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2009年  第37卷  第03期

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摘要:
根据褐煤含水量高的特点,研究了以水为溶剂,不同气氛条件下小龙潭褐煤的液化行为。结果表明,小龙潭褐煤具有较好的液化活性,在420℃,H2气氛下以四氢萘为溶剂时煤的液化转化率可达到94.5%。煤液化过程中,稳定热解产生的自由基活性氢主要来自于供氢溶剂,而气相H2不具活性,不能直接为液化过程提供活性氢。当以水为溶剂取代四氢萘进行褐煤直接液化时,相对于H2和N2气氛,CO 气氛下表现出较好的液化性能。这表明发生了水煤气变换反应并生成了活性氢,该活性氢可以使得煤热解产生的自由基稳定,生成低分子的液化产物,提高了液化转化率。由于在较低的CO初压下反应生成的活性氢数量有限,因而液化转化率不高。实验表明,以水为溶剂在CO气氛下进行褐煤的液化是一种新的褐煤直接液化技术。
摘要:
研究了铁基助熔剂对皖北刘桥二矿煤(AQ)灰熔融特征的影响,并对AQ煤灰在添加铁基助熔剂前后不同热处理温度下的矿物组成进行了XRD和红外光谱分析。结果表明,导致AQ煤灰熔点高的主要原因是1000℃以上形成的莫来石引起的;加入铁基助熔剂可以降低AQ煤灰的熔融温度;在高温下铁基助熔剂与煤灰中其他铝硅酸盐矿物发生反应,生成铁橄榄石和铁尖晶石等低温共熔化合物,从而使煤灰熔点明显下降。
摘要:
采用神华煤制备煤浆,分析了颗粒粒径比λ和小颗粒体积分数ξ对双峰分布浆体黏度的影响,根据浆体黏度的关联式预测了煤浆的黏度并且与实验结果进行了比较。结果表明,采用双峰分布的颗粒制浆可以有效地降低浆体的黏度,同时可以获得较大的浆体体积分数 。在相同体积分数下,随着颗粒粒径比λ的增加,浆体的黏度迅速下降。当小颗粒体积分数ξdp1为35%时,浆体的黏度最小。采用Ouchiyama模型计算浆体的最大体积分数Φm与实验值较为吻合,而浆体的本质黏度[μ]基本保持不变。考虑λ和小颗粒体积分数ξ对双峰分布浆体的最大体积分数Φm的影响,可以采用单峰分布浆体的黏度关联式预测双峰分布浆体的黏度。
摘要:
煤液化过程中,反应单元和分离单元是整个液化体系的核心部分,反应器和分离器中各组分在气、液相中的平衡组成确定不仅决定设备的尺寸设计,而且对液化过程中供氢溶剂的选择和反应条件的优化起到关键作用。但由于煤液化油在高温高压下的气、液平衡数据不足,使得反应器内的组成分布无法预测,相关的反应器设计过程仅能凭经验进行。为得到反应条件下的气液平衡数据,研究引入流程模拟软件Aspen Plus,将煤液化油蒸馏得到的窄馏分段与各种气体组分(如H2、C2H6等)共同建立了煤液化油闪蒸过程,得到了高温高压下煤液化油气液平衡体系。利用闪蒸体系计算得到在给定温度、压力情况下,各组分在高温、低温分离器内的气、液两相分布情况,通过改变高温分离器的温度和压力,分析了高温分离器内相平衡常数随温度(623.15K~723.15K)、压力(10MPa~21MPa)变化的规律。为进一步归纳适用于煤液化油的气液平衡方程,以高温分离器数据为基础,对推导建立的高压下烃类相平衡方程中的参数进行回归,得到高温高压下,适用于神华煤液化油并具有物理意义的二元(Tp)气液相平衡常数方程。
摘要:
采用石英管固定床反应器,分别考察了不同温度(1123K、1173K、1223K、1273K)及不同浓度(10%、15%、20%)下,甲烷在褐煤煤焦上的裂解反应。结果表明,褐煤煤焦对甲烷裂解反应具有良好的催化活性,在所考察温度范围内,甲烷的初始转化率最高达99.5%,温度越高,甲烷的初始转化率越高;但随着反应的进行,转化率逐渐降低;甲烷进气浓度越高,初始转化率越低,而且催化剂失活也越快。反应前后煤焦电镜扫描照片及物性参数的比较表明,甲烷裂解生成炭沉积在煤焦表面,导致煤焦比表面积随反应的进行逐渐降低,与甲烷裂解转化率的变化趋势一致;反应后煤焦的孔容及微孔容都有所降低,平均孔径增大,说明甲烷的裂解生成炭造成了煤焦孔道尤其是微孔的堵塞,比表面积减小,导致了甲烷的转化率降低。
摘要:
利用综合热重分析仪研究了煤粉催化燃烧特性的新方法,即参比DTA法。利用参比DTA法测出加入K2CO3、Fe2O3、CaCO3 和CeO2 后无烟煤的燃点分别为319℃、410℃、400℃和405℃,同时在参比DTA曲线上直接看出催化剂降低了煤粉的燃点。利用参比DTA法直接计算出煤粉燃烧释放热量的变化。研究发现,K2CO3、Fe2O3、CaCO3和CeO2使无烟煤燃烧过程中释放的热量分别增加了340.2J/g、352.8J/g、348.6J/g和264.6J/g。以上结果与常规DTA实验结果一致,参比DTA法更加直接地说明了煤粉催化燃烧特性。
