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2007年  第35卷  第04期

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摘要:
应用分形理论的概念,结合压汞法测得的半焦孔隙结构数据,建立孔结构分形特征模型,考察了焦化过程中不同焦化温度、不同横向空间位置半焦孔隙结构分形特征及其变化规律。结果表明,孔径大于5μm 的孔不具有分形特征,孔径为20nm~5μm孔的孔隙结构具有分形特征,其分形维数为2.45~2.83,可以用分形维数定量表征孔隙结构;相同空间位置下,半焦孔结构分形维数低温时较高,随温度逐渐升高先减小,然后增大再减小;同一空间位置不同温度下分形维数的变化量较小(< 0.15),表明温度对半焦孔隙结构复杂程度的影响不明显;相同焦化温度下,半焦中心和边缘处的孔结构分形维数大于中间部位,表明中心位置和边缘位置处的孔隙结构要比中间位置处的复杂。
摘要:
基于Gibbs自由能最小化原理,计算了包括H2O(l)和C(s)在内的,生物质空气水蒸气气化体系热力学平衡,对比分析了常压气化和加压气化的特点,通过回归分析得到了不同压力下,气化产物中可燃气体分率最高时的水蒸气/生物质质量比(S/B,Steam to Biomass Ratio)与空气当量比(ER,Equivalence Ratio)的关系曲线,为探讨适于制取合成气的气化工艺和条件提供初步的理论指导。研究表明,相对于常压气化,加压气化体系的平衡温度较高,平衡状态下可燃气体分数较低,但CH4含量明显增加;一定温度和当量比下,加压气化使得气化产物中可燃气体分数达到最高所对应的S/B比增大,即需要消耗更多水蒸气;通过调节S/B比,可以比较方便地控制产物中H2和CO的比例。以常压为例,T=1173K,S/B=0.17时,气化产物中H2/CO约为1.1∶1,而S/B=1.02时,气化产物中H2/CO约为2∶1;不同压力下最佳S/B比和ER有很好的线性关系,温度为1173K时,最佳S/B比与压力及ER〖的关系为S/B=-1.48×ER-4.49 E×10-5×p2 + 5.83 E×10-3×p + 0.32。
摘要:
为探讨天然气中高含量硫化氢形成的化学机制,利用高温高压反应装置,对天然气与固态硫酸钙反应体系进行了热模拟实验研究。使用气相色谱仪、微库仑仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对产物进行了分析,探讨了硫酸盐热化学还原反应的热力学特征,并进行了反应动力学研究。结果表明,高温下天然气与固态硫酸钙可以发生反应,产物主要为硫化氢、二氧化碳、碳酸钙、水和炭。热力学研究表明,天然气与固态硫酸钙的反应可行,升高温度对反应有利,同一温度下长链烷烃与固态硫酸钙发生反应的可能性要比短链烷烃大。根据动力学模型得到反应活化能为96.824kJ/mol。
摘要:
采用等体积浸渍法制备了一系列不同Co/Mo原子比的碳纳米管(CNT)负载CoMo催化剂。将该系列催化剂用于孤岛减压渣油加氢裂化反应,评价其催化效果,并在相同反应条件下与 γAl2O3负载Co-Mo催化剂的催化性能进行比较。结果表明,Co-Mo/CNT催化剂的催化效果略低于Co-Mo/γAl2O3催化剂。Co/Mo原子比对Co-Mo/CNT催化剂的催化效果有较大的影响。与相同载体的催化剂相比,当Co/Mo原子比为0.50时,Co-Mo/CNT催化剂具有最佳的催化效果,而Co-Mo/γAl2O3催化剂在Co/Mo原子比为0.35时具有最佳的催化效果。
摘要:
采用超临界戊烷萃取分馏技术,分离了大港减压渣油,得到16个窄馏分和1个萃余残渣,对其组成和结构进行了表征;对超临界萃取分离窄馏分进行了四组分分离,研究了饱和分、芳香分、胶质和沥青质等亚组分的元素组成、相对分子质量分布和平均分子结构。结果表明,由窄馏分得到的四组分(SARA)性质结构差别很大,饱和分的平均分子结构最简单,芳香分的平均相对分子质量最小,胶质中的硫、氮含量最多,从萃余残渣中得到的沥青质相对分子质量分布范围最宽(200~40000)。
