加压流化床Co-Ca催化煤焦加氢气化反应动力学

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作者 刘佳敏 顾素敏 +2 位作者 张荣 李伟伟 曲旋 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期128-135,共8页

煤催化加氢气化是极具发展潜力的煤制天然气技术,包括煤催化加氢热解和煤焦催化加氢气化2个步骤,其中煤焦催化加氢气化的反应速率远小于煤催化加氢热解的反应速率,是整个气化过程的速率控制步骤,因此建立适宜的煤焦催化加氢气化反应动... 煤催化加氢气化是极具发展潜力的煤制天然气技术,包括煤催化加氢热解和煤焦催化加氢气化2个步骤,其中煤焦催化加氢气化的反应速率远小于煤催化加氢热解的反应速率,是整个气化过程的速率控制步骤,因此建立适宜的煤焦催化加氢气化反应动力学对该技术的应用具有重要的意义。在小型加压流化床中,研究了Co-Ca催化煤焦加氢气化过程中煤焦颗粒密度和孔隙结构随碳转化率的变化规律,发现随反应进行煤焦颗粒密度减小,孔隙总比表面积与反应速率线性相关,表明Co-Ca催化煤焦加氢气化反应符合随机孔模型的特征。通过调控反应温度、氢分压和Co负载量,获得了煤焦中碳转化率的变化规律。结果表明:650~850℃反应仍处于动力学控制阶段;反应温度超过750℃后,反应速率显著提升,进一步提升温度至850℃时,碳转化率由650℃时的16.32%增至95.32%。随氢分压升高,碳转化率增大,氢气分压由0.6 MPa增至2.5 MPa时,碳转化率由19.49%提高至94.11%。随Co催化剂负载量由1%提高至3%,碳转化率持续提升,继续增加Co负载量至5%,碳转化率变化较小。采用扩展随机孔模型,引入经验参数c和p对试验数据进行分析,得到煤焦催化加氢气化反应的活化能为122.7 kJ/mol,反应级数为1.54。模型预测的反应速率值与试验值之间的平均偏差为4.81%。 展开更多

关键词 煤焦 催化加氢气化 加压流化床 反应动力学 随机孔模型

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煤加氢气化过程热力学研究 被引量：6

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作者 孙庆雷 王晓 +3 位作者 刘建华 程传格 李文 李保庆 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第4期27-29,38,共4页

对煤加氢气化直接生成CH4过程进行了热力学分析,主要分析了反应温度和压力对加氢气化反应的平衡常数和平衡转化率的影响。结果表明,降低温度和增加压力在热力学上有利加氢气化反应的进行。根据实际反应条件,讨论了煤加氢气化反应的最佳... 对煤加氢气化直接生成CH4过程进行了热力学分析,主要分析了反应温度和压力对加氢气化反应的平衡常数和平衡转化率的影响。结果表明,降低温度和增加压力在热力学上有利加氢气化反应的进行。根据实际反应条件,讨论了煤加氢气化反应的最佳操作条件,为煤直接转化的工业设计和放大实验提供最基本的热力学数据和热力学依据。 展开更多

关键词 煤 加氢气化 热力学

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碳酸钾负载量对煤加氢气化效果的实验研究 被引量：1

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作者 陈凡敏 陆泾君 +1 位作者 王兴军 周志杰 《化学世界》 CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期83-84,90,共3页

以煤为原料生产的合成天然气,硫等污染物含量很低,是一种比天然气还要洁净的能源,是一种真正的绿色能源,因此在环境保护越来越重要的今天,合成天然气具有广阔的应用前景,因此近年来许多国家又开始重视合成天然气的开发和产业化研究[1]... 以煤为原料生产的合成天然气,硫等污染物含量很低,是一种比天然气还要洁净的能源,是一种真正的绿色能源,因此在环境保护越来越重要的今天,合成天然气具有广阔的应用前景,因此近年来许多国家又开始重视合成天然气的开发和产业化研究[1]。与众多合成天然气的工艺技术比起来,煤直接加氢气化技术具有流程简单,热效率高。 展开更多

