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2006年  第34卷  第03期

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摘要:
以煤和生物质为主要原料的商用型煤为研究对象,采用还原热解(AP-TPR)在线质谱(MS)联用,以及离线色谱/质谱(GC/MS)分析法,定性和定量研究了家用型煤释放的含硫化合物。不同组成的型煤表现出各自不同的硫释放特性。对于生物型煤来说,仅检测到少量二烷基硫醚和脂肪硫醇的存在。褐煤型煤检测到种类最多的有机硫化物。在高阶煤制成的型煤中没有检测到氧化态的硫化物,其典型特征是存在一些噻吩类硫化物。
摘要:
在常压和920℃~1050℃下,采用热重方法,进行了六种中国典型无烟煤焦水蒸气与二氧化碳气化活性比较的研究。结果表明,无烟煤焦与水蒸气气化反应的活性与无烟煤的煤化程度相对应,无烟煤煤化程度越高,水蒸气气化反应活性越小。无烟煤焦与二氧化碳气化反应的活性与煤中矿物质的催化作用有密切关系,煤中矿物质的催化作用越大,二氧化碳气化反应活性越大。无烟煤焦与二氧化碳气化反应活性明显小于与水蒸气气化反应活性,后者比前者大10倍左右。初步探讨了无烟煤焦与水蒸气和二氧化碳的气化机理。
摘要:
在实验室小型流化床反应器中研究了福建龙岩无烟粉煤纸浆黑液富氧催化气化的特性,考察了纸浆黑液催化剂添加量不同时氧体积分数变化对碳转化率、产气率、煤气组成与热值的影响。结果表明,纸浆黑液催化和富氧气体燃烧的双重作用明显地提高了煤的碳转化率和煤气有效组成;纸浆黑液中钠碱对煤焦气化的催化与对煤灰分中SiO2和Al2O3等氧化物的熔制反应同时发生并存在着竞争;纸浆黑液中钠碱对高温碳与气化剂之间多种反应表现出不同程度的促进。龙岩无烟粉煤在纸浆黑液富氧催化气化时适宜操作条件是氧的体积分数40%和蒸汽/富氧比为1.4kg/m3~2.0kg/m3。碳转化率94%、煤产气率为3.62m3/kg、煤气热值为7.33mJ/m3。
摘要:
针对煤催化气化反应中传统的煤气化动力学模型不再适用或应用范围受到限制的现实,从催化作用机理分析入手,以煤焦CO2催化气化为研究对象,建立了描述气化反应速率与转化率关系的动力学模型——活性位扩展模型。并以KCl催化剂及K-Ni(10%Ni)复合催化剂作用下神府煤焦CO2气化的实验结果对模型进行验证。结果表明,活性位扩展模型很好地体现了煤焦催化气化的动力学规律,即催化剂的添加,有效地增大了反应界面处的活性部位和活性表面积,使气化反应在更温和的条件下快速进行;模拟值与实验值吻合较好,最大偏差10%。由于反应初期的传质阻力不可忽略,实验值与模拟值存在一定误差。
摘要:
利用未反应核收缩模型对高炉焦炭与CO2的反应动力学进行了研究,建立了以可测参数(R)表达的焦炭与CO2的反应动力学关系式。并对反应速率常数和有效扩散系数、表观反应活化能和有效扩散活化能及反应过程中各步骤阻力进行了分析。结果表明,(1)焦炭与CO2的反应符合未反应核收缩模型。(2)反应的表观活化能Ea=124.5kJ/mol,有效扩散活化能ED=642.4 kJ/mol;界面化学反应的阻力随反应温度升高而增加;残余灰层内的内扩散传质阻力相对比例随温度升高而下降。(3)焦炭溶损反应在低温区主要受内扩散控制,随着温度升高,反应由外扩散、化学反应和内扩散三步控制;当进入高温区,反应进行一段时间后主要受内扩散控制。
摘要:
以三个燃烧福建无烟煤的商业CFB锅炉电厂飞灰为研究对象,分析飞灰的粒径和含碳量分布;观察并区分了飞灰中煤炭、烟怠、半焦和灰渣等颗粒的表面形貌;测定了飞灰炭的反应活性并与入炉煤作比较;并研究了飞灰炭的来源。结果表明,采用单级分离装置的CFB锅炉,粒径在0.0385mm~0.0500mm的飞灰质量最多,未燃炭份额也最高;而采用双级分离装置的CFB锅炉,飞灰质量分布和飞灰炭份额的峰值则出现在粒径为0.0500mm~0.0750mm处。飞灰主要由三种形貌的颗粒组成,颗粒状的未燃炭、絮团状的灰渣、和介于两者之间的半焦。与入炉煤相比,飞灰炭的反应活性较高,主要来源于入炉煤中的细粉和燃烧早期因破碎和磨蚀而产生的、来不及在炉膛中燃尽的细小含炭颗粒。入炉煤中易破碎、反应性较高的亮煤是构成电厂CFB锅炉飞灰炭的主要成分。
摘要:
利用XRD、SEM-EDX 分析了神府煤中矿物质在高温下的变化,并针对不同停留时间对矿物质变化的影响作了考察。结果表明,高温下煤中矿物质在弱还原气氛中的变化基本与CaO-SiO2-Al2O3三元相图相符,矿物质的变化主要由钙质硅铝酸盐控制。 停留时间的变化主要影响玻璃体和晶体相对含量的变化和含铁矿物质的类型。非晶态物质的含量与共熔体生成有密切关系,与共熔体体系的稳定性有关。FeS-FeO体系的性质及变化对矿物质体系有重要的影响,利用SEM-EDX对FeS和FeO的分布和变化进行了考察。
摘要:
选用了变质程度不同的八种煤和三种不同分子量的聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)添加剂,详细考查了该添加剂的分子量对水煤浆浆体性质的影响。结果发现,在考查PSS相对分子量的范围内(质均分子量为5.34×104~33.39×104),八种煤的水煤浆成浆性随着分子量的增大而增加,水煤浆成浆性与PSS添加剂的平均分子量的关系可归因于添加剂在煤粒上的吸附,分子量小的PSS在煤粒上的吸附量大于分子量大的PSS;PSS分子量的增加有利于水煤浆的流变性由胀性向假塑性转变;PSS分子量的增加使水煤浆的静态稳定性得到显著的改善。
摘要:
在热天平和流化床实验装置中研究了生物质与煤的共气化特性,采用程序升温热重法对稻秆焦、高粱秆焦、玉米秆焦和神木煤焦以及生物质焦与煤焦混合物进行水蒸气气化研究。结果表明,生物质焦和煤焦的反应活性依次增大,其顺序为高粱焦>稻秆焦>玉米焦>神木煤焦。一定温度下,生物质焦与煤焦混合物的气化碳转化率高于各自气化碳转化率的加和。在流化床气化实验中,比较了单独煤气化与稻秆/煤混合物气化的结果,实验结果表明,混合物气化碳转化率、气体中可燃组分的体积分数均高于单独煤气化,气体中CO2的体积分数低于单独煤气化CO2的体积分数。
摘要:
利用热重分析(TGA)和傅里叶红外光谱(FTIR)联用技术对油棕废弃物的热解特性及其气体产物的释放特性进行了研究,采用一级反应计算了油棕废弃物的热解动力学参数。研究表明,油棕废弃物较易于热解,失重集中在220℃~400℃,其热解活化能较小,约为60kJ/mol;气体产物的析出与生物质的热解失重有着相似的特性,气体产物主要在200℃~400℃析出,主要成分为H2O、CO2、CO、CH4和有机碳水化合物的混合物, 其中CO2和有机混合物的析出温度较低,而CO和CH4的析出温度相对较高。随着温度的进一步升高(>400℃),除少量的CO2和CO外,无其他气体产物析出。气体产物的析出量与生物质样品的化学组成和结构有关,CO2和有机混合物的析出与生物质的热解失重曲线(DTG)有着相似的特性,是引起油棕废弃物热解失重的主要原因。
摘要:
通过超稠油水热裂解反应前后黏度、沥青质、硫质量分数等性质的变化,研究了超稠油进行水热裂解的主要影响因素及规律。结果表明,超稠油中含有一定量的硫是地层注蒸汽温度下进行水热裂解反应的前提。温度和时间对反应有很大影响。供氢剂中四氢萘对超稠油水热裂解影响最大。四氢萘供氢剂与硫酸镍催化剂复配使用对超稠油水热裂解有协同效应。水热裂解物理模拟实验表明,胜利单家寺油田超稠油通过供氢催化水热裂解降黏率可达70%以上。胶质、沥青质、硫质量分数降低,H/C原子比提高,超稠油得到一定程度的改善。
