红外在线分析仪器在新奥煤基清洁能源零排放试验中心的应用

通过对红外在线分析系统的描述,介绍红外在线分析系统的特点、硬件组成、系统关键技术措施、工作流程及其功能等。

低碳醇混合物精馏脱水能耗模拟研究

煤化工行业在我国国民经济中占有重要地位,近年来煤化工行业朝向大型化、高端化发展,煤制化学品是煤化工一个重要的发展方向,煤制化学品的一个重要方面是煤制低碳醇,煤制低碳醇有良好的发展前景,经济和社会效益显著。煤制低碳醇通常由煤制气制得含水低碳醇混合物,因此低碳醇混合物脱水是煤制低碳醇技术的重要组成部分,研究低碳醇脱水过程的模拟对煤制低碳醇工业化具有重要意义。低碳醇通常指含碳原子数为1~5的醇类化合物,低碳醇各组分除甲醇外均与水存在共沸,因此决定了低碳醇混合物脱水不可单独使用普通精馏达到低碳醇分离提纯的目的,但是精馏技术仍是低碳醇不可或缺的技术,文章对精馏技术应用于低碳醇脱水展开研究。

煤催化气化工艺中碱金属腐蚀刚玉质耐火材料的实验研究

针对煤催化气化反应器设计中遇到的材料问题,采用碳酸钾及催化气化工况富含碱金属气化灰渣为实验原料,进行了碱金属腐蚀刚玉质耐火材料的实验研究。着重考察了有氧空气气氛和无氧还原性气氛、反应温度、反应时间、碱金属存在形态对腐蚀行为的影响,并结合SEM-EDX、XRD、核磁Al谱等表征手段,研究了反应前后碱金属和刚玉质耐火材料的成分、物相及结构变化。结果表明,碱金属对耐火材料腐蚀行为受反应的温度、气氛、时间及碱金属存在形态等因素影响较大。分析表明,有氧空气气氛下腐蚀尤为严重的原因是,原料中存在的钾与刚玉耐火材料发生化学反应生成新的钾的铝酸盐物相,且其含量随温度升高、反应时间延长而增加。

超临界水中碳酸钠团簇成核与生长分子动力学模拟

应用分子动力学方法研究了碳酸钠颗粒在超临界水中的成核与生长过程.计算了温度为700-1100K、压力在23-30MPa下碳酸钠的团聚过程,计算时间为1ns.对体系结合能与径向分布函数的分析表明,碳酸钠成核过程主要受静电作用的影响.在超临界态下,水分子与Na+和CO2-3之间的静电作用降低,Na+与CO2-3能够很容易碰撞形成Na2CO3小团簇.在Na2CO3整个成核过程中,单个离子的碰撞在前50ps内完成,同时离子碰撞速率达到1030cm-3·s-1.另外,在成核阶段温度的影响比压力更加明显,温度越高,离子碰撞速率越快,形成的初始团簇越多.而压力对Na2CO3团簇的进一步生长影响较大.

超临界水中碳酸钾成核机理的分子动力学模拟

针对超临界水对催化剂成核过程的影响机制问题,采用分子动力学模拟方法系统研究K2,CO3在不同温度和密度的超临界水中的成核过程.通过对体系的相互作用能、径向分布函数、配位数及体系氢键网络结构变化的分析,揭示了在K2,CO3成核过程中K+、CO32-与水分子间的相互作用机理.结果表明:在超临界态下,随着温度的升高、密度的降低,水溶液体系氢键结构破坏,水分子与K+和CO32-的作用急剧降低,K+和CO32-在静电作用下可冲破水分子的静电屏蔽,从而碰撞聚合形成离子对,继而进一步团聚成核;体系温度越高、密度越小,K2,CO3越易形成小而分散的团簇.

