三种工业废料对石油焦CO_2气化动力学的影响

以造纸黑液、煤渣、污泥为催化剂,用加压热天平考察了石油焦与CO2催化与非催化气化动力学特性。结果表明,非催化气化时,反应速率随着转化率的增大先增大后减小,呈单峰曲线;催化气化时,反应速率随着转化率的增大而减小,不存在峰值。给出的正态分布函数模型很好地描述了石油焦CO2的非催化与催化气化动力学。计算得到石油焦与CO2非催化气化的活化能为197.7kJ/m o l。三种催化剂活性的差异与其所含金属元素的质量分数密切相关,其中富含N a元素的造纸黑液活性最好,反应速率是非催化气化的6倍。

石油焦CO_2气化动力学特性及建模

采用加压热天平考察了1248-1323 K、0.1-2.0 MPa下的石油焦CO2气化动力学特性。在此基础上提出了一个正态分布函数模型,很好地拟合了不同温度、压力下的石油焦CO2气化速率随转化率的变化规律。结果表明,石油焦CO2气化速率随着石油焦转化率的提高先增加后降低,呈单峰曲线,常压下在转化率为0.3左右出现最大值。最大气化速率对应的转化率随着温度的升高有降低的趋势。模型中的参数rm与温度的关系符合Arrhenius定律,由此求出0.1、1.0、2.0 MPa下石油焦CO2气化的活化能分别为197.7、233.4、218.2 kJ/mol,与文献数据相符。

气化条件下压力影响灰熔融特性的实验研究

利用加压热天平结合X衍射分析仪来研究压力对煤灰熔融特性的影响。受加压热天平温度的限制,只研究1100℃以下压力的影响。利用X衍射分析仪分析不同压力、不同温度下煤灰中的矿物质成分,根据X射线衍射图谱分析矿物质对灰熔融特性的影响,以及在不同压力和不同气氛下矿物质的变化和新生成矿物质对灰熔融性的影响。结果显示:CO2气氛下压力对煤灰矿物质的生成影响不大;N2及H2O气氛下压力具有促进煤灰低温矿物质向高温矿物质转化的作用。

模型炭催化加氢气化反应特性研究

在加压热天平中研究了活性炭/烟煤半焦/无烟煤半焦等模型炭催化加氢气化(CHG)的特性,并结合GC、BET等表征对炭的物理结构和化学反应过程的分析,初步获悉了Co对炭-氢反应的催化作用过程。结果表明,炭CHG过程中过渡金属(Fe、Co、Ni)的催化活性明显高于碱金属和碱土金属(K、CaO、MgO),过渡金属催化过程存在低温(600−750℃)和高温(>800℃)两个特征催化区域,低温催化区域的出现主要归因于过渡金属催化剂氧化物与炭发生相互作用,部分炭结构得到活化的同时过渡金属嵌入到炭层结构中更为有效的发挥供氢和断键作用。Co催化剂在850℃和1 MPa氢压以上的条件下,催化剂的供氢作用可达到饱和,炭的催化加氢气化过程主要为温度促使的催化断键反应。具有高比表面积和低致密程度炭结构的模型炭在较低的催化剂负载量下即可具有高的CHG活性。