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2010年  第38卷  第05期

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以贵州煤为原料,在热解温度950℃~1400℃制备了各种慢速和快速热解焦,主要对高温热解过程中煤焦的碳微晶和孔结构的演变行为进行了研究,同时也研究了高温气化过程中煤焦的孔结构变化规律。结果表明,慢速热解焦和快速热解焦的C和H含量明显不同;随热解温度的升高,煤焦的碳微晶结构向有序化方向发展,但慢速热解煤焦比快速热解煤焦的“石墨化”程度大;快速热解煤焦的微孔比表面积和微孔容积明显高于慢速热解煤焦,即快速热解煤焦的孔隙结构明显比慢速热解煤焦发达;在气化反应初期,煤焦的微孔比表面积下降,微中孔比表面积增加,反应后期煤焦的总比表面积快速下降。
摘要:
采用连续式超临界水反应装置,以20%的水煤浆为反应原料,考察了不同KOH/煤质量比、温度、压力对褐煤制氢过程的影响。实验结果表明,在水煤浆中添加KOH可以提高碳气化率及H2的体积分数和产率,在600℃、25MPa、KOH/煤质量比为4.1%时,与未加KOH相比,气相产物收率由29.6%提高到49.5%,碳气化率由23.0%增大到31.5%;H2的产率由135.4mL/(g daf coal)提高到239.1mL/(g daf coal)。随着温度的升高,H2产率逐渐增大,650℃时达到287.8mL/(g daf coal),是500℃时的5.4倍;高温、高压下,KOH对煤气化过程的催化作用更为明显。
摘要:

对比了渭北晚古生代5号煤样品酸处理前后微量元素含量的变化。结果表明,按其量化表征的煤中微量元素酸脱除率划分,44个微量元素可分为五类,它们在元素周期表中有着明显的分布规律:Ⅰ型,为煤中典型的易酸脱除微量元素,主要占据于元素周期表中第Ⅰ、Ⅱ主族元素位置,按电子构型,属s区;Ⅱ型,为煤中较易酸脱除微量元素;Ⅲ型,为煤中较难酸脱除微量元素,主要占据在第Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ副族元素位置上,按电子构型,属d区和f区左半部;Ⅳ型,是难酸脱除的微量元素,主要占据在第Ⅳ、Ⅴ主族元素位置,(稀土元素部分在第Ⅲ副族)按电子构型,属p区和f区中部;Ⅴ型,为典型的最难酸脱除微量元素,主要占据在第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ副族位置,按电子构型,属d区的前半部、ds区和f区的右半部。煤中微量元素的酸脱除难易的大小,在元素周期表的横向、纵向和对角线方向,亦有一定的变化规律。

摘要:
利用现代分析测定仪器和实验室模拟手段,以煤及固相(焦炭)、液相焦化产物(焦油、氨水)、气相焦化产物(煤气)中有害微量元素镉(Cd)、硒(Se)为研究对象。通过测定,比较不同煤化度煤种微量元素的含量,并归纳探讨了配合煤中Cd、Se元素在焦化过程中的迁移规律。发现煤化度不同的煤中,镉元素随着煤变质程度升高而减少;硒元素含量对比: QF
摘要:
分别以甲基萘磺酸盐(MF)及改性碱木质素磺酸钠(B1)为分散剂,考查了水葫芦与神府煤的成浆性能。结果表明,当100g煤中加入19.16g的水葫芦时,以MF为分散剂,60%浓度水葫芦煤浆的表观黏度为1154mPa·s,Fe2(SO4)3改性水葫芦煤浆的表观黏度为999mPa·s。以B1为分散剂,水葫芦煤浆的表观黏度略有提高。Fe2(SO4)3的加入减少了与水缔合的含氧官能团数量,增加了水葫芦中起降黏作用的自由水含量。水葫芦能有效的提高水煤浆的稳定性,使出现硬沉淀的时间从2h延长到60h,Fe2(SO4)3作用后的水葫芦可进一步提高水煤浆的稳定性,使其出现硬沉淀的时间延长到88h以上。水葫芦中大量的亲水性含氧官能团以及纤维素等大分子是水煤浆稳定性提高的主要原因。
摘要:
针对粉状原料-氧热法电石生产新工艺的需求,通过程序升温法研究了多种粉状含钙原料与粉状焦炭直接反应制备电石的过程。结果表明,升温过程中CaCO3释放的CO2、Ca(OH)2和电石渣释放的H2O对焦炭的量和质的影响很小,CaCO3、Ca(OH)2和电石渣均可直接用于电石生产,电石生成反应自1450℃开始,1740℃左右达到峰值。CaSO4与焦炭在920℃左右反应形成CaS,在研究的温度范围内CaS不与焦炭反应。
摘要:
研究了离子液体作为介质对在有机胺存在时甲酸分解制氢的影响。结果表明,离子液体的引入能明显促进甲酸分解反应,特别是BMImCl的引入。基于此同时为了取代挥发性有机胺、发展具有实用价值的甲酸分解制氢体系,设计和制备了一系列胺基功能化离子液体,并作为反应介质和助剂应用于甲酸均相分解反应中。其中钌-胺基功能化离子液体甲酸钠 (Ru-i-Pr2NEMImCl-HCOONa) 甲酸分解制氢体系具有优良的催化性能,相应的TOF > 600mol/mol/h。可以使用非挥发性的离子液体取代传统的挥发性胺,从而为发展具有实际应用价值、高效而清洁的甲酸分解制氢体系打下基础。
摘要:
以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯(\[Bmim\]Cl)和1-丁基-3甲基咪唑四氟化硼(\[Bmim\]BF4)为催化剂,在微波加热作用下,研究了稻草和锯屑的热解。微波加热20min,稻草和锯屑的生物油产率分别为38%和34%。考察了微波加热时间、微波功率和离子液体用量对生物质油产率的影响。当以相同的离子液体为催化剂时,稻草微波热解得到的生物质油产率大于锯屑的。生物油成分主要有糠醛、醋酸和1-羟基-2-丁酮等,其含量主要取决于生物质原料和加入的离子液体的类型。
摘要:
生物油黏稠、稳定性差、热值低、腐蚀性强,需要进行改质与品位提升,将生物油中的有机酸通过酯化的方法转化为中性的酯类可以改善生物油的性能。实验利用模型反应,筛选出了适合于生物油体系的732型和NKC-9型两种树脂作为酯化改质的催化剂。生物油和甲醇在间歇釜内以732和NKC-9为催化剂进行改质以后,酸值分别降低了88.54%和85.95%,表明生物油中的有机酸极大地转化为中性酯类。此外,热值分别提高了32.26%和31.64%,水分分别降低了27.74%和30.87%,密度均降低了21.77%,黏度降低均接近97%。732树脂固定床催化酯化生物油后,酸值降低了92.61%。加速陈化实验和铝片腐蚀性实验结果分别表明,改质生物油的稳定性和腐蚀性能得到了改善。
摘要:
以戊烷为溶剂,在脱沥青实验装置上对辽河稠油减渣进行梯级分离,得到轻脱油、重脱油和脱油沥青。在温度155℃~170℃、压力为4.0MPa~7.0MPa,考察了温度、压力变化对脱沥青油收率及性质的影响。用超临界萃取分馏的实验结果关联了脱沥青油残炭、N元素、Ni元素的脱除率。结果表明,压力升高、温度降低,脱沥青油收率增加,轻、重脱油的残炭值及S、N、Ni、V等元素含量升高,脱沥青油性质变差。在脱沥青油收率最高为74.23%时,Ca、Ni元素的脱除率分别为92.75%、74.50%;残炭的脱除率为62.13%;N、S元素的脱除率分别为40.17%、24.10%。超临界萃取馏分油的杂质脱除率与脱沥青油的杂质脱除率有较好的相关性。
摘要:
采用外表面覆硅改性,内表面金属锌改性制备了ZnSi/HZSM-5芳构化催化剂,以全馏分FCC汽油为原料,在实验室固定床反应装置上进行催化剂的抗积炭及芳构化性能评价,并探讨了催化剂改性机理。采用XRD、BET、Py-IR及元素分析等方法对催化剂晶相、孔结构、酸性及抗积炭性能进行了表征。结果表明,在500℃、1.5MPa及空速为3.0h-1的条件下,液相产品中烯烃及芳烃质量分数分别为21.75%和27.32%,锌硅改性催化剂具有较高的活性、稳定性及芳构化降烯烃性能。
摘要:
以浸渍法和水热合成法对ZSM-5分子筛进行Ga、Zn改性,制得不同酸性的分子筛催化剂。采用XRD、SEM、NH3TPD和XPS等表征手段,研究考察了Ga、Zn和不同引入方法对催化剂的孔结构、骨架结构特性和表面酸性的影响,并以丙烯芳构化为模型反应,考察了Ga、Zn改性对ZSM-5催化剂烯烃芳构化催化性能的影响。研究结果表明,Ga、Zn改性对催化剂形貌影响较小,但能明显改变催化剂的表面酸性和烯烃芳构化性能。Zn改性能降低催化剂的酸性,而Ga改性与其引入的方式有关,浸渍法引入催化剂的中强酸位略有下降,而水热合成法引入则显著增加了催化剂的总酸量。Ga、Zn改性均提高了芳构化反应的活性和芳烃选择性,并抑制催化剂表面积炭。