摘要:
利用三种热解炉装置,分别在热解终温550℃~950℃、加热速率0.1K/s~500K/s下热解制取稻秆半焦。采用等温热重法,在STA409综合热分析仪上进行了稻秆半焦与CO2的气化实验,考察了热解终温、热解速率以及气化温度对半焦气化反应性的影响。研究表明,热解条件对稻秆半焦的反应性影响很大。在热解终温为550℃~950℃时,随着热解温度的提高,其气化反应性呈下降趋势;热解速率越高,其气化反应性越好。在850℃~950℃,提高气化温度能提高稻秆半焦与CO2的反应性。采用扫描电镜技术观测了0.1K/s和500K/s 两种热解速率下半焦的表面形貌。结果显示,后者具有更加丰富的孔隙结构,且大孔结构明显多于前者。采用混合反应模型描述了稻秆半焦与CO2的气化反应过程,求取了反应动力学参数。
摘要:
采用热重分析仪对城市污水污泥进行热重实验,通过TG(热重)、DTG(微分热重)和DSC(差示扫描量热)曲线的分析对比,获得污水污泥热解和燃烧不同阶段的特性。低于250℃,燃烧与热解的热重曲线基本吻合,说明在此之前,失重速率主要受控于有机物的分解以及析出,燃烧过程对失重影响不明显。燃烧DTG曲线呈现“W”峰型,第一个失重速率峰与热解DTG曲线基本对应,高于410℃,燃烧DTG曲线出现显著的加速。采用Coats-Redfern 积分法,假设不同的反应模型进行拟合,推断出污泥燃烧过程中两个DTG峰体现出不同的反应机理。借鉴煤燃烧机理分析认为,污泥燃烧反应初期挥发分的燃烧受控于化学反应速率,随着温度的不断提高,剩余挥发分的燃尽和固定碳的燃烧总反应速率逐渐受扩散因素控制。基于分析所得污泥燃烧机理,采用四个独立的平行反应模型模拟污泥的燃烧过程,拟合曲线与实验数据吻合良好。
摘要:
A new route of utilization of α-olefin rich hydrocarbon fractions obtained by waste polymer pyrolysis was investigated. α-olefin-succinic-anhydride intermediate-based pour point depressant additives for diesel fuel were synthesized, in which reactions needed α-olefins were obtained by pyrolysis of waste high-density polyethylene (HDPE). Fraction of α-olefins was produced by the de-polymerization of plastic waste in a tube reactor at 500℃ in the absence of catalysts and air. C17~22 range of mixtures of olefins and paraffins were separated for synthesis and then, these hydrocarbons were reacted with maleic-anhydride (MA) for formation of α-olefin-succinic-anhydride intermediates. The olefin-rich hydrocarbon fraction contained approximately 60% of olefins, including 90%~95% α-olefins. Other intermediates were produced in the same way by using commercial C20 α-olefin instead of C17~22 olefin mixture. The two different experimental intermediates with number average molecular weights of 1850g/mol and 1760g/mol were reacted with different alcohols: 1-butanol, 1-hexanol, 1-octanol, i-butanol, and c-hexanol to produce their ester derivatives. The synthesized ten experimental pour point depressants were added in different concentrations to