煤在超临界水中气化制氢过程的热力学分析

基于热力学平衡原理,采用FactSage软件中的Equilib模块对气化过程进行化学平衡计算。主要考察了物料配比、温度、压力、CaO等对气化过程中气态产物的影响。根据模拟结果可以得到以下结论:物料配比和温度是最主要的影响因素。在温度和压力一定的情况下,随着煤质量分数的增加气体产物中H_2的摩尔分数在持续下降;在物料配比和压力一定的情况下,随着温度的升高H_2的摩尔分数逐渐升高,当温度升高到800℃时H_2的摩尔分数为66%。压力对煤在超临界水中的气化过程没有显著影响;CaO只是做为CO_2的吸收剂,对H_2产率没有太大影响。

沸腾氯化法制备四氯化钛过程热力学分析

为进一步研究沸腾氯化法制备四氯化钛的反应过程,以攀枝花典型高钛渣为原料,利用FactSage软件中的Reaction模块和Equilib模块对该体系进行热力学分析和化学平衡计算,通过综合分析反应过程中的温度、氯气配比、配碳比、压力等因素对四氯化钛、碳氧化物及其他金属氯化物的影响,确定反应过程的最佳物料配比和生产控制参数。根据模拟计算结果分析并参考多个企业的生产情况,确定了最佳温度区间为1 000～1 050℃,氯钛比3.0,配碳比100∶35,建议采用常压操作。对各个影响因素所产生的热力学影响结果的讨论,弥补了实际生产和已有实验分析中的不足,较全面地分析了物料配比与控制条件的具体影响结果,可为现有生产过程的优化改进提供一定参考。

卤族元素在煤炭气化和燃烧过程中的迁移规律分析

基于热力学平衡原理,采用FactSage软件中的Equilib模块进行化学平衡计算。主要考察了温度、压力、碱金属与碱土金属对煤炭中氯、氟元素迁移状态和规律的影响。根据模拟结果可以得到以下结论,温度能显著影响卤族元素的迁移,在900℃以后,挥发率接近100%,压力对卤族元素的迁移没有显著影响,碱金属和碱土金属对卤族元素的挥发有较好的抑制作用。

煤炭燃烧过程中重金属迁移及控制规律的热力学模拟

选择对人体和环境危害程度较大的有害元素汞(Hg)、铅(Pb)和铬(Cr)作为研究对象,利用FactSage软件模拟煤炭燃烧过程中温度、压力对3种重金属的迁移情况并探究若干种元素及化合物对其控制作用影响。结果表明,温度较压力对重金属迁移影响更为显著。Hg在燃烧全程以不同形态接近100%的迁移量进入气相;Pb在850℃开始大量迁移;Cr在1150℃产生迁移趋势。从热力学角度Hg无法被固定;Pb会与Al_2O_3形成高熔点的化合物得到有效抑制;Cr与碱金属、碱土金属形成高熔点的化合物被赋存在固相或液相中,MnO对Cr也存在间接抑制作用。3种重金属对Cl元素尤为敏感,高氯煤的燃烧除了其本身存在污染外势必会与重金属形成低沸点化合物产生强烈气相迁移并造成进一步的生态破坏。