石油焦高温气化反应性

常压,1200℃～1500℃,在自制管式反应器中,以二氧化碳为气化介质,研究了石油焦以及石油焦与后布连煤焦掺混后形成的混合焦的气化反应性,借助于XRD分析了高温处理后石油焦与煤焦在碳结构有序化方面的区别.研究结果表明,当碳转化率高于0.7,气化超过1300℃,石油焦的反应速率出现急骤下降,气化温度越高,相应石油焦速率下降越快.混合焦气化反应性既不同于纯石油焦也不同于纯煤焦.随石油焦掺入比变化而改变的拐点主要源于石油焦与煤焦的反应性之间差异.较高转化率下出现的拐点,主要源于石油焦本身随气化温度提高导致气化速率下降.XRD测定显示,高温处理后石油焦中碳有序化程度要明显高于煤焦.高气化温度下石油焦碳结构发生明显有序化是导致其反应活性急剧下降的重要原因.

高碳转化率下热解神府煤焦-CO_2高温气化反应性

用热天平等温热重法研究了6种不同热解速率和热解终温的神府煤焦在反应温度1 200℃~1 400℃的CO2气化反应性。研究了高碳转化率下,反应温度、热解终温和热解速率对快速和慢速热解焦高温反应性的影响。结果表明,快速热解焦比慢速热解焦的反应性好;随气化温度的提高,煤焦反应性的总体趋势增强,反应温度1 300℃~1 400℃时,3种快速热解焦的反应速率出现重叠;碳转化率为90%~98%时,慢速和快速热解焦的平均表观活化能为59.64 kJ/mol^105.92 kJ/mol和34.47 kJ/mol^40.87 kJ/mol,且气化反应以扩散控制步骤为主。

高温气化条件下Na_2O对煤灰中矿物质演化行为的影响

利用XRD和FT-IR考察了高温弱还原气氛下Na_2O对两种硅铝含量不同的煤灰中矿物质组成的影响,揭示了Na_2O影响煤灰熔融特性的本质。通过Fact Sage计算了高温下矿物质反应的ΔG,探讨了Na_2O影响煤灰中矿物质组成的机理。结果表明,Na_2O对煤灰矿物质组成的影响与原煤灰的硅铝含量密切相关。硅铝总含量82.89%的煤灰,Na_2O含量为5%-20%时,钠长石和霞石的生成是煤灰熔融温度降低的主要原因;当Na_2O含量大于20%时,导致煤灰熔融温度降低的原因是霞石的生成。硅铝总含量47.85%的煤灰,Na_2O含量小于10%时,没有含钠矿物质生成;当Na_2O含量大于10%时,主要生成菱硅钙钠石、青金石和含钠的硅铝酸盐矿物,导致煤灰熔融温度降低。Fact Sage计算表明生成含Na矿物质反应的ΔG较小,其在高温下更容易发生。

高温气化剂加压喷动流化床煤气化试验研究

在热输入0.1MW的小型加压喷动流化床试验装置上进行了高温气化剂煤气化特性的试验研究,考察了气化温度、压力、空气系数和汽煤质量比等工艺参数对高温空气/蒸汽作为气化介质的煤气化行为的影响。试验结果表明,在所研究的工艺参数中,气化温度对高温空气煤气化特性影响最为显著。压力对气化性能的影响主要体现在改善流化床气化炉床内流化质量。空气系数及汽煤比的影响从本质上看是通过改变气化反应温度来实现的,对于一个特定的流化床气化工艺,空气系数及汽煤比均存在一个适宜的操作区域。

煤中矿物质对高温气化反应的影响

针对鄂尔多斯地区煤样,对其做灰成分分析,并测得其灰熔融温度,在高温气化条件下,对比原煤焦、脱灰煤焦和添加煤灰的脱灰煤焦在高温气化下的反应活性,通过对比3组煤样CO2转化率的高低,来分析煤灰中的矿物质与高温气化反应之间的关联性,为实际生产提供可靠的数据。