关键词 碳酸钾 固定床 催化气化 加氢气化

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煤加氢气化的化学热力学模型预测 被引量：1

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作者 王丽俐 何伯述 魏国强 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2007年第6期45-48,73,共5页

综合运用化学平衡和热力学平衡对于给定煤种的加氢气化反应建立了通用的热力学数学模型。用于预测气化炉出口的煤气成分、产量等。并利用该模型计算分析了煤加氢气化直接生成CH4的过程,主要分析了反应温度及压力对加氢气化反应的平衡常... 综合运用化学平衡和热力学平衡对于给定煤种的加氢气化反应建立了通用的热力学数学模型。用于预测气化炉出口的煤气成分、产量等。并利用该模型计算分析了煤加氢气化直接生成CH4的过程,主要分析了反应温度及压力对加氢气化反应的平衡常数和平衡转化率的影响。用化学动力学方法建立数学模型,通过计算获得主要气体产物与反应温度和压力之间的关系,以及气化过程中氢气系数对最终气体产物的影响。 展开更多

关键词 煤加氢气化 热力学模型 性能分析 预测

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煤焦加氢气化反应特性实验研究 被引量：1

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作者 管清亮 刘臻 +1 位作者 张建胜 李文华 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第12期297-298,共2页

采用热重-气相色谱对府谷烟煤在Ar/H_2/CO_2气氛下进行连续的热解和气化反应。结果表明:与CO_2气化反应相比,H_2气氛下煤焦中活性位的反应具有重要贡献,使煤焦的加氢气化反应呈现初始活性位的快速加氢气化和随后焦炭的缓慢加氢气化2个过... 采用热重-气相色谱对府谷烟煤在Ar/H_2/CO_2气氛下进行连续的热解和气化反应。结果表明:与CO_2气化反应相比,H_2气氛下煤焦中活性位的反应具有重要贡献,使煤焦的加氢气化反应呈现初始活性位的快速加氢气化和随后焦炭的缓慢加氢气化2个过程;煤焦中参与加氢气化反应的活性位会在Ar气氛和高温下失去活性,当失去活性位的煤焦置于H_2气氛时呈现缓慢的焦炭加氢气化过程。 展开更多

关键词 煤焦 加氢气化 热重分析

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煤催化加氢气化研究进展 被引量：8

6

作者 严帅 夏梓洪 +2 位作者 陈彩霞 曲旋 毕继诚 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2021年第1期60-72,共13页

煤加氢气化制天然气技术具有工艺路径短、热效率高等优点,其应用基础研究备受关注。但煤中存在部分致密的芳香碳结构,加氢反应性较差,即使在苛刻的反应条件下(~1 000℃、~7 MPa H_2),仍难以转化。通过引入催化剂,进行煤催化加氢气化可... 煤加氢气化制天然气技术具有工艺路径短、热效率高等优点,其应用基础研究备受关注。但煤中存在部分致密的芳香碳结构,加氢反应性较差,即使在苛刻的反应条件下(~1 000℃、~7 MPa H_2),仍难以转化。通过引入催化剂,进行煤催化加氢气化可在温和的反应条件下实现煤的碳转化率和CH_4收率的同步提高。论述了碱金属(K、Na等)、碱土金属(Ca)和过渡金属(Fe、Co、Ni等)催化剂对模型碳加氢气化的催化作用原理。探讨了反应温度、氢气压力、和碳结构对C-H_2催化反应的影响规律,分析了适用于原煤催化加氢气化的最佳催化剂及工艺条件,并从CH_4和轻质液体焦油等产物生成规律、煤中碳结构随着反应进行的衍变过程等角度,讨论了催化剂分别对煤加氢热解和热解半焦加氢气化的催化作用行为。提出了煤催化加氢气化联产CH_4和轻质液体焦油技术从基础走向应用的进一步研究建议。现有研究结果表明,过渡金属与碱土金属组成的二元催化剂(Fe/Co/Ni-Ca)对煤加氢气化的活性较高。过渡金属元素在反应过程中主要提供C-H_2反应所需的活性氢,并削弱C—C键的键能;碱土金属元素Ca主要促进Fe/Co/Ni的分散,防止其发生硫中毒失活,并增强Fe/Co/Ni与碳之间的相互作用。温度升高一方面为化学键断裂过程提供了更高能量,加速C-H_2反应,另一方面促进催化剂在煤结构中扩散,提升催化剂的供氢和断键效率。升高压力促进了活性氢的供应,同时CH_4浓度得到稀释,反应向生成CH_4的方向移动。以5%Co-1%Ca为催化剂,在850℃、3 MPa H_2反应条件下,30 min内可同时达到90.0%的碳转化率和77.3%的CH_4收率。Co-Ca催化剂在煤加氢热解过程中具有催化解聚和催化加氢的作用,提高焦油和CH_4收率,同时催化剂在煤加氢热解过程中对煤结构产生催化活化作用,使得生成的半焦具有较高的气化活性。煤催化加氢气化的机理研究目前仍处于推测阶段,另外,该技术气化剂、煤种的适应性,催化剂循环利用性能有待进一步阐明。 展开更多