conventional diesel fuel, which had no other additive content before. The structure and efficiency of experimental additives were followed by different standardized and non-standardized methods. Results showed that the experimental additives on the basis of the product of waste pyrolysis were able to decrease not only the pour but also the cloud point and cold filter plugging point (CFPP) of diesel fuel, whose effects could be observed even if the concentration of additives was low. Furthermore, all additives had anti-wear and anti-friction effects in diesel fuel.
摘要:
利用连续式小型提升管催化裂化实验装置研究了原料预热温度、再生剂温度、油剂混合区温度和剂油比等油剂混合区的工艺条件对催化裂化汽油改质的影响规律。结果表明,降低再生剂温度、油剂混合区温度和剂油比均可以降低干气和焦炭的产率,同时也对催化裂化汽油改质的效果产生了影响。其中,再生剂温度对干气和焦炭产率影响最大;剂油比对催化裂化汽油改质的效果影响显著。降低再生剂温度、剂油比和油剂混合区温度一定程度上降低了烯烃转化率、异构烷烃增加率和芳烃增加率。提高原料预热温度可以一定程度上增加烯烃转化率、异构烷烃增加率和芳烃增加率。催化裂化汽油改质油剂混合区的最佳工艺条件为维持一定的反应温度和剂油比,并尽可能降低再生剂温度和提高原料预热温度。
摘要:
采用银修饰介孔磷钨酸/二氧化硅(mesoporous HPW/SiO2)催化剂,并研究了其在模拟柴油和真实柴油氧化脱硫反应中的催化性能。通过银修饰介孔HPW/SiO2,结合银离子对有机硫化物的选择吸附性和HPW对有机硫化物的催化氧化活性,以达到选择氧化脱硫的目的。模拟柴油分别采用石油醚、苯、1-辛烯和二苯并噻吩配制,当银离子与HPW的摩尔比为2时,催化剂具有最高的选择催化氧化活性。采用N2 吸附-脱附、XRD、UV-vis和EDS表征了银修饰的介孔HPW/SiO2催化剂,结果表明,银物种分散均匀且以Ag+形式存在。真实柴油的脱硫研究表明,相比介孔HPW/SiO2催化剂,修饰的催化剂介孔Ag2-HPW/SiO2脱硫率提高了4.6%,初始硫含量为1800×10-6的直馏柴油能被脱除至228×10-6,脱硫率为87.3%。介孔Ag2-HPW/SiO2催化剂具有良好的再生性能,经再生处理后,Ag的损失量极少,其三次脱硫率达到84.8%。
摘要:
选择H2O2一三氯乙酸作为催化氧化脱硫反应体系,砜类氧化产物用极性溶剂从柴油中萃取分离,研究了剂油体积比、有机酸用量、氧化反应温度、氧化反应时间等工艺参数对脱硫率的影响。在此基础上,引入功率超声为反应提供能量,并考察了超声频率、超声功率、超声时间等因素对脱硫效果的影响,从而确定最佳操作条件为,反应温度70℃,反应时间60min,三氯乙酸与过氧化氢体积比为1∶1,氧化剂与柴油体积比为1∶10,超声频率40kHz,超声功率200W,超声时间30min。萃取后柴油脱硫率可达97.5%,脱硫油收率94.0%。
摘要:
采用NiMoP浸渍液浸渍载体γAl2O3制备了不同磷含量的NiMoP/Al2O3加氢处理催化剂。为了研究磷对该系列催化剂活性相结构的影响,用二苯并噻吩(DBT)和喹啉为模型化合物,考察了催化剂的加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)性能。结果表明,添加适当的磷能够提高催化剂的HDS和HDN活性,但是高含量的磷能显著的降低催化剂的催化性能。通过对催化剂进行XRD和HRTEM表征发现,添加磷能够增加MoS2的堆积层数以及Ⅱ型“Ni-Mo-S”相的相对含量,这是因为在制备过程中添加磷降低了活性组分与载体之间的相互作用。
摘要:
采用等体积浸渍法制备负载型Ni/C催化剂,考察了制备因素对乙醇直接气相羰基化反应的影响。实验结果表明,催化剂最佳制备因素为,Ni的质量分数为5%,活性炭采用水洗预处理,控制浸渍液的pH值为8.0~9.0,焙烧温度为450℃,H2还原温度为400℃。采用上述参数制备的Ni/C催化剂,其乙醇转化率和丙酸选择性分别为96.14%和95.71%。利用N2物理吸附法研究载体预处理对催化剂比表面积、孔容及孔径的影响和X射线衍射法(XRD)研究了活性组分在惰性气氛中焙烧时的分散状况。
