合成气甲烷化工艺技术研究进展

合成气完全甲烷化技术是煤制天然气特有的技术,按照反应器类型,合成气甲烷化工艺可以分为绝热固定床、等温固定床、流化床和浆态床等工艺,其中绝热固定床甲烷化工艺成熟并广泛应用于煤制天然气项目。本文介绍了多种绝热固定床甲烷化工艺,并比较了5种高温绝热固定床甲烷化工艺的流程、技术特点和应用情况。随着研究工作的不断深入,国内绝热固定床甲烷化技术达到了国际技术同类水平,具备了工业化应用条件,但还需在节能降耗、提高催化剂寿命方面加大研究力度。还概述了等温固定床、流化床和浆态床甲烷化工艺,分析了等温固定床、流化床和浆态床甲烷化工艺存在的问题,并指出了后续研究重点,等温固定床工艺应在反应温度控制和反应器开发方面深入研究,流化床甲烷化工艺研究重点放在开发高强度催化剂和工程化放大方面,浆态床甲烷化工艺需要重点研究解决CO转化率较低和催化剂损耗严重的问题。

水热处理制备高浓度褐煤水煤浆技术研究进展及展望

针对褐煤成浆浓度低,难以满足水煤浆气化用浆要求的问题,通过分析水热法提高褐煤成浆浓度的技术原理,认为水热法提高褐煤成浆浓度是最具发展潜力的一种褐煤提浓技术,同时介绍了国内外典型的水热法提高褐煤成浆浓度工艺技术的发展现状,并以某一典型工艺技术(THTT)为例,从技术角度和经济角度两方面,剖析了其工业化应用的前景。结果表明,水热处理制备高浓度褐煤水煤浆在技术上具有安全环保、能效高和可靠性强等特点;在经济上具有处理成本低、经济性突出等优势,以采用THTT技术在内蒙古某化肥厂建设50万t/a工业示范装置为例,增加水热处理工段,将东明褐煤的水煤浆浓度由50%提高至58%,尿素年产量可增加7万t,该厂每年可增效约8 300万元。采用水热处理提高褐煤的成浆浓度在技术和经济上可行,符合国家"增效降耗"的政策导向。

褐煤半焦-生化工艺降解煤气化废水中难降解有机物实验研究

研究褐煤半焦-生化工艺处理难降解有机物的可行性。实验表明,在半焦的加入量5 g/150 mL水时,CODCr浓度的去除率达60%;动态吸附表明,在进水CODCr浓度3 730 mg/L条件下,褐煤半焦的吸附容量可达133 mg CODCr/g焦;褐煤半焦吸附-生化工艺实验表明,在投焦量6.6 kg/200 L废水条件下,进水CODCr浓度4 100 mg/L时,平均出水CODCr浓度降为1 100 mg/L,经过生化后,平均出水CODCr浓度为27 mg/L。说明采用褐煤半焦吸附与生化相结合的工艺处理煤气化废水中的难降解有机物是可行的。

二氧化钛光催化处理煤化工废水的研究

煤化工污水的处理是限制我国煤化工企业高效稳定运行的重要因素,本文使用阳极氧化法制备了二氧化钛纳米管光催化剂,并探索了其对煤化工污水中COD的降解能力,实验表明制备的二氧化钛纳米管催化剂在紫外光源照射下能够有效催化该煤化工废水样品中的有机物分解。

褐煤水煤浆提浓制备工艺研究

针对采用内蒙古某矿褐煤制浆存在浓度低(<49.0%),无法满足水煤浆气化炉正常开车需求的现状,通过对制浆温度、添加剂及粒度级配的优化研究,确立了褐煤提浓制浆工艺条件,并应用Aspen Plus软件模拟提浓前后水煤浆气化指标。研究结果表明:采用优化的粒度级配方案,选用质量分数0.5%改性萘系添加剂复配0.4%降黏助剂,在50℃下制浆,褐煤水煤浆最高浓度可达54.1%,相比优化前制浆浓度提高5.6%;提浓后水煤浆的合成气产量、冷煤气效率模拟指标分别为78.07%和70.25%,显著优于现场煤浆相应指标。

褐煤基活性焦用于固定床加压气化废水处理的研究

利用自制的褐煤基活性焦对固定床加压气化废水进行了吸附实验研究,考察了活性焦用量、停留时间对废水处理效果的影响,测定了活性焦的吸附等温线和动态吸附容量。实验结果表明,对于COD为3 330 mg/L的气化废水,在水焦比为30∶1,停留时间为2 h的条件下,COD去除率可达到60%左右;活性焦的Freundlich吸附等温经验式为qe=7.12×10-3×Ce1.23,对COD的动态吸附容量约为145 mg/g。

