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生物质焦油模化物的热裂解ReaxFF模拟研究
1
作者 钱琳 赵南锦 +2 位作者 薛金凯 管新蕾 郭飞强 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期66-71,共6页
实现热裂解过程中焦油的有效脱除是生物质热利用技术中亟待解决的问题。通过密度泛函理论研究生物质焦油3种典型模型化合物(甲苯、苯酚和萘)的分子结构性质,并基于ReaxFF反应力场对焦油模型化合物的热裂解过程进行分子动力学模拟研究,... 实现热裂解过程中焦油的有效脱除是生物质热利用技术中亟待解决的问题。通过密度泛函理论研究生物质焦油3种典型模型化合物(甲苯、苯酚和萘)的分子结构性质,并基于ReaxFF反应力场对焦油模型化合物的热裂解过程进行分子动力学模拟研究,从分子层面对焦油热裂解的复杂反应过程进行深入研究。探索反应温度对热裂解特性的影响,详细研究甲苯、苯酚和萘的热裂解机理及中间自由基、气体产物的演化过程。结果表明:C—H键的Mayer键级小于C—C键,易于断裂,芳香环侧链结构中氢的Mulliken电荷数大,具有更强的活性;3种焦油模型化合物的热稳定性依次为:萘>苯酚>甲苯,其中苯酚具有高活性的含氧官能团,二次裂解易生成气体产物,而甲苯和萘二次裂解易生成稠环芳烃;甲苯、苯酚和萘的一级反应动力学热解表观活化能分别为314.03、362.39、396.74 kJ/mol。 展开更多
关键词 生物质 焦油模型化合物 反应力场 分子模拟
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焦油模型化合物与铁基氧载体的反应特性研究 被引量：1
2
作者 胡东海 曹国强 +4 位作者 杜梅杰 黄戒介 赵建涛 李春玉 房倚天 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1739-1750,共12页
本研究以生物质/煤的焦油模型化合物(TMCs)为研究对象,在两阶段固定床实验上探究了铁基氧载体(70%Fe_(2)O_(3)/30%Al_(2)O_(3))对TMCs的转化特性,考察了不同TMCs的反应性及其转化的影响因素。研究发现,TMCs与氧载体的反应活性为:苯酚>... 本研究以生物质/煤的焦油模型化合物(TMCs)为研究对象,在两阶段固定床实验上探究了铁基氧载体(70%Fe_(2)O_(3)/30%Al_(2)O_(3))对TMCs的转化特性,考察了不同TMCs的反应性及其转化的影响因素。研究发现,TMCs与氧载体的反应活性为:苯酚>蒽>萘,且苯酚转化生成积炭的比例最多(64%),而萘转化生成积炭的比例最少(40%);氧载体与萘的反应程度相对较高,但容易导致氧载体的烧结。此外,积炭表征显示萘生成的积炭在三种TMCs中具有最高的稳定性。增加氧载体的用量和提高反应温度不仅有利于萘和蒽的进一步转化,而且能够增加气相产物中CO_(2)的分率。由于苯酚分子具有较高的反应活性及较强的裂解效果导致其转化率随氧载体用量和反应温度的增加变化较小,然而,较高的反应温度(1000℃)导致焦油发生严重的裂解现象并产生大量积炭。三次循环实验结果表明与萘反应的氧载体失活最为严重。 展开更多
关键词 焦油模型化合物 化学链燃烧 反应特性 产物分布 氧载体
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焦炭对焦油模型化合物的催化裂解实验研究 被引量：7
3
作者 米铁 唐宁路 +2 位作者 吴正舜 刘晓燕 孙婷婷 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期82-85,共4页
研究焦炭对焦油模型化合物的催化裂解。考察焦炭对甲苯、甲苯与萘、甲苯与苯酚的催化裂解率及析炭率。结果表明:焦炭对甲苯的催化裂解率与同温度下的热裂解率相当,分别为61.68%与59.02%,析炭率有所降低,由8.54%变为4.16%;对萘的催化裂... 研究焦炭对焦油模型化合物的催化裂解。考察焦炭对甲苯、甲苯与萘、甲苯与苯酚的催化裂解率及析炭率。结果表明:焦炭对甲苯的催化裂解率与同温度下的热裂解率相当,分别为61.68%与59.02%,析炭率有所降低,由8.54%变为4.16%;对萘的催化裂解率也与同温度下的热裂解率相当,分别为57.95%与56.20%,析炭率也有所降低,由20.72%变为11.89%;而焦炭对苯酚的裂解率与同温度下热裂解率相比有明显增加,由38.25%增加到97.41%,析炭率同样有所降低,由10.96%变为7.03%;说明焦炭对焦油中的组分有选择催化裂解作用。对上述反应前后焦炭样的XRD分析,发现反应后析出的炭与作为催化剂的炭是同一晶型的炭,对末裂解冷凝液的GC-MS分析,发现焦油模型化合物通过裂解后有少部分向芳香化程度增加的方向进行转化。 展开更多
关键词 焦炭 催化剂 焦油模型化合物 催化裂解
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焦炉荒煤气中焦油组分重整制氢的热力学分析 被引量：5
4
作者 谢华清 张健榕 +1 位作者 于庆波 秦勤 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1735-1739,共5页