摘要:
研究了不同方法和不同程度脱铝对Y型沸石浸镧老化后的结构性质和催化裂化性能的影响。结果表明,氟硅酸铵脱铝补硅和水热处理两个步骤联合,所得样品骨架铝分布均匀,通过控制脱铝程度可更有效地抑制结焦并保持催化裂化高活性;草酸脱铝和水热处理联合,所得样品二次孔结构发达,具有更好的渣油裂化生成液态低碳烃选择性。
摘要:
在间歇式反应釜中,考察了氢分压3MPa~28MPa对叔丁基苯和正丁基苯裂化反应的影响。结果表明,氢分压变化对不同分子结构的反应物有不同的影响。叔丁基苯的转化率随氢分压的升高而提高,正丁基苯的转化率随氢分压的升高而降低。氢分压的提高促进了与芳香环连接的碳键的断裂,与反应物的分子结构无关。在此基础上,考察了初氢压的变化对轮古常压渣油(LGAR)和克拉玛依常压渣油(KMAR)悬浮床加氢裂化的影响,讨论了温度和反应时间对悬浮床加氢过程的影响,初氢压的提高对渣油的转化和甲苯不溶物的生成都有促进作用。
摘要:
合成了一种新型的酸性离子液体催化剂——复合离子液体,该离子液体的阴离子具有双金属的配位中心。同时,研究了复合离子液体催化异丁烷与丁烯烷基化反应的规律。结果表明,在搅拌速率大于1500r/min,反应低于20℃,烃酸比2∶1~3∶1,烷烯比大于15,反应停留5min~10min,使用丁烯-2为碳四烯烃反应原料下,复合离子液体催化碳四烷基化所得烷基化油的研究法辛烷值(RON)最高可达100以上,明显优于常规氯铝酸离子液体催化所得烷基化油的质量。
摘要:
用表面改性法制备TiO2/SiO2,以等体积浸渍法制备负载型复合半导体催化剂(MoO3,ZnO)-TiO2/SiO2,通过XRD、BET、TPR、IR、UV-Vis DRS和TPD等技术对材料的表面形态结构、吸光特性、化学吸附性能及光催化甲烷和水的反应性能进行了表征和分析。结果表明,MoO3-TiO2/SiO2和ZnO-TiO2/SiO2的表面物种均具有显著的量子尺寸效应,在表面分别形成Mo—O—Ti和Zn—O—Ti复合结构;MoO3和TiO2在载体表面的复合可提高对光能的利用率并可增强对甲烷的化学吸附性能, 结果使得MoO3-TiO2/SiO2的光催化反应性能明显优于ZnO-TiO2/SiO2;在固定床环隙反应器中,150℃MoO3-TiO2/SiO2光催化气相甲烷和水合成了目的产物甲醇和氢,甲醇的选择性达到87.3%。
摘要:
采用稳态实验对镍负载量对Ni/MgO催化剂在乙醇水蒸气重整反应的影响进行了研究。结果表明,在101.3kPa下,镍负载量越高,催化剂的活性越高。对于催化剂的选择性,存在一个最佳镍负载量为10%Ni/MgO。按选择性从大到小排序,不同镍负载量的催化剂为:10Ni/MgO>15Ni/MgO>12.5Ni/MgO>7.5Ni/MgO≈5Ni/MgO。热分析表明,焙烧过程中不同镍负载量的催化剂镍前体与载体前体之间发生的相互作用不同。XRD和TPR 表征结果显示,催化剂的晶体结构和还原特性也与催化剂上镍的负载量有关。焙烧过程中样品10Ni/MgO上镍前体与载体前体发生了两种相互作用, 并且其氧化态与其他催化剂相比具有特殊的结构和还原性。说明催化剂的选择性不仅受活性相Ni的影响而且受Ni活性相周围环境的影响。
摘要:
以亲水硅胶Degussa A300和疏水硅胶Degussa R106作为催化剂载体,采用等体积浸渍法制备了一系列钴基催化剂。利用MS、XRD、BET、FT-IR、TPR等手段考察了载体热稳定性,催化剂表面物相结构和还原性能等物化性能。结果表明,载体表面有机基团对催化剂中Co3O4尺寸大小有影响,有机基团对载体表面羟基的取代使得金属钴与载体的作用力减弱,有利于金属团聚为较大的颗粒。费-托反应结果表明,亲水硅胶性制得的催化剂通过后处理引入甲基后,造成催化剂活性下降,C18+的选择性下降,但使烃分布集中在C5~C18,这是由于表面甲基的空间位阻作用不利于反应中的吸附过程和链增长过程。由疏水载体制备的催化剂虽然钴颗粒较大,但是由于催化剂制备过程中部分有机基团的烧结,对催化剂活性产生了较大的负面影响,使催化活性降低,重质烃选择性明显降低。
摘要:
采用共沉淀-浸渍法制备了催化剂Pd/Mg(Al)O,并用XRD、TPD等手段进行了表征。考察了催化剂的NOx储存还原性能。结果表明,NO在Pd/Mg(Al)O上的主要储存途径是Pd促进NO氧化生成NO2,NO2与Mg(Al)O作用成盐,放出NO;Pd对NO2吸附成盐影响不大。NO在Pd/Mg(Al)O上吸附储存的适宜温度为350℃。350℃下Pd/Mg(Al)O催化剂经15次储存还原(以H2为还原剂),NOx储存量变化不超过8%,维持在300μmol·g-1以上,N2选择性维持在94%以上。
摘要:
对废轮胎回转窑中试热解炭的重金属离子Pb2+、Cr3+和Cr6+吸附特性进行了研究,分析了溶液pH值、接触时间、吸附剂用量以及溶液初始浓度对重金属去除率的影响。结果表明,溶液pH值对热解炭的重金属去除率有显著影响,阳离子Pb2+、Cr3+的去除率随pH的增加而增大,在弱酸和中性环境中去除率接近100%;Cr6+在强酸性溶液中被还原成为Cr3+,经二次吸附,总Cr去除率可达99%以上;Pb2+和Cr3+的去除率随热解炭用量和吸附时间的增大而增加,热解炭用量和吸附时间有一个最佳值。Pb2+和Cr3+的吸附为单分子层吸附,可用Langnuir和两段Freundlich等温吸附式描述,Freundlich拟合指数表明,热解炭具有较好的吸附性能。经酸洗后的热解炭对Pb2+的去除率变低。
摘要:
研究了柠檬酸改性对Hβ分子筛上苯与丙烯烷基化反应性能的影响。通过比较分析改性前后催化剂寿命、二异丙苯选择性及其异构体组成分布等的变化。结果表明,二异丙苯的选择性及各异构体的分布与催化剂的酸密度和酸强度有关;较高酸密度和酸强度有利于烷基转移反应的进行,但却加快了催化剂的失活。柠檬酸改性处理可调节Hβ分子筛的酸密度和酸强度,改善苯烷基化的催化反应性能。经0.50mol/L的柠檬酸处理后,Hβ催化剂的寿命比原来延长30%,正丙苯的质量分数减少90%。
摘要:
一种新的低温苯加氢催化剂Ru(Schiff-base)金属配合物, 通过自由配体法封装于Y型沸石的孔腔中。使用XRD、N2吸附、FT-IR、DRS、DTA对催化剂进行表征。结果表明, 复合催化剂中希夫碱(Schiff-base)配体改变了中心离子的电子结构,使其更容易与反应物分子形成配位过渡态,络合活化的反应物分子更容易转化为产物。与离子交换法制备的母体Ru/Y相比,对纯苯的催化加氢性能明显提高。希夫碱配体的几何尺寸对复合材料的催化性能也有很大影响。
摘要:
采用等体积浸渍法制备了碳纳米管负载的钴及钴-钌双金属催化剂,并以1-辛烯的氢甲酰化反应为探针,研究了所制催化剂的催化性能;用TEM、XRD、TPR、TG技术对催化剂的形貌、物相结构、还原行为和热稳定性进行了研究。结果表明,金属钌能够促进金属钴在碳纳米管上的均匀担载,并有助于金属钴的还原,降低了催化剂的还原温度。1-辛烯的氢甲酰化反应结果表明,少量钌的加入,可明显提高反应的转化率和C9-醛的选择性;在双金属催化剂中,金属催化剂的粒径更小,分布更均匀,钌的加入对钴金属催化剂有促进作用。
摘要:
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