内蒙蒙东褐煤制备活性焦的实验研究

以内蒙蒙东褐煤为原料,在活性焦制备小试实验装置上,以水蒸气为活化介质,用正交实验方法考察了活化温度、活化时间和水蒸气流量对活性焦产品的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值及收率的影响.结果表明,综合考虑活性焦的亚甲基蓝吸附值及收率的影响,最佳的活化条件为:活化温度800℃,活化时间为90min,水蒸气流量2g/min,在最佳工艺条件下所制得的活性焦中孔发达,中孔孔径在4.0nm附近分布比较集中.

强化混凝对超滤处理碎煤加压气化废水生化出水试验研究

研究了碎煤加压气化废水生化出水经不同药剂的强化混凝预处理后出水的超滤膜通量变化规律。结果表明,初始膜通量随着混凝药剂投加量的增大而增大,在PFC投加量为150 mg/L时,初始膜通量为纯水通量的80.4%,原水未经混凝预处理时初始通量仅为纯水通量62.5%,经过长期运行,强化混凝后水样超滤通量衰减趋势减缓。不同预处理条件下受污染的超滤膜经简单碱洗(NaOH,浓度10 mmol/L)-酸洗(HCl,浓度10 mmol/L)浸泡后,通量恢复效果不同,处理原水、PFC(150 mg/L)、PAC(150 mg/L)的超滤膜初始通量恢复率分别为79.4%、84.1%、85.1%。

褐煤制备高浓度水煤浆技术现状分析及发展趋势

褐煤是我国煤炭资源的重要组成部分,但褐煤内水高导致其难以制成满足水煤浆气化要求的煤浆,限制了其清洁化利用的途径。本文介绍了国内外褐煤提浓技术的发展状况,分析了水热处理制浆技术的现状,对褐煤制备高浓度水煤浆技术的发展方向和趋势进行了探讨。

褐煤基活性焦的脱色性能试验研究

研究了褐煤基活性焦对碱性品红和酸性黑两种染料溶液的脱色特性。结果表明,在上述两体系中,吸附时间分别为50、120 min时,脱色率可分别达到95.9%、91.6%;活性焦投加量及染料浓度变化对脱色率产生不同影响;褐煤基活性焦对碱性品红和酸性黑的吸附规律可用拟二级动力学方程及Langmuir方程描述。

褐煤超临界醇解影响因素的研究

采用自行开发的褐煤超临界醇解提质装置，研究反应温度、反应压力、醇解时间、醇解次数和醇煤质量比对锡林浩特褐煤在超·临界醇解中反应特性的影响。结果表明，无催化剂条件下，当反应温度为310℃、反应压力为17～18MPa、醇解时间为120min、醇解次数为3次和醇煤质量比为4．5：1时，锡林浩特褐煤的超·临界醇解的醇解率为54．03％（同条件下的单次醇解率为39．5％），其反应达到最佳效果。

锡林浩特褐煤的超临界甲醇解研究

在250-330℃温度范围内研究锡林浩特褐煤的超临界甲醇解,考察反应温度、时间、压力、溶煤比和醇解次数等对锡林浩特褐煤在超临界甲醇中可溶物收率的影响,并采用GC/MS对可溶物进行分析表征。结果表明,在310℃下进行超临界甲醇解,锡林浩特褐煤热溶物收率高达39.5%,其可溶物主要由酚类、芳烃、酯类、正构烷烃及含硫和含氮化合物组成。

合成气完全甲烷化催化剂的研究现状

以天然气供应多元化和煤炭清洁高效利用为目标,煤制合成天然气受到重视,合成气完全甲烷化是煤经合成气制天然气的关键技术,而甲烷化催化剂是其核心要素。合成气甲烷化催化剂的主流催化剂为镍基催化剂,常用助剂为稀土氧化物、过渡金属和碱土金属,载体为Al2O3、Si O2、Zr O2、Ti O2或复合氧化物,制备方法为干混法、浸渍法、沉淀法及溶胶-凝胶法。国内外主要研究热点是提高甲烷化催化剂在固定床反应器中的高温、高压及高空速条件下的稳定性和机械强度。建议深入研究催化剂的烧结机理及助剂作用机理,探索新的制备方法,开发新型高温甲烷化催化剂;对于强放热的煤制合成天然气工艺,也应加大流化床甲烷化技术及催化剂的开发。

