煤加压催化气化制城市煤气——Ⅱ.煤水蒸汽催化气化动力学特性

应用单段反应器,在800—850℃和2.1MPa下,研究了扎赉诺尔褐煤和大同气煤制城市煤气的可能性以及催化气化的动力学特性。采用复合催化剂Na-M-Ⅱ,并使其加入量控制在3—6w%(以Na计)。所生成的煤气热值为16,000kJ/Nm~3左右,相应的碳转化率为80—90%。催化剂含有氧化物Na_2O-k_2O-Fe_O_3-CaO-MnO。     

银配合物与联氨定向反应的研究——Ⅱ.酸度与温度对定向反应的影响

本文研究了酸度和温度对银配合物与联氨定向反应的影响,在不同的pH和温度下,微量Cu(Ⅱ)离子的加入均能有效地提高N_2H_4的四电子定向反应率;N_2H_4的四电子反应率随体系pH和温度的提高呈有序增加,无Cu(Ⅱ)离子存在时,N_2H_4的四电子反应率与银配合物的logβ_2呈线性关系。Cu(Ⅱ)离子存在时,N_2H_4单电子反应率的对数与1/logβ_2呈线性关系。     

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。     

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。     

XRD和Raman法评估热解气氛中H_2和CO对半焦化学结构的影响

采用XRD和Raman光谱分析方法研究了神木煤在热解主要温度区间(450-750℃)及在三种热解气氛(N_2、含H_2及含CO)下的化学结构演变规律,并比较了两种方法所获结构参数的相关性。结果表明,原煤在N_2气氛下热解制备的半焦,其炭微晶尺寸在横向上不断增长,纵向上层面间距逐渐增大,堆垛高度在650℃左右剧烈转变; Raman参数A_(D_1)/A_G增加,而A_G/A_(all)降低,表明半焦有序性结构比例降低。热解气氛中的H_2促进了炭微晶结构的纵向发展,提高了小分子基团的转化程度,使得半焦有序化程度升高。热解气氛中的CO对炭微晶结构参数影响小于H_2气氛,但在700℃以下,CO因析炭作用产生的致密炭颗粒包裹于半焦表面,导致半焦炭有序化程度提高。半焦的L_c与A_G/A_(all)及d_(002)与A_(D_1)/A_G之间存在一定相关性; L_a与A_(D_1)/A_G呈较好的正相关性。     

长焰煤气变换—甲烷化催化剂的活性及积炭规律

由长焰煤气化制造城市煤气,虽然具有投资少,见效快等优点,但其热值低,煤气中主要成分为:CO～28%,H_2～50%,CO_2～12%,N_2～5%,CH_4～4.5%等。其中CO 含量高达28%,显然不适于直接用作城市煤气,需经变换—甲烷化反应以降低CO 浓度,提高CH_4含量。本文对用于长焰煤气变换—甲烷化反应的镍基催化剂做了初步研究。着重研究了在水蒸气存在时,不同反应温度下反应活性和积炭量的变化规律。     

硫化氢在煤加氢液化中的作用

在小型高压釜内以煤液化中试装置循环油作溶剂,考察了在H_2、Ar 和CO 中添加H_2S 对煤的转化率和产品产率的影响。在试验条件下,当H_2/H_2S 为80/20时,与在H_2气氛下相比,煤的转化率可提高7—11%(绝对值,下同)。当CO/H_2S为80/20时,所得转化率比在CO 气氛中高15—20%,比在H_2中高5—6%。当Ar/H_2S 为80/20肘,所得转化率比在Ar 气氛中高4%左右。加入H_2S 还可加快反应速度,当在H_2中加入5%H_2S 反应30分钟,转化率比未加时高3%,油产率增加7%。H_2S 添加量在5—20%范围内,结果基本相同。从原料和产品的硫分析表明,在反应温度大于435℃情况下,加入的H_2S 有80%保留在反应尾气中,其余部分主要转入残煤。本文最后讨论了硫化氢的作用机理。     