摘要:
以硝酸铬为Cr源,正硅酸乙酯为Si源,采用溶胶-凝胶法制备了Cr质量分数为2.5%~10%的Cr-基催化剂;采用XRD、BET、SEM、H2TPR等分析测试技术对催化剂的结构进行了表征;在微型固定床反应器中对催化剂乙烷二氧化碳氧化脱氢制乙烯的催化性能进行了评价,并考察了反应条件对催化性能的影响。结果表明,催化剂中Cr的质量分数大于5%时,Cr的物相为Cr2O3,但Cr质量分数较低时,检测不到Cr的物相;Cr质量分数为5%的催化剂具有较大的比表面积,Cr质量分数变大或变小,催化剂的比表面积都会减小;催化剂的孔径在2nm左右,并与Cr的质量分数关系不大;Cr质量分数为5%的催化剂具有最好的催化活性,在750℃的反应条件下,乙烷和二氧化碳的转化率可达79.29%和23.74%,乙烯的收率可达67.91%;Cr质量分数为5%的催化剂具有适宜的氧化还原性能,这有利于乙烷和二氧化碳的转化。
摘要:
Electro-oxidation of methanol was studied on titanium supported nanocrystallite Pt and Ptx-Sny catalysts prepared by electrodeposition techniques. Their electro-catalytic activities were studied in 0.5mol/L H2SO4 and compared to those of a smooth Pt, Pt/Pt and Pt-Sn/Pt electrodes. Platinum was deposited on Ti by galvanostatic and potentiostatic techniques. X-ray diffractometer (XRD) and energy dispersive X-ray (EDX) techniques were applied in order to investigate the chemical composition and the phase structure of the modified electrodes. Scanning electron microscopy (SEM) was used to characterize the surface morphology and to correlate the results obtained from the two electrochemical deposition methods. Results show that modified Pt/Ti electrodes prepared by the two methods have comparable performance and enhanced catalytic activity towards methanol electro-oxidation compared to Pt/Pt and smooth Pt electrodes. Steady state Tafel plots experiments show a higher rate of methanol oxidation on a Pt/Ti catalyst than that on a smooth Pt.  Introduction of a small amount of Sn deposited with Pt improves the catalytic activity and the stability of prepared electrode with time as indicated from the cyclic votlammetry and the chronoamperometric experiments. The effect of variations in the composition for binary catalysts of the type Ptx-Sny/Ti towards the methanol oxidation reaction is reported. Consequently, the Ptx-Sny/Ti (x∶y (8∶1), molar ratio) catalyst is a very promising one for methanol oxidation.