褐煤基活性焦的溶解特性实验研究

分析了实验用褐煤基活性焦灰分的主要组成，考察了活性焦溶于除盐水后，水焦比及停留时间对溶液的pH、电导率、硬度及阴阳离子浓度的影响规律，并对活性焦溶于气化废水的溶解特性进行了定性分析。结果表明，实验用活性焦的空干基灰分含量约26％，其中氧化硅、氧化钙和氧化铝的含量较高；除盐水投加活性焦后，溶液的pH、电导率、硬度及离子含量均增大，溶液中钙离子和硫酸根离子的溶出浓度较大，在水焦比为30：1，停留时间为8．0h时，Ca2＋、SO4浓度分别为194．41，210．5mg／L；在停留时间2．0—8．0h，上述各水质参数随停留时间的变化趋势不明显。

重铬酸钾法与氧化微回流法测定COD的对比试验研究

分别采用重铬酸钾法与氧化微回流法测定相同条件下邻苯二甲酸氢钾标准溶液的COD值,对比两种方法的测试结果表明,氧化微回流法操作简便,结果准确,与国标法不存在显著性差异。

煤制合成天然气特性对用户的影响研究

分析了煤制合成天然气产品新疆地方标准与天然气产品国家标准、煤制合成天然气与常规天然气产品典型数据,指出煤制合成天然气新疆地方标准能满足国家二类气标准,实际数据已接近或达到一类气标准;煤制合成天然气含有少量氢气,对居民燃气、工业锅炉、燃气汽车等安全使用没有影响;煤制合成天然气用于燃气轮机要注意机组对天然气中氢气含量的要求,生产LNG时需要分离氢气;从全生命周期和生产过程考虑,应限制煤制合成天然气发电,,禁止用于天然气化工。

强化混凝处理碎煤加压气化废水生化出水中有机物的实验研究

碎煤加压气化废水生化出水分别用混凝剂PAC和PFC进行强化混凝处理,考察出水有机物(TOC)的去除率。结果表明,采用强化混凝工艺可有效降低水中的有机物,随着混凝剂加药量的增大,有机物的去除率升高,并且使用PFC的效果要优于使用PAC的效果。PAC和PFC分别对应不同的最优混凝水力条件,采用PFC的最优混凝水力条件为混合转速100 r/min,混合时间3 min,反应转速60 r/min,反应时间30 min;采用PAC的最优混凝水力条件为混合转速100 r/min,混合时间0.5 min,反应转速60 r/min,反应时间30 min。

煤的溶剂热萃取研究进展

综述了近年来在煤的溶剂热萃取（不小于300℃）的研究进展。讨论了主要影响因素包括极性溶剂、酸处理、萃取时间等对热萃取率的影响。结论表明：酸处理、使用强极性溶剂有利于提高煤的热萃取产率;时间和温度是热萃取的两个重要参数,在不同程度上影响着煤的热萃取率;萃取物活性很高,并且基本无灰,是煤直接液化的极好的原料也可以作为内燃机燃料。

内蒙古太阳能资源空间分布特性及光伏并网发电利用研究

依据2005～2008年内蒙古部分地区日照时间和太阳辐射的观测数据,通过理论计算,应用SURFER软件,采用空间插值分析的方法,研究了2008年内蒙古太阳能资源的空间分布特性。建立了光伏并网发电成本的计算模型,研究了全区光伏并网发电成本的空间分布趋势。在此基础上,归纳了光伏并网系统投资—年等效满负荷发电时间—发电成本的对应关系曲线,为光伏并网发电项目的选址提供了有力支持。

低压投煤技术在壳牌煤气化装置中的应用

壳牌煤气化装置低压投煤开车技术要求开工烧嘴在较低热负荷情况下的运行时间尽可能短,且气化炉压力在0.1～0.5 MPa(原设计为0.8～1.0 MPa)时就投用煤烧嘴,并通过煤烧嘴的运行来为气化炉升温升压,直至装置满负荷运行。分析了壳牌煤气化装置采用高压投煤开车存在的主要问题及其原因;对比了高压投煤和低压投煤的运行情况;提出了采用低压投煤技术的具体实施步骤以及对高压投煤技术的改进意见。结果表明:采用低压投煤技术1次投煤成功率接近100%,煤气化装置从点火到粗合成气外送的最短时间为0.5 h。