,进一步证实了固体粒子扩散的作用。     

A Novel Process for CO2 Capture by Using Sodium Metaborate,Part II: Carbonation Reaction and Kinetic Studies

In Part II of this two‐part series of papers, optimization of carbonation reaction with sodium metaborate and kinetics of the reaction are studied and compared to the structural properties, which were reported in Part I. This paper presents a comprehensive study on the optimization of reaction conditions and determination of reaction parameters of sodium metaborate (NaBO₂) and carbon dioxide (CO₂). Both hydrated and dehydrated forms of NaBO₂ have high sorption capacities of CO₂ up to 400°C. Decomposition of the products starts beyond 400°C and completes at 600°C. The shrinking core model is used to explain the kinetics of the noncatalytic heterogeneous reaction. The reaction progresses in two stages: one is surface reaction controlled and the other is diffusion controlled. The apparent activation energy and preexponential factor for reaction‐controlled and diffusion‐controlled regions are calculated as 11.8 kJ/mol and 3.5 × 10⁶ cm²/min and 18.2 kJ/mol and 6.5 × 10⁻⁵ cm²/min, respectively.     

KINETIC STUDIES ON METHANE REFORMING WITH CARBON DIOXIDE

IntroductionNlcthallcrcforlllillg\\tillf'OZproducest'O-richs}'lltllcslsgas\\hichisuscftllilltileProcessofFicllcr-Tropscllalldo\orcactioll.sllcllastiles}'lltllcscsofaceticacid-dilllctll\'Ictllcralldo.o-aloof,olslI'21111addition.acolllparisolloftheccollolll…     

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.     

煤系高岭岩中固定碳燃烧动力学特性

煤系高岭岩中可燃矿物与不可燃矿物的共生组合增加了可燃矿物燃烧的复杂性,研究这类"燃料"的燃烧特性对充分利用煤矸石资源有积极的意义。参照FCC催化剂结焦燃烧机理,基于一系列假设,建立了煤系高岭岩中固定碳燃烧反应模型—未反应收缩核模型。采用空气气氛下等温热重法研究了煤系高岭土中固定碳的燃烧反应。研究表明,低于700℃,反应的控制步骤是煤系高岭岩中固定碳燃烧界面化学反应。通过对非均一颗粒体系的未反应核收缩模型计算分析,获得煤系高岭岩中固定碳燃烧反应动力学参数,活化能(E)为100.12kJ/mol,频率因子(A)为2.27×106s-1。