负载碳酸钾煤焦上CO甲烷化反应的研究

在加压固定床反应器中,考察了负载碳酸钾的府谷煤热解半焦和不同气化率的部分气化半焦对CO甲烷化反应的催化性能。结果表明,原煤热解半焦和脱灰煤热解半焦的甲烷化活性都很低,而负载10%(质量分数)碳酸钾的热解半焦甲烷化活性明显提高,甲烷收率可达30%。负载碳酸钾的热解半焦水蒸气气化反应速率与碳气化率呈"火山"型关系曲线,在碳气化率为22%时达到极大值。在气化反应速率较高时得到的部分气化半焦上,甲烷化反应速率较低。利用红外光谱对半焦官能团进行分析,发现在热解过程中,碳酸钾和煤发生反应形成C-O-K复合物,在1100 cm-1附近出现特征振动峰,该峰的强度与碳气化反应速率成正比。不同气化率半焦经过甲烷化反应后,红外光谱谱图中C-O-K峰强度不同程度增大。

煤与生物质共气化制甲烷实验研究

以烟煤和高粱秸秆为研究对象,在小型加压固定床反应器上考察了压力3.5MPa及温度700℃条件下制焦方式、煤/生物质混合比和气固接触时间对煤与生物质共气化制取富甲烷气体过程中水蒸气气化反应和甲烷化反应的影响.结果表明,对于水蒸气气化反应,煤焦和生物质焦共气化时不能观察到明显的协同作用;对于甲烷化反应,高粱秸秆焦的甲烷化反应活性高于煤焦的甲烷化反应活性,当对高粱秸秆水洗后,高粱秸秆焦的甲烷化反应活性降低至与煤焦的甲烷化反应活性相当,分析表明,水洗后高粱秸秆焦碱金属钾的含量显著降低,说明高粱秸秆焦中碱金属钾的存在是高粱秸秆焦甲烷化反应活性较高的主要原因.增加气固接触时间,有利于提高甲烷产率.

涌入水对煤炭地下气化影响的模型实验研究

涌入煤层的水量是煤炭地下气化过程中十分重要的影响因素,利用地下气化模型实验平台对涌水条件下的气化过程进行研究.结果表明,平均温度直接反应了煤气组分和热值的高低,煤气有效成分H2,CO,CH4和热值基本上与气化区平均温度呈正相关.在模型实验中,鼓风量和涌水量的最佳比值为2.5∶1,临界比值为1.4∶1,涌入水分解率基本稳定在10%,并且随着涌入水量的提高,分解率在下降,分解的水量基本不变.

两种物理吸收法在沼气脱碳中的模拟对比研究

运用化工流程模拟软件PRO/II对水洗法和碳酸丙烯酯法沼气脱碳进行了模拟对比,原料气组分按CH4为57%,CO2为40%,N2为2.8%,O2为0.2%模拟计算,结果显示两种方法在2.7,1.3,0.7 MPa的操作压力下,CH4回收率都可达到98%以上,操作压力极大影响系统运行能耗,宜根据生物天然气终端用途和CO2是否具有回收及利用价值来确定。生物天然气中CH4>93%,CO2<1.5%,N2<5%,O2<0.5%,达到《天然气》二类气及《车用压缩天然气》指标;水洗法CH4和CO2回收率略高于碳酸丙烯酯法,但碳酸丙烯酯法投资低、能耗低、操作维护简单,经济上更有优势。经净化脱碳后的沼气利用价值得到提高,经济和社会效益显著。

天然气分布式能源系统综合经济评价研究

通过对天然气分布式能源经济测算长期经验的总结与归纳,以一般经济测算方法和相关法律规定为依据,结合天然气分布式能源行业特点,建立分布式能源项目通用技术经济评价方法,并以该种方法对某实际项目进行经济指标分析、关键影响因素敏感性分析以及项目风险分析,形成指导分布式能源项目投资决策的实际案例,为今后分布式能源项目开展技术经济分析评价提供参考。

