甲烷二氧化碳重整用Ni/AC催化剂的阈值效应研究

为研究活性炭负载Ni(Ni/AC)基催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中的阈值效应,采用N2吸附(BET)和X射线衍射(XRD)测试技术对活性炭负载Ni(Ni/AC)基催化剂进行分析,分别探讨了浸渍溶剂和负载量对催化剂表面结构、Ni分散状态和分散阈值的影响。结果表明,采用丙酮作为溶剂制备的催化剂比纯水在活性炭载体表面更有利镍的分散,提高了活性组分有效面积,并具有更高的分散阈值。对比密置单层排列模型计算值认为Ni在AC表面呈非密置单层或亚单层分散。Ni/AC催化重整甲烷二氧化碳实验结果显示,丙酮作为浸渍溶剂比纯水制备的催化剂表现出更好的催化活性,负载型Ni/AC催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中存在显著的阈值效应。

洗选对煤结构及其热解特性的影响

为了探讨煤炭洗选对煤结构及其热解特性的影响,本文选择贺西煤矿原煤(RC)、精煤(CC)、尾煤(TC)和脱灰煤(DC),利用X射线衍射(XRD)及傅里叶红外光谱(FT-IR)分析了洗选前后煤炭的结构变化,通过热重(TG/DTG)实验研究了煤热解特性,并对热解焦微晶结构作出分析。结果表明:煤炭洗选前后主要是灰分变化,对煤炭微晶结构和大分子结构的影响并不明显;从微观角度分析发现洗选造成脂肪富氢程度(Hal/Har)和脂芳氢比降低,特别是化学处理造成脂链上富氢基团(CH3、CH2)的脱落,但对脂链结构没有影响。在煤的热解过程中,灰分的存在降低了煤炭的热解缩聚程度,增加了热解活化能,造成热解特征温度均向高温区推移;并阻碍了煤焦基本晶格单元纵向的热缩聚,抑制了煤焦的石墨化进程。

生活垃圾催化热解液体产物特性

为探索生活垃圾催化热解液体产物特性变化规律,选取Na2CO3、Ca O、Fe2O33种催化剂,利用固定床实验、红外分析(FT-IR)进行生活垃圾热解液体产物产率和组分特性研究。结果表明,热解终温600℃无催化剂时,生活垃圾热解液产率为39.80 wt%,添加3种催化剂后热解液产率均降低;生活垃圾分别添加1%的Na2CO3和Ca O后,热解油氧含量由22.49%分别降低到20.12%和18.53%,低位热值由30.30 MJ/kg分别提高到33.79和32.74 MJ/kg;无催化剂时热解油成分为脂肪类、含氧化合物及少量芳香类混合物,加催化剂后热解油中芳香类物质峰面积比例显著增加,而含氧化合物峰面积比例降低,羟基类及羧酸类含氧化合物峰面积比例明显减少,其他含氧物峰面积比例却增加;Ca O催化效果较明显,生活垃圾添加1%的Ca O热解油中芳香类物质峰面积比例从4.36%增加到29.46%,含氧化合物峰面积比例由49.42%降低到23.12%,其中羟基类和羧酸类化合物峰面积比例分别由34.03%和10.65%降低到0.00%和3.34%,其他含氧化合物峰面积比例由4.73%增加到19.77%。

高灰煤焦气化活性及其动力学模型

在等温条件下进行了贺西煤焦的CO2气化实验,考察了灰分对煤焦气化特性的影响,分析了煤焦的碳微晶结构.结果表明,相同制焦条件下,原煤焦(RC)、精煤焦(CC)、尾煤焦(TC)及脱灰煤焦(DC)的石墨化度顺序为DC>CC>RC>TC,对应的气化活性为TC>RC>CC,说明灰分抑制煤焦石墨化,并在一定程度上提高了煤焦的气化反应活性;在反应初始阶段,高灰煤焦(灰分含量≥48.47%)的气化活性较高,气化活性指数Rs(TC)=1.304Rs(RC)=2.421Rs(CC),反应后期随灰层阻力增加,气化活性逐渐降低;受扩散控制的三维扩散模型能较好地反映高灰煤焦的气化过程,而低灰煤焦的气化过程则可通过受化学反应控制的收缩核模型描述.