关键词 煤 催化加氢气化 甲烷 轻质液体焦油 碳结构

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加氢气化炉内化学反应的热力学研究 被引量：5

7

作者 刘保林 崔彦亭 何伯述 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2006年第2期67-71,共5页

通过研究吉布斯自由能、化学平衡常数及平衡转化率的变化,对加氢气化炉内主、次化学反应进行了系统的热力学分析。结果表明,气化炉在727℃的操作温度和6 MPa的操作压力下气化效率较高;当气化炉内初始反应物中的水蒸气质量含量为10.2%时... 通过研究吉布斯自由能、化学平衡常数及平衡转化率的变化,对加氢气化炉内主、次化学反应进行了系统的热力学分析。结果表明,气化炉在727℃的操作温度和6 MPa的操作压力下气化效率较高;当气化炉内初始反应物中的水蒸气质量含量为10.2%时,气化产物经过脱硫、脱碳净化处理后,其中甲烷的摩尔浓度可达90%以上,同时水或水蒸气的存在对维持气化炉内的温度也起很大的作用。 展开更多

关键词 气化炉 加氢气化 近零排放 化学平衡

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煤加氢气化技术研究进展及经济性分析 被引量：4

8

作者 马志超 冯浩 +2 位作者 闫云东 景旭亮 周三 《煤炭加工与综合利用》 CAS 2018年第6期21-24,35,共5页

对国内外煤加氢气化技术的现状和发展趋势进行总结分析;介绍了新奥科技发展有限公司开发的煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术工艺及技术开发进展;通过该新型煤转化技术的经济性分析发现,天然气和高附加值芳烃油品的联产保障了该技术的经济... 对国内外煤加氢气化技术的现状和发展趋势进行总结分析;介绍了新奥科技发展有限公司开发的煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术工艺及技术开发进展;通过该新型煤转化技术的经济性分析发现,天然气和高附加值芳烃油品的联产保障了该技术的经济优势。 展开更多

关键词 加氢气化 经济性分析 煤制天然气

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加氢气化半焦干粉气化可行性研究 被引量：1

9

作者 景旭亮 马志超 +2 位作者 张正旺 王奕唯 周三 《煤炭加工与综合利用》 CAS 2018年第2期49-52,共4页

从加氢气化半焦的性质出发,分析了加氢半焦对干粉煤气化技术的适应性,研究结果认为,加氢气化的半焦产量达到进煤量的50%左右,其高效利用直接关系到加氢气化工艺的碳转化率和经济性,半焦干粉气化制氢不仅可以实现半焦的高效转化,同时可... 从加氢气化半焦的性质出发,分析了加氢半焦对干粉煤气化技术的适应性,研究结果认为,加氢气化的半焦产量达到进煤量的50%左右,其高效利用直接关系到加氢气化工艺的碳转化率和经济性,半焦干粉气化制氢不仅可以实现半焦的高效转化,同时可为加氢气化提供氢气来源;开发该技术对于利用低阶煤资源意义重大,技术发展前景广阔。 展开更多