高温气化条件下煤直接液化残渣中矿物质演化行为的研究

利用XRD和FT-IR分析了高温(1 100~1 500℃)气化条件下液化残渣中矿物质的演变行为,并利用穆斯堡尔谱仪对残渣灰中的含铁相及铁的价态铁进行了定量分析。结果表明,煤直接液化残渣中的主要矿物质为石英、硫酸钙、紫铝铁矾、磁黄铁矿、高岭石和方解石。高温气化条件下残渣灰中主要矿物质为钙长石、钙黄长石、磁赤铁矿和磁铁矿。由于钙长石、钙黄长石等含钙化合物低温共熔作用,使得残渣灰具有较低的熔融温度。残渣灰中的含铁相主要为磁赤铁矿、磁铁矿、铁橄榄石和玻璃体,并且随温度的升高,玻璃体中的铁含量逐渐增加。同时,残渣灰中Fe2+/Fe3+出现先增加后降低再增加的变化趋势。当温度由1 100℃升高至1 200℃时,由于磁赤铁矿的还原,Fe2+/Fe3+由1.08升高至2.39;1 200℃以上Fe2+/Fe3+的变化不明显。另外,玻璃体中铁含量的增加是引起残渣灰液相含量随温度升高而增加的重要原因,铁含量高是导致残渣灰熔融温度低的主要原因。

添加煤灰及混合氧化物对石油焦CO_2高温气化反应的影响

以化学组成相近的燃烧煤灰、气化煤灰和混合氧化物为添加剂,分别通过干混法和湿混法加入石油焦中,并借助热重分析仪在1200-1400℃下进行CO_2气化实验,研究高温下煤灰掺混方式、含量及物相组成对石油焦CO_2气化的影响,并使用混合氧化物替代实际煤灰研究其对石油焦的高温气化催化作用。结果表明,石油焦气化反应速率随煤灰添加量的增加而提升;气化温度为1200、1300℃时,使用干混法和气化煤灰对石油焦的气化促进作用较弱;但气化温度为1400℃时,改变煤灰和石油焦的掺混方式及其中活性金属存在方式,对石油焦气化反应几乎没有影响。这是高温下煤灰熔融,导致液态熔体与石油焦表面接触良好、活性金属自由度高以及传质阻力增加共同作用的结果。此时混合氧化物的催化指数与混合物中铁钙含量具有线性关系,即添加高铁钙含量的煤灰可以促进石油焦CO_2气化反应。

一种石油焦与CO_2高温气化原位反应特性

采用高温热台显微镜原位研究了气化温度和颗粒粒度对石油焦气化反应的影响,并对比了神府烟煤和石油焦的反应特性。研究发现,石油焦在气化过程中颗粒收缩,表面结构发生变化,反应速率的改变由低温下逐渐减小,到高温下1300℃时先增大后减小。相同转化率下,反应时间随温度的升高而减少,随颗粒粒度的减小而减少。对比神府煤焦和石油焦的气化反应发现,石油焦反应活性低,为神府烟煤焦平均气化反应速率的1/6。

气流床气化炉飞灰/CO_2高温气化反应性

采用程序升温热重法研究了飞灰/CO2高温气化反应性。结果表明:随着升温速率的增加,不同飞灰炭气化反应性的变化程度有所不同;SCFA的气化反应性高于HLFA和NCFA。脱灰后飞灰炭的反应性变差;飞灰炭的气化反应性优于高温煤焦。

中国五环自主研发的固废高温气化仙桃试验装置一次性开车成功

截至2020年9月28日下午4时,由中国五环工程有限公司(以下简称中国五环)自主研发的固废高温气化仙桃试验装置连续运行72h以上,关键核心设备固废压缩机、热解通道、气化炉在全流程试验期间运行良好。项目组经过精心组织协调,在合作单位奥淼环保的支持下,装置一次性开车成功。该装置的工作原理是原料垃圾和污泥经过连续压缩进料、无氧热解后进入气化炉。压缩热解后的垃圾和污泥经气化炉高温气化熔融后,液态熔渣从气化炉底部的均质通道平稳流出并形成玻璃体渣,同时气化炉顺利产出粗合成气。

刍议煤焦的理化性质及高温气化反应性特征

研究表明:煤和焦的化学和物理性质对煤气化反应活性的影响极大,煤的高温气化反应性是决定高温煤气化效率的最重要的因素之一。论文就高温煤焦的理化性质的表征及高温气化反应性特征进行探讨,旨在为高温煤气化装置的设计、操作条件的优化和原料的选择提供必要的基础数据,也为我国高效气流床气化技术的工业化应用提供理论和实践基础。

