国家科技支撑计划(2009BAA25B00)
- 作品数：17 被引量：84H指数：7
- 相关作者：辛峰毛燕东毕继诚李克忠张荣更多>>
- 相关机构：新奥科技发展有限公司天津大学中国科学院山西煤炭化学研究所更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划国家重点基础研究发展计划国际科技合作与交流专项项目更多>>
- 相关领域：化学工程环境科学与工程更多>>
- 煤气化灰渣资源化利用分析被引量：7
- 2018年
- 煤气化灰渣在固体废物中占据重要比例,对灰渣进行合理利用,不仅可以消除灰渣的危害,还可节约大量物质资源,变废为宝,因此,研究煤气化灰渣的综合利用途径、开发灰渣综合利用新技术,具有重要的现实意义。本文对煤气化灰渣的性质及利用现状进行了综述,灰渣的主要成分为氧化硅、氧化铝、氧化钙及残炭,化学性能相对稳定,应用安全,其的利用分为低值化、中值化和高值化应用,目前低值化及中值化利用较多;最后本文结合煤气化工艺灰渣的特点,提出工艺排放废灰渣综合利用途径,可为废弃物灰渣的资源化利用提供指导。
- 刘雷毛燕东李克忠
- 关键词：煤气化灰渣综合利用
- 配煤对催化气化工艺中煤灰烧结行为影响研究被引量：2
- 2019年
- 针对易结渣煤种,研究不同配煤方式对煤灰熔融特性的影响,在催化气化工况气氛下利用压差法烧结温度测定实验装置对各煤灰进行初始烧结温度测试,并结合X射线衍射(XRD)及Factsage热力学软件计算结果表征分析煤灰的相关物理和化学变化,推测灰中矿物质间的反应及矿物的转变,研究矿物质变迁规律,揭示缓解结渣机理。结果表明,通过将高灰熔点、高硅铝含量煤种同易结渣煤种混配可缓解易结渣煤种的结渣问题,同高灰熔点煤混合可有效提高易结渣煤种灰熔点;混煤工艺不同,对灰熔点及烧结温度影响各异,这主要与催化剂在煤质上分布、催化剂存在形式不同及其与不同煤种中矿物质作用不一有关。
- 毛燕东毛燕东李克忠辛峰
- 关键词：煤催化气化烧结温度结渣机理
- 新疆气化用煤煤质特点及结渣性研究被引量：2
- 2020年
- 新疆煤炭储量丰富,煤质反应活性高,适用于煤电、煤化工生产。煤催化气化技术,作为先进的第3代气化技术,是煤制天然气最有效的工艺途径之一。本研究在新疆伊犁及准东煤化工基地选取6种典型煤种,研究其煤质属性,考察其作为催化气化用煤的适用性。在催化气化工况气氛下利用压差法烧结温度测定装置对各煤灰进行初始烧结温度测试,并结合XRD及Factsage热力学软件计算结果,推测灰中矿物质间的反应及矿物的转变特性,研究矿物质变迁规律,探索结渣性及结渣机理。结果表明,所选地区煤种的煤灰中因难熔化合物氧化铝较低、碱性化合物高,总体灰熔点不高,对于采用固态排渣形式的煤气化工艺具有相对较高的结渣风险。所选煤种总体灰熔点较低,具有高钾钠、低铝特点的准东煤(西黑山、大井矿)更易结渣,用于催化气化工艺结渣风险高。哈密广汇煤具有相对高的熔融温度,作为催化气化工艺用煤结渣较小。负载碳酸钾催化剂后,煤灰烧结温度发生了大幅降低;而钙催化剂添加对烧结温度的影响,受煤种灰成分影响较大。煤灰中硅含量高,添加K催化剂会进一步加剧结渣风险;对于铁含量高的煤,在还原性气氛下,添加K、Ca催化剂均存在较大结渣风险。对于灰分低的煤种,碳酸钾催化剂添加对煤灰熔点及烧结温度影响较大;催化气化工况气氛下,煤灰中硅、铁、钙矿物质的存在使结渣加剧。
