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2011年  第39卷  第02期

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摘要:
采用XPS对六枝(Liuzhi)和遵义(Zunyi)原煤及其固定床热解半焦表面的含碳官能团和硫迁移行为进行了研究。在氮气气氛下,在400℃~700℃遵义煤焦表面O=C-O, C-H 和 C-C含量与原煤相比,呈现下降趋势,而C=O和O-C-O、C-O含量却呈现增加趋势; 六枝煤焦表面的O=C-O、C=O和O-C-O、C-O含量的变化规律与遵义煤相似,而C-H和C-C含量的变化却与遵义煤相反。在氢气气氛下, 遵义煤焦表面不仅O=C-O含量与原煤相比下降, 而且C=O和O-C-O、C-O含量也下降,但C-H和C-C含量却增加; 六枝煤除了C=O 和O-C-O含量下降外, 其他官能团的变化与其在氮气气氛下相似。两种煤焦表面S/C比在氮气气氛下随着温度的升高而升高,氢气气氛下在400℃~600℃随着温度的升高却下降,700℃又显著升高。这说明在热解过程中硫在两种气氛下都能从体相向表面迁移,但是氢气能够和含硫自由基反应,所以氢气气氛下煤焦表面的S/C比率低于其氮气气氛下的。
摘要:
 在处理量为10kg/h的粉煤-固体热载体移动床实验装置上,以循环灰为热载体对其进行了热解特性评价实验。考察了热解温度(460℃~610℃)、反应时间(6min~8min)及煤粒粒径对热解产物产率和组成的影响。结果表明,随着热解温度的升高,气体产率增大;焦油产率在520℃时达到最大值4.94%。热解煤气的热值为19.80MJ/m3~23.20MJ/m3。与淮南烟煤相比,热解焦油中BTX、PCX的含量较高,特别是PCX的含量在反应温度为610℃时达到23.82%。热解半焦具有很好的燃烧特性而且硫含量明显低于原煤,有利于减轻循环流化床锅炉的脱硫负荷。
摘要:
 采用改进的三层BP神经网络建立了煤催化气化反应失重率、气化初始温度和最大气化速率所对应温度的预测模型。结果表明,采用改进BP神经网络模型在此研究中可达到较高的精度,其最大预测误差分别为5.18% 、5.65% 、2.33%,明显小于归回公式的预测误差。
摘要:
利用自行设计的自约束渗透装置,采用热导检测器在线跟踪穿透实验过程中CO2或He的渗透信号,在40℃条件下,对比研究了CO2和He在阳泉煤CH4饱和基质煤柱(φ6×13mm)中的渗透行为,讨论了煤对气体的吸附或吸取作用及孔隙气压对渗透率的影响。研究表明,有别于煤对He的作用,在CO2和CH4交替渗透时,不同的CH4吹扫时间,对应于不同的CO2初始穿透时间。CO2穿透后被CH4吹扫36h,在煤柱中仍有残留,表明煤对CO2具有相对较强的吸着作用。He在煤柱中穿透后没有明显残留,并且He在测试煤柱中渗透率明显大于CO2的渗透率。在测试条件下,气体交替渗透多次的稳定渗透率无明显变化,表明煤柱的结构没有发生显著变化。由于孔壁效应、煤基质膨胀、吸附边界层等因素的存在,使得气体渗透率随孔隙气体压力的增加而降低。
摘要:
 在氩气气氛下,利用固定床反应器对稻草(DC)、麦杆(MG)和锯末(JM)三种生物质进行热解实验,采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)在线检测热解气体产物中的含氮组分,分析各种气相含氮组分的释放规律。实验结果表明,由于锯末中木质素含量较高,锯末热解开始快速释放NO、NH3和HCN的温度明显高于稻草和麦杆。稻草热解过程中生成的NH3、HCN和NO量最大。低温下NH3的生成至少部分与生物质中氨基结构的分解有关,HCN的生成温度较高。不同生物质热解过程中NO、NH3和HCN释放特性的差异,是由生物质大分子结构不同、灰分含量及成分不同、N含量不同等决定的,以及氮在生物焦、焦油和气相间的分配差异造成的。