摘要:
以活性炭、活性焦作为脱硫剂,并应用BET、XPS等测试手段对其进行分析表征。结果表明,活性炭(焦)的脱硫能力与其表面酸碱性有着密切的关系,增加表面上起碱性作用的π—π键,羰基官能团(C—O和醚基官能团(C—O)的浓度,可增加其表面催化作用,特别是C—O官能团;反应温度对活性炭(焦)的脱硫性能有很大的影响,脱硫剂在150℃~180℃活性高,硫容大,副反应少;水蒸气对活性炭(焦)脱除H2S有促进作用。
摘要:
利用溶胶凝胶法制备CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性。CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂在250℃~400℃脱硝效率保持在90%以上。活性组分氧化铈负载量的增多提高了催化剂在低温区脱硝活性。同时利用程序升温方法研究了催化剂对NH3和NO的氧化性能,随着温度升高NH3被过度氧化生成了NO和N2O。催化剂能将NO氧化生成NO2,但转化程度较低。脱附实验表明,NH3和NO在催化剂表面存在明显的吸附现象。较少的NH3吸附量和NH3过度氧化是高温下脱硝效率降低的主要原因。暂态实验显示,NH3以吸附态参与反应,而NO以气态或弱吸附态参与反应。
摘要:
烟气脱硫后的V2O5-CoO/AC催化吸附剂在H2气氛下再生,并将再生尾气连续返回反应器,可以同时达到再生和资源化制备硫磺的目的。着重考察了不同情况下H2循环再生后V2O5-CoO/AC的二次脱硫活性,结果表明,硫磺制备要求系统中的硫在固相和气相之间发生多次形态转变,再生后催化-吸附剂上的残余硫使二次脱硫活性有所下降。主要原因是催化-吸附剂上的残余硫占据了脱硫所需的微孔,增加了表面酸量。再生后的H2吹扫可以将部分残余硫以H2S的形式赶出,提高二次脱硫硫容。NH3表面改性也可以降低表面酸量,提高二次脱硫硫容。
摘要:
选用经酸洗法脱灰的煤和秸秆制得实验样品。实验采用热重差热分析仪和气相色谱质谱联用仪对不同比例混合的煤和秸秆以及附加不同比例KOH的样品进行燃烧实验,研究秸秆与煤以不同比例混燃过程中碱金属K对NO释放特性的影响。研究结果表明,脱灰样品中参混一定比例秸秆能有效抑制NO释放,且在燃烧过程中NO释放曲线为单峰曲线。低秸秆比例的脱灰混样中,随着K含量的递增,对NO还原的催化作用越强,但含量达到一定值时趋于稳定。混燃气氛中氧气含量越低对还原NO越有利。
摘要:
以室温离子液体为催化剂,对芳烃中的微量烯烃杂质进行深度脱除。考察了离子液体种类、用量、温度等不同因素对烯烃脱除效果的影响。结果表明,[bmim]Br-AlCl3离子液体显示了优良的催化性能,在离子液体的质量分数为5%、室温、反应10min下,溴指数从原料的773.5下降到10以下,芳烃中微量烯烃脱除率达到99%以上,离子液体可重复使用,并对反应机理进行了研究。
摘要:
采用Monte Carlo方法研究了石墨负载Au团簇的熔化行为,着重考察了载体对负载型团簇结构的影响。建立了一个正二十面体的Au团簇和AB堆积的石墨载体,通过记录每一个状态的结构来研究团簇的熔化过程。模拟结果表明,随着温度的升高,Au原子从外到内,逐层熔化,形成二维岛状结构。Au与石墨载体之间的相互作用使得Au原子单层分散在石墨表面,相互作用越强,金属原子越靠近载体。