- 毛燕东怀俊天芦涛刘雷李克忠
- 关键词：煤催化气化烧结温度结渣性
- 煤催化气化工艺中含碱灰渣对不同耐火材料的腐蚀性研究被引量：6
- 2020年
- 采用催化气化中试装置得到的含碱气化灰渣为实验原料,在催化气化工况气氛下考察其对不同耐火材料的腐蚀情况,为催化气化工业化气化炉内衬材质的选择及优化提供数据指导。本研究选取了六种耐火材料,模拟催化气化工况气氛进行侵蚀性考察,结合SEM及XRD分析等表征手段,观察反应前后成分、物相及耐火材料结构等的变化,考察是否有腐蚀发生。结果表明,刚玉质耐材能较好地抵抗碱腐蚀,高纯刚玉在催化气化工况气氛下耐碱腐蚀性能相比镁铝尖晶石及黑铝钙石较弱;铬刚玉耐材用于催化气化工艺存在较大的安全风险,三价铬在有氧气氛下同碱金属反应转化为有毒易流失的铬酸钾;SiC系耐材用于催化气化工艺在含氧气氛时存在较大的风险,不建议在气化炉含氧区域使用;碱系耐材-高纯氧化镁具有较好的耐碱腐蚀性能,在催化气化工况气氛下,与含碱灰渣接触未发生明显的化学反应。
- 毛燕东刘雷李克忠
- 关键词：催化气化碱腐蚀耐火材料
- 加压射流流化床煤催化气化制天然气的模拟研究被引量：3
- 2014年
- 以煤催化气化制合成天然气技术为研究背景,内径0.2 m,高6 m,处理量为0.5 t/d的流化床气化炉为研究对象,建立了煤催化气化流化床气化炉的数学模型。将气化炉简化为3个区域:分布板区、气泡区和自由段区,基于稳态一维模型,考虑了加压下流体力学性质(最小流化速度、射流高度和直径、气泡直径和速度以及床层膨胀比),质量和热量传递,以及催化气化反应动力学(煤焦燃烧、水蒸气气化、变换和甲烷化)等因素对气化结果的影响。计算结果表明:当射流管引入氧气后,颗粒温度迅速达到最大值随后下降最后趋于平缓;氢气和二氧化碳浓度随着床高近似线性增加,但一氧化碳和甲烷随床高增加缓慢;3.1 MPa时最大气泡直径约为0.11 m,气化炉内不会发生节涌现象。计算床温和气体组成与实验结果有良好的一致性。
- 李伟伟李克忠康守国祖静茹张荣毕继诚
- 关键词：催化气化合成天然气
- 小型流化床燃煤自供热煤催化气化特性研究被引量：14
- 2013年
- 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。
- 毛燕东李克忠孙志强毕继诚辛峰李金来
- 关键词：流化床催化气化碱金属
- 液态排渣煤渣的高附加值利用被引量：1
- 2014年
- 针对液态排渣方法排出的煤渣长期得不到有效利用的现状,以水煤浆气化炉锁斗排出的煤渣为研究对象,通过水介质洗选将其分离为未燃炭粒和硅酸盐玻璃渣体,分别采用元素分析仪、量热仪、电感耦合等离子发射光谱仪和X射线衍射仪对上述固体进行分析,考察了SiO2提取方法及颗粒粒径、浸取液浓度、反应液固比、反应温度和反应时间等实验条件对硅酸盐玻璃渣体中Fe、SiO2浸取率的影响。结果表明,所得炭粒中C元素含量大于63%,干基低位发热量超过21MJ/kg。硅酸盐玻璃渣体晶相结构为无定形,Si、Al、Ca和Fe氧化物含量之和占到总量的93.47%,加入酸可破坏原料的化学结构。用盐酸和氢氧化钠溶液浸取硅酸盐玻璃渣体,可浸出90%以上的Fe和93%以上的SiO2,固体废弃物减排近92%。
- 赵晓明李金来李伟马丽荣贾永强
- 关键词：煤渣浸取液态排渣回收固体废弃物