摘要:
以乙醇和乙酸的酯化作为反应模型,考察固体酸催化剂阳离子交换树脂、SO42-/ZrO2和分子筛在微波加热条件下的酯化活性。结果表明,三类固体酸催化剂的活性顺序为Amberlite树脂﹥SO42-/ZrO2﹥HZSM-5,催化剂活性与酸度一致;酯化反应中水的含量对催化剂的活性有不同程度的影响,水含量较高时催化剂SO42-/ZrO2酯化活性明显变差,而阳离子交换树脂仍具有较高的酯化活性。采用阳离子交换树脂对生物油进行微波催化酯化提质后,原生物油中含有的大量不同种类的羧酸被有效地转化成各种酯类,酯类化合物由原油中的4种增加到13种。与传统加热条件下生物油催化提质比较,生物油微波提质具有明显优势,提质后生物油组分得到优化。
摘要:
采用激光拉曼光谱(LRS)技术对添加有乙二醇和柠檬酸的NiMoP浸渍液和用该浸渍液制备的NiMoP/Al2O3催化剂进行了表征,研究了乙二醇和柠檬酸含量对NiMoP浸渍液及浸渍过程中活性相组成、结构的影响。结果表明,乙二醇使NiMoP(0.063)浸渍液中Hx\[PMo11O39\](7-x)- 或Hx\[PMo9O31\](3-x)-及Hx\[PMo12O40\](3-x)- 杂多阴离子结构转化成Hx\[P2Mo5O23\](6-x)- 结构,而柠檬酸能保持NiMoP(0.063)浸渍液中Hx\[P2Mo5O23\](6-x)-、Hx\[PMo11O39\](7-x)- 或Hx\[PMo9O31\](3-x)-及Hx\[PMo12O40\](3-x)-杂多阴离子结构共存,但导致Hx\[P2Mo5O23\](6-x)-含量降低,Hx\[PMo12O40\](3-x)-含量升高。相对乙二醇而言,柠檬酸有机添加剂能够更有效地阻止浸渍过程中各杂多阴离子结构在载体氧化铝孔道中的分解。
摘要:
制备了Ni/Al=4.1(原子比)的NiAl类水滑石,焙烧获得NiAl复合氧化物,浸渍K2CO3溶液制备了K改性NiAl复合氧化物催化剂,其中K/Ni=0.05~0.2(原子比),用于N2O催化分解反应。通过元素分析、XRD、BET、H2-TPR、XPS等技术表征了催化剂的组成结构,考察了NiAl类水滑石的预处理方式、K负载量、焙烧温度等制备参数及反应条件对催化剂活性的影响。结果表明,K2CO3溶液浸渍焙烧态NiAl类水滑石(NiAl复合氧化物)制备的催化剂活性高于K2CO3溶液浸渍新鲜类水滑石制备的催化剂,而K/Ni=0.1、400℃焙烧的催化剂活性较高;在NiAl复合氧化物中引入K离子,增大了催化剂表面Ni2+周围的电子云密度,从而减弱了催化剂表面Ni-O键强度,降低了表面NiO的还原温度,提高了催化剂活性。
摘要:
采用离子交换法、固相分散法和微波固相法等不同方法制备了Cu/HZSM-5催化剂,以BET、XRD和XPS等手段对催化剂样品进行了表征。结果表明,不同方法制备的Cu/HZSM-5催化剂上Cu物种的落位分布状态不同,离子交换法制备的催化剂Cu物种更多地落位于分子筛孔道内,微波固相法和固相分散法制备的催化剂Cu物种较多地落位分布在分子筛外表面。固相分散法制备的样品未能使铜物种完全分散于分子筛表面,在13.1°、16.8°、35.5°和38.0°等处仍存在CuO的晶相衍射峰。催化分解NO反应的活性考察结果表明,用微波固相法制备的催化剂催化分解NO的活性及稳定性明显超过另两种方法所制备的催化剂,在无氧条件下NO最初转化率高达89.2%,经反应25h后,转化率仍维持在70%以上;在富氧气氛下催化分解NO活性降低速率低于由离子交换法制备的催化剂。结合表征结果可以得出,落位于分子筛外表面以离子交换态形式存在的Cu物种对催化分解NO反应更为有利,而且催化稳定性更好。
摘要:
在管式石英反应器中研究了Na2CO3对氨水-SNCR以及尿素-SNCR的影响。结果表明,添加少量的Na2CO3可以明显提高低温区域的脱硝效率,同时使NH3泄漏曲线明显往低温方向偏移,尿素-SNCR过程尾部HNCO泄漏明显降低;添加少量的Na2CO3可以明显降低N2O排放,这在尿素-SNCR过程中尤为明显;Na2CO3的添加明显提高了尿素热解气中HNCO向NH3的转化率,这是尿素-SNCR过程中HNCO泄漏可以显著降低,N2O排放得以大量减少的主要原因;Na2CO3添加量相同时,较低氨氮比工况的脱硝效率促进作用相对更为明显,较高氨氮比工况脱硝温度窗口宽度的扩展作用相对更为有效,而较低氧含量工况的脱硝效率促进效果也相对更为显著。
摘要:
太阳能光催化分解水制氢是太阳能制氢的最佳途径之一。选择CdS为敏化剂,制备了可见光响应的CdS复合钛酸纳米管光催化剂。以所制备的光催化剂在不同模拟有机污染物中的光催化产氢活性进行研究,对有机物浓度、pH值等反应参数进行了考察,并对其产氢机理进行了分析。研究发现各类有机物中,甲酸溶液中产氢量活性最高。分别考察了10%、20%、30%、40%、50%体积分数的甲酸,其中20%体积分数的甲酸作牺牲剂时产氢活性最高。
摘要:
采用溶胶-凝胶法制备了ZnO微米颗粒,电沉积Pt合成了Pt-ZnO/C复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物的晶型和形貌进行了表征,并利用循环伏安法(CV)研究了所得复合材料对甲醇和乙醇的电催化活性。实验结果表明,该催化剂在ZnO的质量分数为50%时对甲醇和乙醇氧化的电催化活性最好。
摘要:
结合原位FT-IR,热力学分析及反应规律研究了KBr催化剂上碳酸二甲酯(DMC)氧位甲基化苯酚合成苯甲醚的反应机理。FT-IR显示KBr催化剂高于100℃活化苯酚生成酚盐,但至200℃也不活化DMC。共吸附的FT-IR及反应数据均显示苯甲醚高于150℃时生成。反应中检测到少量羰基甲氧基化产物苯基甲基碳酸酯(MPC)先于苯甲醚而生成,结合热力学计算及MPC分解转化的实验结果分析,生成MPC的反应是与生成苯甲醚的甲基化反应并行的可逆副反应。甲基化反应的机理为苯酚先被去质子化而形成酚盐,高于150℃时,酚盐的酚氧负离子亲核进攻DMC的甲基碳而生成苯甲醚。
摘要:
通过造纸污泥薄层干燥实验,考察了温度对造纸污泥干燥特性的影响,引入薄层干燥模型对污泥干燥动力过程进行模拟。结果表明,泥层越薄和干燥温度越高,污泥干燥的速率就越快,当干燥温度从80℃上升到160℃时,相对应的最大干燥速率从0.008g/(g·min)上升到0.030g/(g·min);Modified page模型描述了薄层造纸污泥在烘箱中的干燥过程,应用Fick扩散模型,薄层造纸污泥在干燥温度为80℃~160℃时,有效扩散系数为2.2×10-10m2/s~3.96×10-10m2/s。通过Arrhenius方程建立温度和有效扩散系数之间的关系,得出水分扩散的活化能为9.435kJ/mol。
摘要:
通过城市污水污泥与固体垃圾合成样品在小型管式焚烧炉内的混烧实验,采集灰渣样品进行XRF化学成分分析和浸出毒性鉴别测试,结合污水污泥焚烧过程中热力学平衡计算,定量表征了污水污泥中Cu、Pb、Zn、 Mn、Ni在焚烧过程中向底灰、飞灰和烟气迁移的特性及对灰渣的毒性影响。研究结果表明,污水污泥混烧显著提高了飞灰和底灰中重金属含量,其中Zn和Pb增加量最大,而Ni、Mn、Cu依次减少;随着有机氯的加入,飞灰中重金属含量呈现递增趋势,其中Zn表现最明显。毒性测试结果显示,污水污泥的混烧也导致了垃圾焚烧飞灰中Zn和Pb的浸出浓度超过中国对危险废物浸出的控制标准值。同时,重金属迁移的热力学平衡模型预测结果与实验结果差距较大。这表明热力学平衡计算方法还需进一步考虑影响重金属氯化物形成的其他因素,如在焚烧过程中反应动力学、焚烧室内氧气含量变化、与其他元素间的化学反应等。