催化剂添加方式及微波干燥对煤催化气化的影响

煤催化气化过程中催化剂的添加方法主要有机械混合和浸渍法混合。以CaO为催化剂,利用自建固定床实验台研究了不同添加方法在不同的恒温条件下对煤气化转化率的影响。实验结果表明:机械混合添加CaO几乎没有催化作用,而浸渍法添加CaO催化活性高,不仅初始反应速率大,且在恒温700℃和800℃工况下气化反应110 min后煤焦转化率分别高出原煤直接气化30%和25%左右。另外,本实验尝试将微波干燥应用在煤催化气化过程中来改进常规浸渍法,经验证:与鼓风干燥箱干燥相比,气化反应110min后在恒温800℃工况下煤焦转化率基本接近一致,在低温700℃和高温850℃时转化率略微高1%～2%左右。

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.

钙、镍离子负载方式对烟煤热解-气化特性影响及煤焦结构分析

为研究采用不同负载方式负载钙离子和镍离子后烟煤的热解气相产物分布、焦油组分分布、半焦的碳微晶结构特性,在实验室小型固定床反应器上对酸洗后采用不同负载方式负载钙离子和镍离子的贺西烟煤进行热解实验。通过扫描电镜-能谱分析仪(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、静态氮吸附仪等实验设备探索钙、镍离子不同负载方式的煤样热解后煤焦物理、化学结构变化。实验结果表明:由于离子交换法负载的金属是将活性组分与煤的大分子有机结构相结合,而浸渍法则使活性组分进入煤的孔隙中,机械混合只是使活性组分存在于煤颗粒外表面,活性组分存在状态的不同,进而导致热解反应性出现差异变化。H-EX-Ca,H-IM-Ca,H-MM-Ca生成轻质焦油分别为2.15%,2.17%,1.87%,此时轻质焦油(沸点低于360℃)占总焦油的质量分数分别为46.24%,38.96%,29.36%。与负载镍离子相比,采用离子交换和浸渍法负载的钙离子对于重质焦油的催化裂解作用较强。负载的金属离子分布越均匀,煤焦的微晶结构参数(堆垛高度Lc、微晶尺寸La及晶层间距dm)变化程度越小,进而阻碍煤焦的石墨化进程,提高煤焦的气化反应性。

电站煤流化床混合气催化气化工艺条件的研究

在一小型流化床中,对阳泉电站无烟粉煤Ⅰ、Ⅱ在工业固碱与黏胶废碱液2种催化剂作用下进行混合气催化气化,指出适宜的催化气化温度均为900℃,2种催化剂对无烟粉煤Ⅰ、Ⅱ的适宜添加质量分数分别为8%与6%。无烟煤Ⅱ比无烟煤Ⅰ有更好的反应活性,工业黏胶纤维废碱液比工业固碱的催化效果更好,使产气率与煤转气热值明显增高,并降低了催化剂成本,防止了环境排放污染。

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123 mm、高1.2 m)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-福建永安煤(低挥发分Vad=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2.13m3/kg^2.15m3/kg提高到4.2m3/kg^5.1m3/kg;煤气热值提高5倍,从1.0M J/m3左右提高到5.0M J/m3;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。

工业碱对粉煤流化床混合气催化气化工艺条件的研究

在内径Φ28 mm流化床中,无烟粉煤在2种工业碱催化剂作用下进行混合气(空气/水蒸气)的催化气化,得出适宜反应时间为40 min,催化气化温度为900℃,2种工业碱催化剂的适宜添加饱和度均为8%.研究显示,无论煤气产率还是煤转气热值,粘胶废碱液均明显高于工业固碱.在适宜催化气化温度(900℃)条件下,产气率从无催化剂时的2.57 m3/kg增加到8%固碱时的3.62 m3/kg和粘胶废碱液时的3.97 m3/kg;煤转气热值粘胶废碱液比无催化剂时增加了2.78倍,比固碱时增加了0.66倍.

福建省无烟粉煤流化床混合气催化气化影响因素分析

在实验室小型流化床反应器中研究了影响福建省永定无烟煤混合气 (水蒸汽 /空气 )催化气化的主要因素 .实验结果表明 ,催化剂添加量和气化温度对碳转化率和煤气组成的影响最为显著 .适宜的混合气催化气化条件为复合催化剂浓度 10 %和气化温度 85 0℃ .