- 工业废碱液催化煤焦加压水蒸气气化反应的研究被引量：2
- 2021年
- 为了研究工业废碱液对煤水蒸气反应的催化作用,选取内蒙古王家塔煤(WJT),负载造纸黑液(BL)进行高压水蒸气气化性能评价。分别考察了温度和负载量对催化活性的影响,并与分析纯碳酸钠(SC)催化活性进行对比。固定床小试评价结果表明,700−750℃,催化剂活性随负载量增加呈先增大后减小的趋势,BL最佳负载量为3%Na,并且催化活性优于SC催化剂;温度升高,催化活性更显著。采用N2吸附-脱附等温实验考察BL对煤焦比表面积和孔结构的影响,结果表明,随着BL负载量增加到3%,煤焦比表面积和孔容都增加,从而有利于提供更多的气化活性位点,提高煤焦反应活性;随着负载量的进一步增加,催化剂过量造成堆积堵孔,导致催化剂的比表面积和孔容降低,从而降低了气化反应速率。
- 王会芳李鹏祖静茹李克忠
- 关键词：催化气化废碱液造纸黑液钠
- 添加剂对催化气化工艺中煤灰结渣性及气化性能影响研究
- 2019年
- 煤催化气化工艺中碱金属催化剂的引入加剧了气化炉的结渣,直接影响了流化床气化炉的正常操作。煤灰的烧结特性是流化床气化炉结渣的主要影响因素之一。通过自制的压差法烧结温度测定实验装置,并结合XRD等分析表征及Factsage热力学软件模拟计算,考察了不同添加剂对煤灰烧结特性及气化性能的影响,并从矿物学角度探讨了添加剂对煤灰结渣特性及气化工艺的影响。结果表明,添加硅铝系添加剂可提高煤灰的烧结温度;相比硅系添加剂,添加高铝系添加剂对改善煤灰的烧结温度效果更明显;高铝系添加剂可作为一种高效的阻熔剂,但因在气化过程中容易同催化剂反应,导致催化剂催化性能降低,对煤的气化活性及催化剂回收率产生不利影响;添加氧化钙添加剂,煤的灰熔温度及烧结温度均增加,随氧化钙含量增加,灰熔点及烧结温度均升高,且对气化活性及催化剂回收率有良性作用;氧化钙可作为改善煤种结渣性的添加剂用于催化气化工艺中,需根据煤种性质及工艺特点确定适宜的添加量。
- 毛燕东毛燕东刘雷辛峰
- 关键词：催化气化烧结温度
- 煤催化气化工艺中内蒙王家塔烟煤灰烧结温度的影响因素分析被引量：8
- 2015年
- 煤催化气化工艺中碱金属催化剂的引入加剧了气化炉的结渣，直接影响了流化床气化炉结渣的正常操作。煤灰的烧结特性是流化床气化炉结渣的主要影响因素之一，通过摸索工艺条件使煤气化在烧结温度以下运行，可有效避免流化床气化炉内出现结渣问题。利用压差法测定烧结温度，结合灰渣的 XRD 分析结果系统研究了钾基碱金属催化剂的添加量、操作压力、反应气氛对王家塔烟煤低温灰化煤灰烧结温度的影响。结果表明，碳酸钾催化剂的添加明显降低了煤的灰熔点及烧结温度。0.1～3.5 MPa下，烧结温度随压力增大而降低，而且压力对烧结温度的影响在高压区更为明显，具体影响规律与煤种灰成分及钾基碱金属催化剂的添加有关。空气、CO2氧化性气氛下的烧结温度较高，N2惰性气氛下次之，还原性气氛下较低，而蒸汽的加入显著降低了烧结温度。烧结温度的变化与不同气氛下铁离子存在状态及钾的存在形态密切相关。蒸汽气氛下，钾更多以 KOH 等低熔点化合物形态存在，而且含钾物相在蒸汽气氛下更容易同煤灰中的硅铝、铁钙等矿物质反应，生成低共融点化合物，致使灰熔点及烧结温度大幅下降。
- 毛燕东金亚丹李克忠毕继诚李金来辛峰
- 关键词：煤气化烧结温度蒸汽