摘要:
考察了K2FeO4对模拟轻质油中苯并噻吩(BT)及二苯并噻吩(DBT)的氧化性能。结果表明,水相中K2FeO4对BT、DBT的氧化活性比较低,水的存在使K2FeO4水解成黄色的Fe(OH)3而失去氧化有机硫化物的能力;在冰乙酸反应介质中,K2FeO4对BT及DBT的氧化活性有了明显的提高;固体催化剂KM的加入显著提高了乙酸反应介质中K2FeO4对BT及DBT的氧化活性。常温、常压,醋酸/模拟油体积比为1.0,K2FeO4/S摩尔比为1.0,KM/K2FeO4质量比为1.0的条件下,DBT的转化率达98.4%,BT的转化率为70.1%。
摘要:
综合考虑化学反应速率、内扩散和反应热的影响,建立单个催化剂颗粒表面烧焦过程的数学模型,模拟研究了粒径1000μm的球形催化剂的表面烧焦过程。研究表明,650℃再生,化学反应速率为控制步骤,催化剂的再生过程符合整体反应模型;800℃再生,内扩散影响严重,碳含量、氧分压沿径向变化剧烈。再生温度升高,催化剂颗粒的瞬时温升增大;催化剂初始碳含量越高、CO2/CO摩尔比越大,催化剂颗粒的瞬时温升越大,但再生过程所需时间增加;催化剂颗粒的径向温度分布均一。在排除外扩散影响的条件下,反应气速对再生过程影响很小。
摘要:
采用柠檬酸络合法制备NiFe2O4,运用XRD、DTA-TG等手段对其结构进行表征,并探讨还原条件对NiFe2O4-δ的结构稳定性及其催化分解CO2成C反应活性的影响。研究结果表明,由柠檬酸络合法制备的NiFe2O4样品量为0.5g时,利用H2还原制备氧缺位NiFe2O4-δ的最佳还原条件为还原温度320℃、氢气流量40mL/min、还原时间3h。还原温度过高、还原时间过长以及氢气流量过大,均会使NiFe2O4-δ还原过度,尖晶石结构瓦解而转变成Fe(Ni)合金和α-Fe等。
摘要:
采用浸渍法、溶胶凝胶过程与普通干燥、超临界干燥过程相结合的方法制备了三种20%的NiO-Al2O3体系催化剂,利用BET、XRD、H2TPR、H2-TPD等方法对各催化剂样品物化性质进行了表征,并考察了催化剂在流化床反应器中CH4-CO2重整反应的催化性能。研究结果表明,经923K焙烧后气凝胶催化剂中镍与载体间作用力最强,主要为固定NiO和尖晶石NiAl2O4结构,而浸渍型催化剂和干凝胶催化剂中镍与载体间作用力较弱。三种催化剂中,气凝胶催化剂具有比表面积较大、堆密度较低、Ni还原度及分散度较高的特点。它在流化床反应器中所形成的聚团流态化状态具有较高的床层膨胀率,大量多孔疏松状的纳米颗粒聚团在床内的循环运动有效地提高了传质效率,能使得生成的沉积炭快速得到气化,从而抑制了催化剂失活;对于浸渍型催化剂和干凝胶催化剂,流化床反应器中床层膨胀率较低、颗粒循环量较少、传质效率较低,易于造成催化剂表面积炭失活。经用TG和XRD等方法对反应后催化剂分析表征,证明催化剂表面石墨碳的沉积是导致浸渍型催化剂和干凝胶催化剂失活的主要原因。
摘要:
考察了Mo及温度对Ni/ZnO催化乙醇水蒸气重整制氢的活性、选择性和抗积炭性能的影响。结果表明,773K适量添加Mo能提高Ni/ZnO催化剂的活性和氢气选择性;Ni/ZnO及Ni-Mo/ZnO催化剂的活性随着温度的升高而提高,823K乙醇完全转化;873K时,Mo质量分数为0.83%的Ni-Mo/ZnO催化剂对氢气的选择性最高;添加Mo可以提高Ni/ZnO催化剂的抗积炭能力,从而提高该催化剂的稳定性。程序升温还原(TPR)和X射线衍射(XRD)结果表明,添加Mo有利于Ni氧化物在载体上的分散;减弱氧化态镍物种与载体之间的作用,从而提高了催化剂的活性、选择性和稳定性。
摘要:
尿素和丙二醇合成碳酸丙烯酯(PC)在热力学上是可进行的。根据ZnO对尿素和丙二醇的催化反应性能,讨论了合成PC的反应历程。结果表明,该反应是分步进行的,首先尿素分解生成氨气和异氰酸,异氰酸与ZnO作用形成异氰酸物种,在丙二醇的作用下生成中间产物羟丙基氨基甲酸酯(HPC),然后由HPC脱氨气生成PC。 ZnO在尿素分解和HPC脱氨气转化为PC的反应过程中起催化作用。