选择1-甲基萘作为焦炉荒煤气中焦油组分的模型化合物,采用HSC Chemical软件对其蒸汽重整反应进行了热力学分析.研究发现,温度和S/C比（Steam/Carbon摩尔比）的增加能够促使H2产量和浓度的增加,但是当温度或S/C比分别达到500℃,8∶1以上... 选择1-甲基萘作为焦炉荒煤气中焦油组分的模型化合物,采用HSC Chemical软件对其蒸汽重整反应进行了热力学分析.研究发现,温度和S/C比（Steam/Carbon摩尔比）的增加能够促使H2产量和浓度的增加,但是当温度或S/C比分别达到500℃,8∶1以上,H2产量、浓度均变化不大;反应压力的增加不利于重整反应的进行,致使H2产量降低,确定最佳的蒸汽重整反应压力为常压;当加入CaO作为CO2吸附剂时,发现重整反应进程被强化,H2产量、浓度均得到显著提升,当CaO/C比（CaO/Carbon摩尔比）为2∶1,S/C比为8∶1,温度在400-650℃时,H2产率和体积分数均能达到95%以上. 展开更多
关键词 焦炉荒煤气 焦油模型化合物 蒸汽重整 CO2吸附强化 制氢
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生物质焦油模拟物重整制取富氢气体实验研究 被引量：3
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作者 谢玉荣 沈来宏 +2 位作者 肖军 王俊 常连成 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期823-830,共8页
以流化床作为反应器,进行生物质焦油模拟物(苯)催化重整制取富氢气体的实验研究,主要探究实验温度(780℃～900℃)、水蒸气/焦油模拟物质量比S/T(3.0～6.0)、床高(5.0 cm～20.0 cm)和床料(催化剂)对焦油模拟物重整制取富氢气体过程的影... 以流化床作为反应器,进行生物质焦油模拟物(苯)催化重整制取富氢气体的实验研究,主要探究实验温度(780℃～900℃)、水蒸气/焦油模拟物质量比S/T(3.0～6.0)、床高(5.0 cm～20.0 cm)和床料(催化剂)对焦油模拟物重整制取富氢气体过程的影响。实验结果表明,焦油模拟物重整制取富氢气体的理想操作工况分别是温度为860℃～900℃,S/T值为5.0,床层高度为15.0 cm～20.0 cm;通过比较,在上述理想操作条件下,合成的碱土金属催化剂(20CaAl)具有较好的催化活性,而其改性后的SCaFeNiAl催化剂具有更好的活性。在SCaFeNiAl作用下,焦油模拟物重整过程的活化能为58.87 kJ/mol,指前因子为1.36×107 h-1,且获得较好的实验效果,H2体积分数为67.28%,H2产率为303.50 g/kg-tar,焦油模拟物转化率为95.93%,总气体产率为5.05 m3/kg-tar。 展开更多
关键词 生物质 焦油模拟物 重整 富氢 催化剂
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微波作用下焦油模型化合物——甲苯裂解实验研究 被引量：1
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作者 米铁 余新明 吴正舜 《江汉大学学报（自然科学版）》 2012年第5期27-31,共5页
针对不同的热载体C,Al2O3以及上述载体添加催化活性组份Ni时在微波加热与普通电炉加热的条件下对焦油模型化合物甲苯进行裂解实验研究,考察了不同加热方式、催化活性组份与不同热载体对甲苯裂解的影响。研究结果表明:采用微波加热与普... 针对不同的热载体C,Al2O3以及上述载体添加催化活性组份Ni时在微波加热与普通电炉加热的条件下对焦油模型化合物甲苯进行裂解实验研究,考察了不同加热方式、催化活性组份与不同热载体对甲苯裂解的影响。研究结果表明:采用微波加热与普通加热相比,对甲苯的裂解无明显影响,但对积C率有一定的抑制作用;当甲苯的进料浓度为4.86～5.80 g/Nm3,空时为0.124～0.125 s,对不同床料微波加热时裂解率为26.24%～55%,而对于普通加热时,在650℃下,与微波相同的床料下普通加热的裂解率为66.02%～100%;催化活性中心体Ni对其载体有明显催化选择性;甲苯在裂解的同时,有少部分甲苯向芳香族程度增加方向进行了转化。 展开更多
关键词 甲苯 微波加热 焦油模型化合物 焦油裂解
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熔融盐用于焦油模型化合物甲苯热转化的研究
7
作者 袁泉 张乾 +3 位作者 崔丽萍 向欣宁 郝泽光 黄伟 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期13-21,共9页
熔融盐具有良好的热化学稳定性、较大的导热系数及较低的熔点,是一种非常有前景的裂解反应介质和催化剂。采用三元碱金属碳酸盐(Li2CO3-Na2CO3-K2CO3)体系,探究熔融盐催化甲苯裂解及水蒸气重整的反应规律,并对其产物进行分析。结果表明... 熔融盐具有良好的热化学稳定性、较大的导热系数及较低的熔点,是一种非常有前景的裂解反应介质和催化剂。采用三元碱金属碳酸盐(Li2CO3-Na2CO3-K2CO3)体系,探究熔融盐催化甲苯裂解及水蒸气重整的反应规律,并对其产物进行分析。结果表明:甲苯高温裂解产生了H2、CH4、部分液相多环芳烃和积碳,且随着反应温度升高,甲苯转化率提高;熔融盐促进了甲苯甲基上的C—H键断裂,增加了气体和多环芳烃的产量,与无熔融盐热裂解相比甲苯转化率明显提高;水蒸气的引入改变了甲苯的热转化路径及产气组成,增加了小分子气体H2、CO、CO2的产量,减少了PAHs的生成,且可使积碳量明显降低;在熔融盐条件下,甲苯与水蒸气反应积碳量较无熔融盐中显著降低,气体产量则明显增加。 展开更多
关键词 熔融盐 焦油模型化合物 甲苯 水蒸气重整 热裂解
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