气相色谱-质谱法分析高温加氢气化煤焦油中主要组分的实验研究

建立了高温煤焦油中苯、甲苯、二甲苯、苯酚、萘、芴、蒽、菲、芘这9种主要组分的气相色谱-质谱(GC-MS)实验分析方法。将高温煤焦油样品中分离出的焦油层用二氯甲烷溶解,加入一定量的对溴氟苯作为内标,然后用气质联用仪进行定性定量分析。分析结果表明:这9种主要组分线性关系良好,相关系数均在0.990以上,加标回收率范围为97.3%到109.8%,相对标准偏差范围为0.56%到7.50%。该方法可准确定量分析高温煤焦油中苯等9种主要组分的含量。

煤加氢气化半焦气流床气化性能实验研究

文中对加氢气化400 t/d示范装置所得的半焦气化活性进行实验研究,实验在3 t/d平焰型粉煤气化平台上进行。实验结果表明:加氢气化半焦气化产品气中有效气体积分数为87%,碳转化率达到97%。在相同测试平台上,对比加氢气化半焦和原煤的气化性能,总碳转化率高0.3%,有效气体积分数低1.8%,加氢气化半焦气化活性并未因挥发分体积分数低而降低。对加氢气化半焦的孔隙结构进行表征,分析结果发现,加氢气化半焦的比表面积可达到157.91 m 2/g,孔隙以微孔和介孔为主,正是加氢气化反应过程中所形成的丰富的孔隙结构,加快了气化剂的扩散速度,进而保证了半焦的气化活性。实验结果验证了加氢半焦经气化制氢的技术可行性,为加氢气化技术工业化放大提供了数据支撑。

低浓度二甲醚生产废水的处理与回用

采用串联自循环活性污泥法+混凝沉淀+过滤+ClO2消毒工艺处理低浓度二甲醚生产废水,工艺运行稳定,操作维护简便,出水达到《工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050—2007)再生水水质指标,全部用于循环冷却水补水,具有良好的经济效益和环境效益。

加氢半焦吸油性实验研究

以加氢半焦为吸附材料,考察其不同条件下对豆油吸附规律及对不同油品的吸附能力,进一步结合N 2吸附法和压汞法,探究其初步吸油机理,并将其应用于原油吸附研究。结果表明:加氢半焦颗粒内部中空、表面多大孔,亲油疏水性明显,吸油时间≥1 h时可达到平衡,粒径大小对吸油性能影响较小,低温对吸油性能影响显著。加氢半焦对不同油品的吸附能力大小顺序为,高温煤焦油>加氢油品>豆油>原油>柴油,前3种油吸附形成以颗粒为核,外包油结构,后2种油吸附形成吸藏型结构。原油水体扩散时会形成明显的厚油层和薄油层,加氢半焦对厚油层吸附倍率较高,与发生油焦集聚现象有关。

危废回转窑焚烧灰、渣等离子熔融试验研究

危废回转窑焚烧灰、渣等离子焙融试验依托等离子炬提供的高密度、高温热源,实现熔渣玻璃体含量、酸溶失率及重金属浸出率全部达标。介绍了危废焚烧灰、渣等离子熔融装置工艺流程和试验方案,通过对等离子空气炬、氮气炬、蒸汽炬3种工况条件下危废灰、渣熔融的能耗、熔化速度、等离子炬烧蚀、烟气排放和熔渣检测结果进行分析对比,为下一步工业化提供大量的数据基础和运行经验。试验结果表明:蒸汽炬作为高温热源,无氧化气氛,烟气中无氮氧化物和二噁英、热效率高,可实现真正的“近零排放”。

煤气化廉价催化剂研究进展

煤的催化气化是提高煤气化效率的重要途径。传统碱金属和碱土金属催化剂存在价格高、回收困难等缺点,未能真正工业化,而廉价催化剂由于低廉、可弃和环保等优点被广泛研究。文章介绍了煤气化廉价催化剂的种类,包括单一催化剂、复合廉价催化剂、生物质以及工业废弃物等。阐述了各类廉价催化剂对煤的气化活性和产物组成的影响,并对煤气化廉价催化剂的研究方向进行了展望。