摘要:
富氧条件下具有FAU和BEA两种拓扑结构的CoH-FBZ选择催化CH4还原NO,显示出较CoHY和CoHBeta机械混合催化剂更好的催化活性。应用吸附和程序升温脱附(TPD)方法研究了NO和NO+O2与催化剂表面间的相互作用。结果表明,载体的拓扑结构直接影响N、O物种在催化剂表面的稳定性。NO与O2在CoH-FBZ表面形成的吸附态NOy及NO在CoH-FBZ表面形成的吸附态相对更稳定。CoH-FBZ的NO+O2-TPD脱附曲线在630K和660K形成两个NO2脱附峰,表明在CoH-FBZ表面形成了新的NOy吸附中心,即可能有新的Co位产生,该新Co位与沸石催化剂CoH-FBZ中新强酸位协同作用,使CoH-FBZ表现出新的CH4-SCR催化特性。
摘要:
运用密度泛函理论系统地研究了已知的磷化镍晶体如Ni3P、 Ni12P5、 Ni2P、 Ni5P4、 NiP、 NiP2 和 NiP3等的结构、成键以及相关的热力学稳定性,对于结构简易化合物(Ni2P和NiP3)的弹性行为进行了预测。这些数据有助于更好的理解磷化镍的催化活性。
摘要:
在80℃下研究了ZSM5、13X、Y、MOR、5A、SAPO34等多种分子筛和常见载体上乙炔和丙烯的吸附和脱附性能。结果表明,乙炔和丙烯在SiO2、γ-Al2O3上不吸附,而与分子筛存在较强的相互作用。对于同类型的分子筛,两者的饱和吸附量均随分子筛硅铝比的增大而减小。在同一种分子筛上,以摩尔计的丙烯吸附量均明显高于乙炔。在80℃改性β分子筛上乙炔和丙烯饱和吸附量可分别达到0.11mmol/g和4.89mmol/g,该结果明显高于文献报道的结果。
摘要:
采用分子动力学方法模拟计算了乙硫醇分子在MFI和MOR两种拓扑结构沸石中的动力学性质,比较了乙硫醇不同负载量和沸石晶格原子刚性和柔性两种状态下乙硫醇分子在沸石孔道中扩散系数的大小。模拟结果表明,对于这两种沸石,负载量增加,扩散系数减小。对于MFI沸石,在刚性和柔性沸石结构的情况下,扩散系数分别为3×10-10m2/s和4×10-9m2/s;对于MOR沸石,在刚性和柔性结构的情况下,扩散系数分别为2×10-7m2/s和3×10-8m2/s。对于MFI沸石,柔性结构下的扩散系数比刚性结构下的扩散系数要大,而对于MOR却呈现出相反的行为。对比这两种沸石,MOR中的扩散系数要比MFI沸石中大,这是因为乙硫醇分子在MOR12元环中扩散更易进行所致。相互作用能的计算结果表明,MFI中交叉型和直型孔道活性位相近,MOR孔道中12元环与4元环孔道相差较大。
摘要:
以空气-水-石英砂体系为对象,研究了费托合成浆态床反应器中表观气速、平均淤浆浓度、床层轴向位置等因素对气含率、固体浓度轴向分布和粒径分布的影响,并通过实验得出了气含率与操作变量之间的关联式。
摘要:
对射流携带床液体停留时间分布进行了研究,考察了液体流量、气体流量和气体动量对液体停留时间分布的影响。结果表明,增加液体流量使停留时间分布密度曲线变得高而窄,且平均停留时间变短;气体流量增大使得停留时间出峰略有提前,气体流量大于4L/min时,继续增大气体流量对液体停留时间分布影响较小;当液体流量小于60L/h时,气体动量对液体停留时间的影响较明显,主要表现气体动量越大液体平均停留时间越长。基于实验结果分析及实验中观测的现象,将射流携带床内液体流动结构分为中心区和壁面区进行研究,建立了描述射流携带床内液体停留时间分布的数学模型,模型模拟结果和实验数据吻合良好。
摘要:
在连续超临界水(SCW)反应器中考察了反应温度、停留时间和反应压力对聚乙烯(PE)降解油化的影响。实验结果表明,在120s、25MPa下,从500℃提高到550℃,液体收率呈现先升后降的趋势,在530℃达到最大值(79%);在520℃、25MPa下,随停留时间的延长,PE裂解程度加深,产物轻质化程度提高,导致液体收率降低,停留240s时,气体收率达到43%;反应压力对产物收率的影响较小,气、液产物中烯/烷比随反应压力的增加而增大。
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