循环流化床富氧气化实验研究

在循环流化床富氧气化实验台上,通过调节水蒸气流量使气化温度基本稳定在910℃,研究了不同氧气浓度及气化当量比对煤气组分、产气率、冷煤气效率及碳转化率的影响。结果表明,氧气浓度从25%增加至40%时,N2体积分数从48.82%降低至33.83%,H2从21.47%不断增加至27.59%,CH4基本不变;受水蒸气流量影响,氧气浓度高于35%时,CO体积分数降低,CO2体积分数增加;氧气浓度40%时的煤气热值为空气气化煤气热值的1.84倍,产气率随氧气浓度增加从2.35 m3/kg降至2.13 m3/kg,冷煤气效率和碳转化率不断增大;当气化当量比从0.20增加至0.29时,N2体积分数先降低后升高,H2体积分数从24.01%增加到25.46%后基本保持不变,CO和CH4持续减小,CO2不断增加,产气率由1.94 m3/kg升高到2.29 m3/kg;受水蒸气和气化当量比综合影响,冷煤气效率先增大后减小,碳转化率持续增加。     

加压下煤粘结性的评定 Ⅱ.干馏气氛、干馏温度和添加焦油对煤粘结性的影响

在模拟移动床加压气化炉的气氛下,测定了加压下煤的粘结性指数G″随压力的变化。试验表明,不同的混合气氛对煤粘结性的影响因煤种而异。在含活性气体的气氛中,由于煤和活性气体反应,使失重率增加。来源不同的几种轻焦油,回配入原煤后,都使煤的粘结性下降。但添加大同煤气化重焦油,则使三种试验煤的粘结性均增加。在低压下,焦化温度(750℃以上)对粘结指数G′的影响是显著的,而在2.94MPa 时,温度的影响明显减少。     

CaO对褐煤在超临界水中制取富氢气体的影响

以褐煤在超临界水中制取富氢气体为目的,利用小型高压间歇反应装置,在Ca/C 摩尔比为0～0.60、温度450℃～680℃、压力23MPa～38MPa和停留1min～30min下,考察了小龙潭褐煤的反应特性。研究表明,CaO不仅可以固定气相中的CO2,提高H2的体积分数,而且可以提高碳转化率和气体产率。600℃、28MPa,Ca/C摩尔比为0.42时,气相产物中的CO2趋于完全固定,H2产率比无添加剂时提高2.5倍,H2体积分数为48％,其余为CH4和烃类气体。升高反应温度使CaO的催化作用更为显著, 碳转化率和气体产率（H2、CH4、烃类气体）随着反应温度的升高而逐渐增加,液相收率减少。增大反应压力可以促使煤转化率和气体产率升高,停留时间对反应的影响相对较小。以900℃热解焦为反应原料进行了气化实验,结果表明,在600℃和650℃反应5min后,碳转化率分别为8.6％和12.5％,CaO对气化反应和甲烷化反应起不同程度的催化作用。     

羟丙基醋酸纤维素反渗透膜

研究了羟丙基醋酸纤维素反渗透膜的制膜工艺和膜性能。实验表明,以甘油—正丙醇或磷酸为添加剂,蒸发时间30—60s,预热处理温度70℃,时间3—5min,可得到在2MPa操作压力下,氯化钠脱除率95—98％,水通量1.0～2.1ml/cm~2·h的反渗透膜。羟丙基醋酸纤维素膜具有一定的耐热性,其使用温度上限比醋酸纤维素膜至少提高了10℃以上。羟丙基醋酸纤维素的溶解性能与醋酸纤维素相似。X射线衍射和热重分析显示羟丙基醋酸纤维素具有与醋酸纤维素相似的聚集态结构。     

