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低阶煤在超临界水中的转化行为及过程控制

批准号20176062 学科分类煤与天然气化工 ( B081001 )
项目负责人毕继诚 负责人职称研究员 依托单位中国科学院山西煤炭化学研究所
资助金额20.00
万元
项目类别面上项目 研究期限2002 年 01 月 01 日 至
2004 年 12 月 31 日
中文主题词超临界水. 低阶煤. 制氢
英文主题词supercritical water . low rank coal . hydrogen production

摘要

中文摘要 研究在超临界水中煤热解反应的动力学以及反应程度的可控性,考察反应条件及催化剂对产物分布及收率的影响,阐明超临界水中煤转化的催化作用原理,探讨有害元素的变迁规律和最终转化形态,考察残留半焦的物理结构及其吸附性能;通过对超临界水与煤反应条件的控制以达到制氢、制烃或制碳材料的目的;建立反应器数学模型,对反应过程进行模拟。
英文摘要
结题摘要 我国有储量丰富的褐煤、泥炭等低阶煤,由于含水量大、热值低、干燥过程能耗高,利用率极低。本课题利用超临界水良好的穿透性、溶解特性、传递特性和反应特性,探索低阶煤高效利用的新途径。在煤的控制转化、超临界水中煤催化气化和活性碳材料制备以及连续反应过程的工程基础方面展开了一系列的研究工作。 研究结果表明,与惰性气氛热解相比,在超临界水中煤转化率提高10-20%,通过控制温度和水密度,可以实现将煤转化为富氢气体和液体燃料。添加一定量的CaO可以固定生成的CO2和H2S,气相产物中H2含量可达50%,硫含量在ppm级。KOH对煤热解、气化反应的催化作用在超临界水中更为显著,在650℃,添加10%的KOH,碳转化率提高8wt.%,H2产率比未添加催化剂时高1.7倍。利用超临界水优良的扩散性、对有机物的溶解性能和KOH的催化作用,实现在SCW反应器中炭化、活化一步完成,制备出比表面为825m2/g,灰含量低于2%的活性碳材料。在研究煤在超临界水中转化特性的基础上,在国内首次开发了超临界水与低阶煤反应的连续工艺过程,以小龙潭褐煤为原料进行了初步实验研究,实现稳定运行并取得与间歇反应装置一致的结果。

成果

序号 标题 类型 作者

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