CO_(2)气氛下杜氏盐藻热解特性的数值研究

为了研究气化剂CO_(2)质量流量、气化温度、气化压强对杜氏盐藻气化的影响规律,通过使用Aspen Plus软件模拟了杜氏盐藻在CO_(2)气氛下的热解过程。结果为:杜氏盐藻在CO_(2)气氛下气化时,随着CO_(2)质量流量的增大,H_(2)体积分数先增大后减小;当CO_(2)质量流量为350 kg/h时,H_(2)体积分数达最大值40.06%;当气化温度从400℃增大到900℃时,H_(2)、CO体积分数增加,CH_(4)体积分数减小;当气化温度大于900℃时,H_(2)、CH_(4)、CO体积分数趋于稳定;当气化温度从400℃增加到1200℃时,压强越大,CH_(4)生成量越多,H_(2)和CO生成量越少;当气化温度为700℃时,压强对燃气产量的影响最为显著。故适当地改变CO_(2)质量流量,可以提高H_(2)的产量;适当升高气化温度和减小气化压强可以提高H_(2)和CO的产量,但是CH_(4)的产量会有所下降。

干馏层气氛对半焦结构及其CO_(2)气化活性影响

固定床煤气化炉中气氛对干馏层生成半焦的活性影响较大。对不同气氛下制得的半焦进行了CO_(2)气化活性实验,并采用拉曼光谱和氮吸附对半焦进行了表征。结果表明:与N2气氛下制得的半焦相比,通入其他气体可以提高半焦的CO_(2)气化活性,单组分中H2O气氛下制得的半焦的CO_(2)气化活性最强,双组分中CO_(2)+H2和CO+H2O气氛下制得的半焦的气化活性明显增加,而且双组分气氛下的CO_(2)气化活性比前者强;半焦比表面积的增加有利于其CO_(2)气化活性的提高,但半焦化学结构的变化对其CO_(2)气化活性的提高作用更明显。

N_(2)/CO_(2)气氛下工业危废污泥热解气化的TG-FTIR分析

采用热重红外联用技术(Thermogravimetric analysis-Fourier transform infrared spectroscopy,TG-FTIR)对CO_(2)和N_(2)气氛下工业危废污泥的热化学转化特性展开研究,重点考察不同气氛对污泥热解气化过程的影响。主要分析不同气氛下污泥的热转化失重、产物析出规律及不同反应阶段的反应动力学特性。热重分析表明,CO_(2)对污泥热转化的影响主要在700℃以上温度范围;CO_(2)参与焦炭的气化反应,失重速率大幅提升,促进了CO,CH_(4),NH_(3)在高温下的析出。红外分析显示,CO_(2)和N_(2)气氛下,反应温度在1000℃左右时均有大量甲基化合物析出,且CO_(2)气氛下强度更高。各反应阶段活化能随温度升高逐渐增加,污泥与CO_(2)气化反应速率高于相同反应阶段N_(2)下的热解反应速率。

脱油沥青气化副产炭黑CO_(2)气化反应性与动力学研究

采用常压热重分析仪研究了升温速率对副产炭黑CO_(2)气化反应性的影响,利用Friedman法求解了气化动力学参数,研究了副产炭黑超声处理前后的气化反应活性,并与神华煤的气化反应活性进行了对比。结果表明:副产炭黑CO_(2)气化反应过程由于存在不同的气化反应机理,其反应速率随温度的变化曲线呈双峰结构。副产炭黑的整个气化反应过程为两步动力学反应:第一步是转化率低于0.6时的反应,活化能为(174.8±15.7)kJ/mol,主要是与炭黑内部无定形碳的反应;第二步是转化率高于0.6时的反应,活化能为(229.1±16.1)kJ/mol,主要是与炭黑石墨外壳的反应。副产炭黑的气化活性低于神华煤的气化活性,对副产炭黑进行超声处理后,其平均气化反应速率提高了约0.27倍,最大气化反应速率提高了约0.4倍,综合性能指数显著提高,气化反应性能明显改善。

神木长焰煤CO_(2)气化动力学不同模型的拟合分析

为获得适用、精度高的气化动力学模型,介绍并研究了5种不同的气化动力学模型对神木长焰煤的适用性。利用德国NETZSCH STA 409PG热天平,采用等温法进行神木长焰煤CO_(2)气氛中气化动力学分析。将碳转化率-时间的关系曲线分别用随机孔模型(RPM)、未反应芯缩核模型(SCM)、混合模型(BM)、均相模型(HM)、修正体积模型(MVM)进行拟合并做出分析与比较,采用相关系数R^(2)检验拟合结果与试验结果的符合程度,发现5种模型的拟合精度从高到低依次为:混合模型>修正体积模型>均相模型>未反应芯缩核模型>随机孔模型,混合模型更适用于神木长焰煤的CO_(2)气化反应动力学模拟。根据阿伦尼乌兹(Arrhenius)公式,得到不同模型的活化能和指前因子并进行对比,R2检验结果从高到低依次为:随机孔模型>未反应芯缩核模型>混合模型>均相模型>修正体积模型。结果表明:900和1000℃拟合效果普遍优于800℃,在气化模型拟合中,混合模型最为合适;在活化能分析时,随机孔模型拟合最佳;不同模型预测的CO_(2)气化活化能在61~143 kJ/mol,与相关文献的结果基本一致。

水浴式液体CO_(2)汽化器应用技改小结

河南能源化工集团安阳园区是以安阳化学工业集团有限责任公司为管理主体成立的化工园区,其一步法合成DMF装置所需原料CO由富氧气化炉制得,富氧气化炉气化剂CO_(2)一大部分来源于合成氨装置和乙二醇装置副产,而随着国家能源政策的变化,安阳园区的固定床间歇式气化炉(为合成氨装置和乙二醇装置提供煤气)和单套产能不足300 kt/a的合成氨装置面临淘汰。为此,通过综合评估与论证,决定新增1套液体CO_(2)汽化装置作为甲胺/DMF装置气化系统CO_(2)气化剂的补充供应装置。介绍液体CO_(2)汽化器的选型、工艺流程、技改方案的特点等,以及水浴式液体CO_(2)汽化器运行中的可能风险和预防/处理措施。本项技改实施后,不仅化解了DMF装置原料供应方面的难题,而且实现了安阳园区物料的供需平衡与平稳过渡,为DMF装置的稳定运行奠定了基础。