松木屑化学链气化制备合成气实验

生物质能源的开发与利用有助于缓解日益严重的能源危机与环境污染。在生物质能源的利用中,生物质化学链气化技术展现了较好的发展前景。以来源广泛、经济友好的赤铁矿为载体,在小型流化床反应器中进行了生物质化学链气化制备合成气实验研究,研究了O/C、水蒸气流速、反应温度对合成气产率的影响,同时进行生物质焦油分析和循环实验。结果表明:在O/C为0.2,水蒸气流量为0.15 mL/min,反应器温度为850℃时,6 g松木屑CO、CH_4、H_2产量分别为2.43,0.77,1.4 L。XRD结果表明:在水蒸气存在的条件下,赤铁矿的还原受到抑制,Fe_2O_3只能被转化为Fe_3O_4;多次循环后,赤铁矿比表面积由2.63 m~2/g变为1.35 m~2/g;SEM分析多次循环的赤铁矿发现,氧载体颗粒表面烧结现象明显。     

Co/Al2O3催化剂上CH4的CO2重整反应研究

通过研究不同Ｃｏ负载量的Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３催化剂对ＣＨ４的ＣＯ２重整剂合成气活性的影响,发现Ｃｏ负载量为１３％（Ｗｔ）的Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３活性最好,考察了反应温度,空速,还原温度等对催化剂活性和产物中ＣＯ／Ｈ２比例的影响,结果表明反应温度升高,ＣＨ４的ＣＯ２的转化率均增加,但随空速的增加而降低,还原温度在４００℃时催化剂显示出活性最好,产物中ＣＯ／Ｈ２的比例,随反应条件不同而略有增减。     

管内合成气爆炸压力特性的试验与机理研究

为了确保合成气在工业生产与使用中的安全,通过自行搭建的试验系统研究了不同H₂体积分数的H₂/CO/空气预混气体爆炸压力振荡特性,同时利用理论计算了量纲一因素对压力振荡的影响。结果表明,在H₂体积分数为70%时,合成气在密闭管道存在燃烧诱导快速相变现象。在开口管道中,当H₂体积分数为50%和70%时,爆炸超压最大值发生在曲线后期高频振荡阶段。燃烧诱导快速相变发生在开口管道中,且H₂体积分数的变化对超压峰值和超压振荡的变化起着重要作用。不同H₂体积分数的振荡周期都属于10^-4同一数量级,表明H₂体积分数对振荡周期没有影响。随着H₂体积分数的增加,振荡平均幅值逐渐增加,超压振荡现象更加明显。通过理论分析,燃烧诱导快速相变受量纲一因素的影响,是火焰传播阶段、水和壁面凝结阶段,以及火焰和冷壁面辐射热交换阶段三者共同驱动的。研究结果对于预防合成气爆炸故发生具有指导意义。     

速读

400亿美元——美国建筑节能潜力大400亿美元这一大笔钱,就藏在办公室、商店、医院甚至学校的灯光照明、交流电、恒温控制器、锅炉和风扇里。美国联邦政府预计,若商业建筑每年能减少20%的能源利用,到2020年就节省下这一大笔钱。为达成这一目标,2011年奥巴马政府发起了"更好的建筑挑战"(Better Buildings Challenge),作为鼓励投资、信息共享和孵化节能示范项目的一种途径。     

CoAg共负载的氮碳电催化还原CO2的研究

电催化CO₂还原转变成合成气是一种有前途的解决CO₂污染的方法.本工作在合成钴基金属有机框架材料ZIF-67的过程中引入Ag⁺,通过调控Co/Ag物质的量的比和煅烧温度合成一系列的CoAg共负载的氮碳材料(CoAg(a:b)-N-C),并进行电催化还原CO₂的性能研究.X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱分析(XPS)测试表明,金属Co和Ag主要以单质的形式负载在碳基质上,部分以金属氮键(M-N)的形式存在.透射电子显微镜(TEM)表明,部分金属单质被碳材料包裹,从而有效防止金属颗粒在使用过程中发生团聚.线性扫描伏安法(LSV)测试表明CoAg(a:b)-N-C呈现出高于Co负载氮碳材料(Co-N-C)的电催化还原CO₂的活性,其中CoAg(1∶1)-N-C-900在-0.53 V(vs.RHE)下产物CO的法拉第效率(FE)为45%,H₂的FE为26%,此时CO/H₂比例也达到1.73;产物的FE表明Co/Ag物质的量的比、煅烧...     