小型流化床燃煤自供热煤催化气化特性研究

在内耐火衬式流化床中,采用负载不同碱金属及配比催化剂的煤粉为原料,研究了煤粉催化气化过程,探索了自热方式为催化气化过程提供足够反应热的可能性,获得了维持煤气化装置连续稳定运行的工艺条件。经实验研究发现,通过燃煤自供热可为催化气化过程提供所需的能量,并维持炉温在所需温度范围;添加碱金属催化剂后,煤粉对应的着火温度有明显降低,且钾盐对煤粉着火点影响比钠盐显著。同时,催化剂负载量存在一个最佳值;添加催化剂后,维持系统稳定操作的温度范围降低了100～200℃,控制炉温在低于该温度范围内操作,可有效减少结渣;负载催化剂后在较低的气化温度下可实现较高的碳转化率和气化效率,实现装置的连续稳定运行。燃煤自供热的流化床催化气化装置的构建及开发,将解决现有催化气化技术经济性不佳及工程放大难的问题。

华南地区淡水产油微藻藻株的分离与筛选

从东江全流域的51个站点、韶关水体和暨南大学南湖采集水样,并从这些水样中分离、纯化出70株不同的微藻,根据这些微藻培养物的颜色和细胞显微形态,从中选出24株具有产油潜力的藻株,利用全氮的BG-11培养基进行培养,对其生长和产油特性进行了初步评价。结果表明,24株微藻的干重和总脂含量分别为3.27～6.11 g/L和15.57%～53.30%。总脂含量超过30%的有13株,9株微藻总脂含量超过40%。24株微藻的总脂收获量在0.57～2.36 g/L。

煤催化气化中非均相反应动力学的研究

以神木煤焦为研究对象,在小型加压固定床上考察了不同气化剂(水蒸气、二氧化碳、氢气)、催化剂负载量、水蒸气分压、氢气分压和一氧化碳分压对碳转化率和气化反应速率的影响。结果表明,对于非均相的催化气化反应来说,反应速率顺序为C-H2O>C-CO2>C-H2。H2和CO不同程度地抑制煤焦水蒸气气化反应,CO的抑制作用明显大于H2。在700℃,当添加5%的CO,碳转化率降低约50%。基于Langmuir-Hinshelwood(L-H)方程,结合随机孔模型,同时考虑催化剂负载量及气化产物分压的影响,建立了煤焦催化水蒸气气化动力学模型,模型预测反应速率常数与实验值误差在10%以内,说明建立的动力学模型可以较好地模拟煤焦的催化水蒸气气化反应过程。

O_2/CO_2煤炭地下气化模型试验

利用O2/CO2作为气化剂进行煤炭地下气化,不仅能够提高煤气中有效组分的含量和CO/H2比例,而且煤气脱碳后适合用于合成甲醇或液化天然气（LNG）.为考察O2/CO2地下气化的可行性,通过模型试验在模拟煤层中进行不同O2/CO2比的气化试验,考察不同CO2浓度气化下的煤气组分特征、温度场分布、燃空区立体形状以及污染物析出情况.试验表明：CO2体积分数为40％～50％时,煤气中的CO和H2的含量均在25％左右,CO2的含量小于50％.与已有的富氧空气地下气化模型试验结果相比,在气化剂中的CO2能够抑制地下气化过程中CO2的生成,O2/CO2气化下的温度场相对较低,气化过程中煤层的最高温度也只有1 200℃,对煤气有效组分的生成比较有利.最终的燃空区3D形状符合一般燃烧扩展规律,试验过程中还监测了硫化氢、氨气和焦油等污染物的析出量.