关键词 加氢气化 半焦 粉煤气化 可行性研究

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新奥集团开发出煤加氢气化联产甲烷和芳烃技术

10

《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期97-97,共1页

新奥集团开发出煤加氢气化联产甲烷和芳烃技术，能够实现煤高效清洁转化制天然气，同时副产高附加值芳烃组分。目前已建成5t／d投煤量的中试装置，下一步计划在3年内建设400t／d工业示范装置。

关键词 加氢气化 产甲烷 煤量 技术 芳烃 开发 工业示范装置 高附加值

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廊坊新奥煤加氢气化技术通过鉴定

11

《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1485-1485,共1页

廊坊新奥科技发展有限公司开发的煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术工艺通过成果鉴定。煤加氢气化技术对于高效清洁利用低阶煤资源，尤其是高挥发分的次烟煤资源有重要意义。

关键词 加氢气化 气化技术 成果鉴定 煤资源 廊坊 技术工艺 科技发展 清洁利用

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加氢气化从煤和生物质生产清洁能源

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作者 钱伯章 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期314-314,共1页

关键词 清洁能源 物质生产 加氢气化 国家能源技术实验室 美国能源部 煤 代用天然气 服务公司

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加氢气化半焦应用研究进展

13

作者 方科学 王俊美 +2 位作者 王蕾 吴小军 段所行 《煤炭加工与综合利用》 CAS 2020年第6期62-66,共5页

针对粉煤加氢气化反应后生成大量粉状半焦的特点,论述了对半焦的规模化应用技术:包括与干粉气化技术耦合制氢、制半焦浆后气化制氢、锅炉掺烧、高炉喷吹、制半焦吸附剂、制备型焦等方面的应用进展状况。

关键词 加氢气化 半焦 制氢 锅炉掺烧 高炉喷吹 吸附剂 型焦

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加氢气化半焦用于高炉喷吹的可行性研究

14

作者 方科学 王俊美 +2 位作者 王蕾 吴小军 段所行 《煤炭加工与综合利用》 CAS 2020年第5期67-69,I0001,共4页

基于加氢气化半焦的性质、按照高炉喷吹用煤的指标,对比分析了半焦对于高炉喷吹的适应性;结果表明,加氢气化半焦的工业分析、元素分析、发热量、有害元素含量、着火点、灰熔融特性以及粒度等指标均能够满足高炉喷吹要求。

关键词 加氢气化 半焦 高炉喷吹 可行性研究

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加氢气化从煤和生物质生产清洁能源

15

《太阳能》 2007年第7期52-52,共1页

美国亚历桑那公用服务公司（APS）在美国能源部国家能源技术实验室的支持下，开发了一体化能源流程，该流程组合了从煤产生代用天然气（SNG）、联产生物燃料和发电，并实现了二氧化碳接近零排放。

关键词 清洁能源 物质生产 加氢气化 国家能源技术实验室 美国能源部 煤 代用天然气 服务公司

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美国煤的加氢气化 被引量：1

16

作者 于涌年 《煤炭科学技术》 CAS 1978年第7期59-62,共4页

美国有丰富的煤炭资源,而且煤质和开采条件较好。在今后若干年内,核能、太阳能、地热等新能源工业化利用尚未完善之前,作为能源构成之一的煤炭仍将占有适当的比例。近年来,为了解决天然气供应不足的问题,美国能源研究发展署。

关键词 加氢气化 煤炭气化 煤气热值 合成天然气 能源构成 甲烷化 天然气供应 工业化利用 气化炉 煤炭资源

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煤加氢催化气化影响因素的实验研究 被引量：3

17

作者 付明 陈凡敏 +2 位作者 张媛媛 陆泾君 王兴军 《化学世界》 CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期75-76,82,共3页