H2—CO,N2和CO2在液体石蜡烃中的溶解度

用高压搅拌釜装置,在压力0.05—4.5MPa,温度373—553K的实验范围内,测定了H_2、CO、N_2和CO_2在液体石蜡烃中的平衡溶解度,目的是为了提供设计浆态床Fischer-Tropsch合成反应器所需的基本数据。实验结果表明,H_2、CO、N_2和CO_2在液体石蜡烃中的溶解度是压力和温度的函数。H_2、CO、和N_2的平衡溶解度随着压力和温度的升高而增加,并与压力呈线性关系,而CO_2的平衡溶解度在较高的压力时稍偏离直线,并随温度的升高而减少,上述现象可用溶解熵来解释。将H_2、CO和CO_2实验结果与文献发表的数据进行了比较,比较结果说明二者是颇为接近的。实验测定的气体在液体石蜡烃中的平衡溶解度与压力和温度的关系可分别用下列各关联式表示,其计算值和实验值之间的平均误差均小于±6%。C_(eqH2)~*=106.12(P/T)exp(-883.37/T) [kmol(g)/m~3(1)]C_(eqco)~*=75.71(P/T)exp(-585.47/T) [kmol(g)/m~3(1)]C_(eqN2)~*=191.75(P/T)exp(-995.21/T) [kmol(g)/m~3(1)]C_(?)~*=38.88(P~0.904/T)exp(194.81/T) [kmol(g)/m~3(1)]     

一氧化碳加氢合成C_1-C_5醇

本文所研制的催化剂是以铜元素为主,钴、铁等元素起增链作用,并添加碱或碱土金属,采用不同方法制备得到的均匀混合氧化物。结果表明,C_2~+醇的含量取决于Cu/Co和Co/M的比例。合成产品分布遵循Schulz-Flory方程,分配或然率α在28-0.45之间。上述催化剂在250—320℃、压力6—8MPa、空速3000—6000h~(-1)、原料气组成H_2/CO为2—3的操作条件下进行了考察。并选择活性居中的催化剂在270—290℃、空速5000h~(-1)、压力8MPa的反应条件下进行了42天稳定性实验。     

碳酸铈分解制备CeO_(2-x)的氧空位特征及其紫外-可见光吸收光谱研究

研究碳酸铈在500, 700和900℃H_2中分解形成的CeO_(2-x)氧空位特征,并对比考察了碳酸铈在700℃空气和N_2中的分解过程,结果显示:随着温度的升高,分解获得的CeO_(2-x)颗粒尺寸增加且表面有"烧结"现象出现;另外在H_2中制备的CeO_(2-x)氧空位浓度随着温度的增加而增加,相同分解温度下, H_2中分解获得的CeO_(2-x)的氧空位浓度较在空气和N_2中制备的样品高。不同温度H_2条件下制备的CeO_(2-x)样品的紫外-可见光吸收光谱表明,随氧空位浓度的增加CeO_(2-x)的响应光谱发生红移。     

废轮胎快速热解实验研究

介绍了废轮快速热解的试验装置和结果。重点考察了反应器温度在５００～１０００℃时,热分解气体产率和组分的变化规律,热分解产物分布以及延长气相停留时间对热分解气体产率和组分的影响。结果表明,热分解速率随温度呈线性变化,热分解温度升高,产气率增加,液体和固体产物减少。１０００℃时气体产率为５００℃的４倍。废轮胎热解气热值较高（２０～３７ＭＪ／Ｎｍ＾３）,在７００～８００℃间达到最大值。７００℃以上延长气     

一步水热合成Y-Co_3O_4复合氧化物催化剂及催化分解N_2O（英文）

用一步水热、分步水热、浸渍等方法分别制备Y-Co_3O_4复合氧化物,用于催化分解N_2O的反应,其中,一步水热法制备的催化剂活性较高。再用一步水热法制备了不同Y/Co物质的量比的Y-Co_3O_4复合氧化物,在优化出的催化剂(0. 03YCo_3O_4)表面浸渍K_2CO_3溶液,制备K改性催化剂(0. 02K/0. 03Y-Co_3O_4)。用X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、O_2程序升温脱附(O_2-TPD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子谱(XPS)等技术表征催化剂结构。研究发现,Co_3O_4和Y-Co_3O_4同为尖晶石结构,但Y-Co_3O_4的催化活性显著高于Co_3O_4。K改性增加了催化剂表面的活性位(Co~(2+)),还有利于吸附氧的脱除,从而提高了催化剂活性。在无氧无水、有氧无水、有氧有水气氛中,K改性催化剂上的N_2O全分解温度分别为325、350、375℃,催化剂活性较高。有氧有水气氛350℃连续反应50 h,K改性催化剂上N_2O分解率保持90%以上,稳定性较高。研究发现,Y-Co_3O_4及K改性催化剂上N_2O分解反应的Ea和lnA之间存在动力学补偿效应。     

