烘焙条件对生物油蒸馏残渣理化性质及气化活性的影响

利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X射线衍射仪(XRD)探究烘焙预处理技术对生物油蒸馏残渣理化性质的影响,并通过热重分析仪(TGA)表征生物油蒸馏残渣及其烘焙样品的气化活性和动力学演变。结果表明,250℃的烘焙温度能提升样品中烃类和芳香类物质的含量,225℃的烘焙温度有利于样品气化活性的提升。当烘焙滞留时间为1 h时,样品内芳香结构呈无序态,表现出更强的气化活性。烘焙气氛对生物油蒸馏残渣气化活性影响较小,但会显著改变官能团组成,空气气氛可明显增加样品内羟基含量,并抑制烃基和芳香类物质的生成。二氧化碳气氛可增加烃基含量,而氮气气氛下样品生成更多大芳环结构。此外,通过3种动力学模型对样品气化动力学分析,结果表明3种模型均能较好地模拟出各类样品的气化曲线,其中随机孔隙模型的拟合效果最好。

煤直接液化残渣焦CO_2气化反应的研究

比较了流化床条件下神华煤及其直接液化残渣焦在CO2气氛中的气化反应性,考察了添加液化催化剂、脱除矿物质以及脱除重质油对煤直接液化残渣气化反应的影响规律。结果表明,残渣焦的气化反应性比原煤焦好,残渣焦在1 000℃和1 100℃的气化反应性指数为0.135和0.290,而原煤焦的则为0.118和0.200。脱灰后残渣焦气化反应性低于脱灰后的煤焦,说明直接液化反应后剩余的难液化物质的气化反应性低于煤焦;未经脱灰处理的残渣焦气化反应性高于煤焦,反映了液化过程中富集的矿物质及铁系催化剂的催化气化活性。脱除残渣中的重质油会降低残渣焦的气化反应性。

重油残渣焦水蒸气气化反应特性的研究

采用常压热重分析仪,研究了重油残渣焦的水蒸气气化反应性,主要考察了热解温度、升温速率、停留时间及气化反应温度、气化剂分压对重油残渣焦水蒸气气化反应的影响,并借助XRD对残渣焦进行了分析表征。结果表明,气化温度950℃,60%水蒸气分压条件下,快速热解焦比慢速热解焦的气化反应性高;随制焦温度(500～900℃)的提高及停留时间的延长,焦的气化反应性降低。气化温度是影响重油残渣焦气化反应的主要因素,在900～1 050℃,温度每提高50℃,重油残渣焦气化反应时间几乎减半;随着水蒸气分压的提高,气化反应速率增加,但当气化剂分压高于60%时,其对气化反应影响较小。采用均相模型和缩核模型对重油残渣焦气化曲线进行模拟,结果发现,缩核模型模拟相关性较好,其活化能为195.0 kJ/mol,指前因子A0为2.6×107min-1。