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化学科学与工程学院袁申富课题组在煤炭清洁高效转化领域取得进展

2021-12-21  

近日,化学科学与工程学院袁申富课题组在煤炭清洁高效转化领域取得进展,相关成果以Coal hydrogasification: Entrained flow bed design-operation and experimental study of hydrogasification characteristics为题发表在能源化工顶级期刊Fuel, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.01.007.

云南省煤炭资源存储丰富,探明资源量373.64亿吨。在南方省区排名第二,褐煤储量在全国排名第二,云南省发展煤炭资源具有得天独厚的优势。云南大学积极行动,围绕云南褐煤资源清洁低碳利用展开了系列研究,历经多年不懈探索,云南大学自主研发了煤加氢气化联产甲烷和芳烃技术;作为一种新型气化技术,既能实现煤高效清洁转化制替代天然气,同时又能副产高附加值芳烃油品;融合了煤制气和煤制油的优势,通过梯级利用、全价开发;真正实现煤炭资源的清洁、高效、综合利用,为云南省洁净煤利用方向提供一条新途径。

为了降低反应温度和压力,我们进行了强化机制研究,探清了矿物质对褐煤催化加氢气化过程中的热解机制,对矿物质影响煤催化加氢气化的机制有了新的认识,深究了外加促进剂(CaMgBa)对催化加氢气化的强化效果,揭示了促进剂对煤催化加氢气化的促进/抑制机制。上述工作对煤催化加氢气化制替代天然气联产芳烃技术提供理论参考。

相关成果发表在能源化工顶级期刊FuelEnergy:

Energy: Effects of alkali and alkaline earth metals of inherent minerals on Fe-catalyzed coal pyrolysis, https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121985;

Fuel: Effects of Ba and Mg promoters on gas release from Fe catalyzed coal pyrolysis: Effects of different precursors, https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121977;

Journal of the Energy Institute: Influence of calcium promoter on catalytic pyrolysis characteristics of iron-loaded brown coal in a fixed bed reactor, https://doi.org/10.1016/j.joei.2019.05.011;

Fuel: Promoted catalysis of calcium on the hydrogasification reactivity of iron-loaded subbituminous coal, https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.03.066.

为了验证实验室数据的准确性,开展从基础到中试规模的关键技术研究,突破高压煤粉密相输送、气化炉等关键技术,打通工艺流程,考察了煤种、温度、压力等关键工艺参数对反应的影响情况,实现中试装置的连续稳定运行,充分证明了煤加氢气化联产芳烃和甲烷工艺技术的可行性、可靠性和稳定性,为支撑后续工艺放大提供了完整、可靠的实验数据。

为了让技术更好服务地方经济发展,2021925日,袁申富及其研究团队赴云南先锋化工有限公司进行技术交流,作了题为为煤加氢气化的气化实验特性研究及其发展现状和趋势的技术报告,介绍了团队在煤加氢气化制天然气联产芳烃方面的研究成果,并就加氢气化、焦油重整及相关工艺优化等方面展开了深入探讨。

20211011日,为寻求云南省煤炭产业升级,云南煤化工集团有限公司副总工程师喻翔一行到云南大学化学科学与工程学院进行技术洽谈,对接袁申富课题组煤加氢气化制天然气并联产芳烃技术,双方确定了洽谈会的具体事项,并着重探讨了煤加氢气化技术与该公司气化炉工况环境的融合,现场观摩了固定床加氢气化实验结果。通过交流,云南煤化工集团有限公司对袁申富课题组加氢气化的产品数据表示满意,对该技术应用于大型设备充满了信心。

以上工作获得了国家自然科学基金、云南省科技厅面上项目、云南省中青年学术和技术带头人后备人才项目,以及云南大学双一流建设经费的资助。

供稿:化学科学与工程学院

编辑:李哲

责任编辑:王崴


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