近年来,天然气市场的强烈需求以及"富煤、贫油、少气"的能源分布特点刺激了国内学者对于煤制代用天然气的兴趣[1-2]。煤加氢气化能使产生的粗煤气中含有高浓度的甲烷,有利于生产代用天然气[3]。目前,人们在高温条件下对加氢... 近年来,天然气市场的强烈需求以及"富煤、贫油、少气"的能源分布特点刺激了国内学者对于煤制代用天然气的兴趣[1-2]。煤加氢气化能使产生的粗煤气中含有高浓度的甲烷,有利于生产代用天然气[3]。目前,人们在高温条件下对加氢气化反应进行了广泛的研究。为了降低气化反应温度,减少对反应设备材料的要求。 展开更多

关键词 碳酸钾 固定床 催化气化 加氢气化

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新一代煤气化技术展望 被引量：9

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作者 王鹏飞 王航 +1 位作者 崔龙鹏 江茂修 《炼油技术与工程》 CAS 2014年第8期1-5,共5页

介绍了新一代煤气化技术中比较有代表性的几种技术:催化气化、加氢气化、等离子体气化和化学链气化等。经过多年的跟随性研发,我国已经有了比较完备的大型现代煤气化技术,多种炉型的煤气化技术得到应用。在我国大力发展煤化工的背景下,... 介绍了新一代煤气化技术中比较有代表性的几种技术:催化气化、加氢气化、等离子体气化和化学链气化等。经过多年的跟随性研发,我国已经有了比较完备的大型现代煤气化技术,多种炉型的煤气化技术得到应用。在我国大力发展煤化工的背景下,新一代气化技术的研发和工业化就显得尤为重要。其中,催化气化在我国开展煤制天然气的背景下有着最为广阔的前景。在新一代的煤气化技术中,工艺复杂、能耗大、工程化不完善是制约其走向大规模工业化的主要因素。 展开更多

关键词 煤气化 催化气化 加氢气化 等离子体气化 化学链气化

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褐煤分级转化制天然气新方法 被引量：1

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作者 张静 张永发 +2 位作者 曾鑫 唐亚鸽 薛飞 《能源与环保》 2021年第3期115-121,127,共8页

我国能源结构和能源消费矛盾日益突出,开发清洁高效煤炭利用技术,成为了调整能源产业结构、实现能源产业可持续发展的有效手段,是增强国家能源安全、落实二氧化碳减排的战略举措。基于分级转化的思想和实验工作基础,提出了低温热解—热... 我国能源结构和能源消费矛盾日益突出,开发清洁高效煤炭利用技术,成为了调整能源产业结构、实现能源产业可持续发展的有效手段,是增强国家能源安全、落实二氧化碳减排的战略举措。基于分级转化的思想和实验工作基础,提出了低温热解—热解半焦加氢气化制甲烷—甲烷化残渣气化制氢的褐煤分级转化制天然气的新方法,并从物质转化和能量利用的角度与传统煤制甲烷工艺进行分析比较,认为褐煤分级转化新方法通过多联产工艺对褐煤资源进行分质梯级利用,在能源利用效率和物质转化率方面较之传统煤制甲烷工艺具有显著优势,既提高了褐煤资源利用效率和产品资源价值,又增加了整个系统的经济效益。 展开更多

关键词 褐煤 分级转化 热解 加氢气化 天然气

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煤炭气化

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《煤炭科学技术》 CAS 1978年第7期62-63,共2页

煤炭气化的研究已有百年的历史,近年来,资本主义国家由于能源紧张,石油和天然气供应短缺,使得很多国家加强了这方面的研究。煤的气化是以氧(包括空气、富氧、纯氧)、水、二氧化碳、氢等为气化介质,经过热化学处理过程。

关键词 煤炭气化 气化介质 煤的气化 鲁奇气化法 煤气热值 天然气供应 热化学处理 加氢气化 气化剂 加压气化

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