Mn_xCo_(2.5-x)Al_(0.5)O_4尖晶石型三元复合氧化物催化分解N_2O(英文)

用溶胶凝胶法制备了一组Mn_xCo_(2.5-x)Al_(0.5)O_4尖晶石型三元复合氧化物,用于有氧气氛下的N_2O催化分解反应.用N_2物理吸附、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、O_2程序升温脱附(O_2-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行了结构表征,考察了催化剂组成、母液pH、K负载量等制备参数对其催化活性的影响.结果表明:K的加入弱化了催化剂表面的金属-氧化学键,有利于表面氧物种的脱除,改性催化剂有较高的催化活性和抗水性,其中母液pH=2、K/(Mn+Co)比为0.02的K/Mn_(0.2)Co_(2.3)Al_(0. 5)O_4催化剂活性较高,该催化剂在有氧、有氧有水气氛400℃连续反应50 h,N_2O转化率分别达98.5%和76.5%.     

等离子体催化甲烷干重整实验研究

本文利用等离子体耦合催化剂的方式进行CH_4干重整(Dry Reforming of Methane,DRM),重点考察了反应温度、CO_2/CH_4物质的量比、合成气主要气体组分浓度(N_2、H_2、CO、H_2O)对CH_4转化率及等离子体催化能量效率的影响。结果表明,以La-Ni/γ-Al_2O_3为催化剂,当反应温度450℃,CO_2/CH_4物质的量比为1.0时,CH_4转化率为41.57%;提高CO_2/CH_4物质的量比可提高CH_4转化率,当CO_2/CH_4物质的量比为5.0时,等离子体催化CH_4干重整过程的CH_4转化率可达92.82%。温度和CO_2/CH_4物质的量比对CH_4转化率影响显著,气体组分的变化改变了体系中的激发态粒子,不仅直接影响到CH_4转化率,还影响着催化剂表面积炭。向反应体系中添加N_2、H_2O可提高CH4转化率,并抑制积炭;而添加H_2、CO后CH_4转化率显著降低。研究结果可望为生物质气化合成化工品的工艺开发提供基础数据和参考依据。     

城市生活垃圾气化过程中气化剂和温度的影响

在间歇式固定床气化反应炉(φ40×750)中,考察了不同气化剂和反应温度对经预处理后的城市生活垃圾焦气化反应的影响。试验发现,当温度为900℃,用空气混合蒸汽为气化剂时,所得燃气热值为4.15MJ/m~3,气化强度为105kg/m~2·h,以空气为气化剂时,热值稍低,只有3.06MJ/m~3,气化强度仅为94kg/m~2·h;单纯用蒸汽气化时燃气热值最高可达8.89MJ/m~3。另外,气化剂量对气化反应有影响。在相同气化剂时,提高反应温度能强化气化过程,热值、产气量均有所提高。如以空气混合蒸汽为气化剂时,燃气热值和气化强度从850℃的3.22MJ/m~3和131kg/m~2·h提高到950℃的5.19MJ/m~3和166kg/m~2·h。     

铵盐-钯(Ⅱ)联合基体改进剂对石墨炉原子吸收光谱测定强酸介质中铅、砷、镉、铜的作用

本文首次提出以氨水中和强酸,以铵盐-钯(Ⅱ)为联合基体改进剂测定强酸介质中铅、砷、镉、铜的方法。灰化温度提高至1000℃(Pb),900℃(As),600℃(Cd),1100℃(Cu);增感幅度为10.2—110.8％;可消除1％～4％H_2SO_4及500—4000ppm Na,500—2000ppm K,750—1000ppm Ca或1000—1200ppm Mg的干扰。方法的灵敏度和检出限分别为0.016～0.38PPb和0.02～0.32PPb;回收率为81.5％～110％;测定的相对标准偏差为0.5％～2.0％。标准食品样品的检验得到与标准值相当符合的结果。