摘要:
在SBA-15的合成体系中直接引入锆原子硝酸盐,用氨水调节体系的pH值到4.0~5.0,通过水热晶化处理后得到一系列不同含量的Zr-SBA-15介孔微球。利用XRD、氮吸附、SEM、TEMEDS、ICP、FT-IR、和漫反射UV-vis 等技术对该材料的组成、结构及形貌进行了表征。结果表明,这种杂化材料具有纳米介孔结构、高比表面积和空心微球等特征,空心微球形貌的形成可能与金属杂原子的引入、溶液pH值的调节有关,锆原子被高效率地引入到纳米介孔结构中,表面酸性与未改性前相比有了显著的提高,随着锆含量的增加,样品结构和表面酸性的变化直接影响着催化剂在甲醇脱水反应中的表现。
摘要:
选用Co/ZrO2催化剂,通过改变催化剂颗粒径,在积分固定床反应器上研究了内扩散行为对F-T合成反应过程的影响。以表观活化能、烯/烷比的变化等为依据,考察了内扩散行为对F-T合成反应历程、催化剂活性及产物选择性的影响。催化剂颗粒径不同,内扩散限制程度会发生相应变化。实验结果表明,不同程度的内扩散限制条件下,F-T合成反应历程会有较大差异。当反应开始后,颗粒内孔从“干”到“湿”,不同粒径的催化剂颗粒上气态烯/烷比变化均呈“U”型趋势。在固定床反应器上,增加空速通常会有CH4选择性升高、气态烯/烷比略有增加的现象,这是由于内扩散限制未完全消除的缘故。
摘要:
采用热分解硝酸镍和钼酸铵的方法制备了Ni-Mo-Al2O3非负载催化剂。分别以乙酸、苯酚为探针分子,在连续流动固定床反应器上评价了催化剂的加氢脱氧活性,并采用XRD、BET、XRD、EDS等技术对催化剂进行了表征,着重考察了焙烧温度对催化剂的晶态结构、表面元素相对含量及催化性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂的比表面积增大,晶化程度提高,焙烧温度550℃时,催化剂表面Ni、Mo、Al的比例达到最优,并具有最好的加氢脱氧活性。在250℃、0.4MPa条件下,乙酸的脱氧率达到96.0%;在200℃、0.3MPa条件下,苯酚的脱氧率达到96.8%。
摘要:
采用固定床连续进料的反应器代替传统间歇反应釜作为评价反应器,以环境友好的碳酸二甲酯为甲基化试剂,由苯酚合成苯甲醚的反应新工艺。采用SiO2负载的钾盐类催化剂,考察了反应温度、进料空速、原料配比、活性组分负载量以及催化剂用量等对反应性能的影响。研究表明,在该负载型钾盐催化剂上苯酚的转化率均较高,且生成苯甲醚的选择性较好。尤其是在KF/SiO2催化剂上,在DMC/苯酚摩尔比为2∶1,进料空速为2h-1,反应温度为250℃时,苯甲醚收率和选择性分别高达93.93%和98.19%。而且该负载型催化剂活性比较稳定,未发现活性组分流失,反应运行16h催化剂未见失活。
摘要:
以掺杂石墨粉的中间相碳微球(MCMB/G)烧结管为阴极支撑体,采用浸涂工艺分别制备了扩散层和催化层并在其外表面包裹Nafion膜,制得管状异型阴极并组装成异型直接甲醇燃料电池;采用溶胶-凝胶法制备了适用于直接甲醇燃料电池的溶胶-凝胶流动相。研究了溶胶-凝胶流动相异型直接甲醇燃料电池的阻抗,考察了阴极支撑体壁厚、阴极扩散层载量、实验温度和溶胶黏度等对电池极化性能的影响。结果表明,异型电池阻抗比传统平板电池大,但活化后电池阻抗明显下降;较低的溶胶黏度和较高的工作温度有利于提高电池性能;支撑体壁厚为1.3mm、扩散层载量为3.5mg/cm2时的电极性能最优。
摘要:
研究了Y2O3稳定的ZrO2(YSZ)氧离子传导膜H2S固体氧化物燃料电池性能。掺杂NiS、电解质、Ag粉和淀粉制备了双金属复合MoS2阳极催化剂,掺杂电解质、Ag粉和淀粉制备了复合NiO阴极催化剂,用扫描电镜对YSZ和膜电极组装(MEA)进行了表征,比较了不同电极催化剂的性能和极化过程,考察了不同温度对电池性能的影响。结果表明, 双金属复合MoS2/NiS阳极催化剂在H2S环境下比Pt和单金属MoS2催化剂稳定,复合NiO阴极催化剂比Pt性能好,在电极催化剂中加入Ag可显著提高电极的导电性;与Pt电极相比,复合MoS2阳极和复合NiO阴极催化剂的过电位较小,阳极的极化比阴极侧小;温度升高,电池的电流密度与功率密度增加,电化学性能变好。在750℃、800℃、850℃和900℃及101.13kPa时,结构为H2S、(复合MoS2阳极催化剂)/ YSZ氧离子传导膜/(复合NiO阴极催化剂)、空气的燃料电池最大功率密度分别为30mW/cm2、70mW/cm2、155mW/cm2及295mW/cm2、最大电流密度分别为120mA/cm2、240mA/cm2、560mA/cm2和890mA/cm2
摘要:
利用外热式下吸固定床气化实验装置,研究了在一定的空气流量(0.05m3/h)、气化温度(800℃)下污泥水分含量对3种不同性质污泥空气气化特性的影响。结果表明,气化气中CO2、CH4和H2含量、气化气热值以及水相生成量均随污泥水分含量的增加而增加,而CO含量和焦油生成量呈降低趋势。污泥厌氧消化使气化气中CO、CH4、H2、CmHn含量以及气化气品质降低;而污水处理工艺中的厌氧过程可改善气化气品质,其中来自A2/O工艺消化污泥的气化气品质高于普通活性污泥法消化污泥的气化气品质。随着污泥水分含量的增加,2种不同污水处理工艺产生的消化污泥气化气中CO、CO2和H2含量的差距逐渐加大,来自于同一A2/O工艺的消化与未消化污泥气化气中H2 和CO2含量的差距亦逐渐加大,而消化与未消化污泥气化气中CO含量的差距则逐渐接近。
摘要:
在自行设计的旋风炉实验台上对焚烧飞灰进行玻璃化熔融实验,系统研究了焚烧飞灰熔融前后微观形貌、灰渣中重金属特性和浸出特性。实验结果表明,焚烧飞灰旋风熔融后成黑色的脆硬玻璃态熔渣,表层呈浅黄色。在熔渣中Ni、Cr的固溶率最高,均超过95%以上;低熔点重金属多数挥发至熔融烟气和熔融烟道飞灰颗粒中,Cd的固溶率仅有21%,Pb和Zn部分固溶于玻璃态熔渣中,两者固溶率可达42%以上。Cu和As的固溶率分别为37%和18%。熔融后的玻璃态熔渣重金属浸出率明显低于熔融前的焚烧飞灰,且均低于美国EPA的标准限值。
摘要:
将金属有机骨架材料应用于燃油深度脱硫研究。采用水热法合成了金属有机骨架材料MOF-5,利用XRD、N2吸附和SEM等技术对其结构进行了表征。通过测定固定床吸附穿透曲线,考察了模型燃油类型对MOF-5吸附分离噻吩效果的影响。结果表明,MOF-5对硫化物的吸附容量超过了文献报道;在脂肪油中其穿透容量和饱和容量质量分数分别为0.90%和1.92%,在芳香模型物质中其穿透容量和饱和容量质量分数分别为0.64%和1.72%。通过采用与活性炭分层填装吸附柱技术,解决了溶解水对脱硫的影响,为吸附脱硫技术提供了新思路。
    
摘要:
采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)+哌嗪(PZ)复合溶液作为捕集CO2吸收剂,研究了膜吸收再生循环装置的操作性能,考察了气液流量、吸收剂浓度和再生电压等因素对捕集率和传质通量的影响,采用正交实验方法,优化操作条件,确定最佳操作方案。结果表明,气体流量对捕集率的影响明显大于液体流量的影响;气体流量增大对传质通量影响不明显;吸收剂浓度的增大使传质通量迅速增大,但大于一定值时通量不再增大;正交实验得出最佳操作条件为液体流量110mL/min、气体流量0.65L/min、吸收剂总浓度2.5mol/L和再生电压210V,捕集率大于95%,传质通量维持在5.86×10-4mol/(m2·s)。
摘要:
设计了一个新型内置多孔介质卷式制氢反应器,进行了天然气/空气预混气在当量比1.25~2.50,总流量60L/min~120L/min条件下的富燃实验,研究其自热重整制氢的燃烧特性。结果表明,富燃情况下可实现自维持燃烧,自稳定响应时间较快;反应器Swiss-roll结构的有效预热与中心多孔介质的蓄热,可提高反应温度至1600K以上,实现超绝热富燃制氢;固定流量条件下,甲烷的转化效率与能量利用率随着当量比的变化而改变。实验中,氢气生成率与能量利用率分别为30%~57%、50%~84%。流量为120L/min,当量比为2.0时,尾气中H2浓度达22%,氢气生成率为57%,能量利用率为68%。