CO_2对焦炭高温气化影响及微观结构分析

高炉冶炼生铁的重要原料之一就是焦炭,为提升高炉冶炼中焦炭的冶金性能并降低CO_2对焦炭的熔损、降低焦比。文章通过实验,对焦炭在不同熔损条件下的变化及比表面积进行研究计算。结果表明,CO_2体积分数较低时,焦炭的比表面积则是一直增大,在CO_2体积分数较高时,比表面积是先增大减小,此,在CO_2体积分数不变的条件下,反应时间增长,表现为焦炭比表面积的增大、微观结构的改变以及部分基团振动峰发生位移,从而导致焦炭发生粉化现象和强度降低。

在高温气化直接熔融炉运转中减少焦炭使用量

由于JFE高温气化直接熔融炉可在将废物气化的同时，用焦炭将灰分熔融，故能处理多种废物。在此设施中使用稻壳模制品（也称模塑品），木屑模制品及城市燃气进行了减少焦炭用量的试验。特别是在稻壳模制品保持的挥发分到达炉子下部时促进了渣的熔融，可使焦炭削减率达50％以上。在使用木屑模制品炭化物时，还配合使用了稻壳模制品，达成了100％置换焦炭的目标。而且实施了从炉子下部主风口喷吹城市燃气的试验，使焦炭削减率达60％。有效利用以上技术就可以选择燃料，以实现考虑了经济性，地域性的焦炭削减。

基于Aspen plus的污泥循环流化床高温氧气气化模拟分析

基于Aspen plus软件建立了循环流化床污泥高温氧气气化模型,研究了气化温度、O_(2)当量比、O_(2)浓度及污泥含水率等因素对气化产物组分的影响。结果表明:O_(2)当量比为0.05时,可燃组分含量最多,继续增加当量比会使可燃组分逐渐下降;随着温度升高,可燃组分逐渐增多,当温度达到850℃时,产物组分几乎不再变化;随着污泥含水率的增加,CO的体积分数逐渐下降,气化气热值降低;当O_(2)浓度从55%增至98%时,可燃组分逐渐增大,气化气热值逐渐增大。

固体废物高温气化制氢项目经济性分析——以机场垃圾为例

伴随着经济飞速发展,固体废物长期处理不善造成严重的环境污染,制约工业生产和国民经济的可持续发展,对城市固体废物进行高效减量化、资源化和无害化处置,有助于提升资源化利用水平,促进城市绿色发展和循环经济建设,而氢能作为一种资源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一,氢能开发利用技术取得重大突破,为实现零排放的能源利用提供重要解决方案,将氢能产业与固体废物处置技术进行深度耦合可有效缓解城市固体废物处理疑难问题。

高温下煤中矿物质对气化反应的影响

利用XRD对1100℃～1500℃高温下矿物质在弱还原气氛中的变化进行考察，并利用RIR对矿物质进行半定量分析，发现随着温度的升高莫来石含量增大，而SiO2含量下降，符合SiO2-Al2O3二元相图的变化。高温下部分无定形矿物质发生熔融，主要为硅铝酸盐。在煤焦二氧化碳气化过程中，熔融的硅铝酸盐与煤焦表面接触阻碍气化反应进行。利用FT-IR测定了硅铝酸盐结构的变化，说明高温下矿物质对气化反应的影响与硅铝酸盐的聚合程度存在一定的关系。

高温下兖州煤焦/CO_2气化反应性

在常压、温度为950℃～1400℃范围内,以二氧化碳为气化剂,用等温热重法研究了我国兖州煤的高温气化反应性.主要考察了反应温度、热解终温和热解速率对兖州煤焦高温反应性的影响,并把兖州煤焦的高温反应性和神府煤焦的高温反应性作了比较.结果表明:随气化温度的提高,兖州煤焦反应性的总体趋势增强;快速热解焦的反应性优于慢速热解焦;热解温度对兖州煤焦反应性的影响甚微;在低温段,兖州煤焦的反应性比神府煤焦略差,但在高温段,兖州煤焦的反应性与神府煤相近.