常压下Ni-Fe/γ-Al_2O_3合成气甲烷化的催化机理研究

采用等体积浸渍法制备了γ-Al2O3负载的Ni金属催化剂和Ni-Fe双金属催化剂,采用BET、XRD、H2-TPR等手段对催化剂进行了表征,利用固定床反应装置考察了催化剂的合成气甲烷化的催化活性,研究了常压下不同负载量的镍铁双金属催化剂在不同空速下及不同温度下的催化活性。结果表明:反应空速为30 000 m L/(g·h),反应原料气体积分数为N2:20%、H2:60%、CO:20%的反应条件下,Ni-Fe/γ-Al2O3双金属催化剂表现出高的甲烷化活性,CO的转化率接近100%,CH4的选择性可达90%以上。得到在Ni和Fe的负载量均在15%的情况下,催化剂催化效果达到最佳,BET、XRD及H2-TPR分析表明,在这样的比例下,Ni-Fe/γ-Al2O3双金属催化剂中Ni、Fe之间产生了明显的相互作用,在还原后的催化剂中以Ni-Fe合金形式存在,铁助剂的添加可以使催化剂的还原温度降低,利于活性组分被还原。镍、铁之间的相互作用有利于产生电子效应,并使得Ni O的分散度有所提高,催化剂能够充分地被还原,从而提高催化剂活性。     

HAZOP研究与故障树分析在合成氨装置危险辨识中的应用

合成氨装置的原料、产品危险性高,并且生产过程复杂,因此在运行过程中可能导致火灾、爆炸、中毒等事故,有些事故甚至给社会和环境造成严重破坏.对HAZOP研究与故障树分析进行组合,应用在合成氨装置的危险辨识中.通过HAZOP研究,合成氨主体装置共发现风险因素23项,其中合成氨装置的合成气压缩单元安全隐患较多,因此对其进行故障树分析,合成气压缩机单元火灾、爆炸故障树的最小割集为72个,最小径集为6个.从基本事件结构重要度结果来看,压缩机三级出口压力探测器( PIA3-2)故障,对压缩机发生火灾、爆炸的影响程度最大,应重点防范.     

不同温度下污泥水蒸气气化合成气的生成特性

采用小型管式气化炉开展不同温度下污泥水蒸气气化实验,分析温度对污泥气化冷煤气效率η_l、污泥碳转化效率η_c、有机相转化效率η_v、以及气化合成气生成特性的影响规律。结果表明:气化温度对η_l、η_c、η_v均具有显著影响,提高温度有利于污泥蕴藏的化学能更多地转化为富氢合成气的化学能,促进污泥碳和有机组分气化反应发生,从而提高污泥能源转化率;气化温度从650℃提高至1 050℃,气相产物产率从38.5 g/100 g DSS(干污泥)增至57.9 g/100 g DSS,其中H_2和CO生成总量最高;另外,延长污泥高温气化停留时间,能够显著增加合成气中H_2生成量。     

富氢合成气生物甲烷化与餐厨垃圾厌氧消化耦合性能分析

提出利用餐厨垃圾轻物质生产富氢合成气,并将富氢合成气生物甲烷化与现有餐厨垃圾厌氧消化单元耦合的工艺路线,为评估其可行性,考察了耦合系统的长期运行性能,并分析了该系统提升现有甲烷(CH₄)产量的潜力。结果表明：在餐厨垃圾有机负荷(以挥发性固体质量计)为0.5～2.0 g/(L·d)、富氢合成气流量为0～5.28 L/d条件下,餐厨垃圾厌氧消化与富氢合成气生物甲烷化均能保持稳定运行,且沼气提纯效果明显,尤其在餐厨垃圾有机负荷为0.5,1.0 g/(L·d)时,产品气中CH₄的平均含量分别高达96.4%和86.6%;提高富氢合成气生物甲烷化速率以及优化调控反应体系的pH值、有效碱度和有机酸积累量有助于进一步提高该耦合系统的处理能力和运行稳定性;以300 t/d餐厨垃圾处理厂为例,该耦合系统预计能提高94.5%的CH₄产量,后续有必要结合成本效益分析,进一步评估该耦合工艺的工业化应用潜力。