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2015年  第43卷  第02期

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摘要:
This paper analyzes the coal to char stages of char formation of six coals of different ranks by using Fourier transform infrared coupled with attenuated total reflectance (ATR-FTIR). The chars were obtained by coal pyrolysis carried out at temperature range of 450 ~700. The data obtained shows the pragmatic disappearance of the aliphatic hydrogen content with increasing char formation temperature. Numerical evaluation of the spectra enabled the determination of aromaticity, fa. The aromaticity was found to be between 0. 66 ~0. 79 for lignite, 0. 75 ~0. 90 for sub-bituminous, 0. 84 ~1. 00 for low volatile bituminous, 0. 83 ~ 1. 00 for high volatile bituminous, 0. 94 ~1. 00 for semi-anthracite, and 0. 97 ~1. 00 for anthracite respectively. With increasing rank of coal samples, spectra exhibit rising aromaticity and enhanced condensation of aromatic rings, whereas the aliphatic chain lengths decrease.
摘要:
研究了碱酸比不同的3种熔融煤灰(A、J1和J2)在莫来石和刚玉两种耐火材料上的界面特性。结果表明,A对莫来石和刚玉都有很好的润湿性,而J1和J2对这两种耐火材料则经历由不完全润湿到润湿的过程。熔渣与耐火材料(S-R)界面宽度随着接触角减小而增大。从灰渣开始熔融至1 520 ℃,熔融煤灰J1在耐火材料表面上的接触角随着倾角的增加而减小;当倾角为20°时,其接触角突然增大。SEM-EDS分析表明,由于界面反应,A比J1更容易渗透进入耐火材料内部。对于碱酸比不同的煤灰,渗透和酸碱反应是熔渣对耐火材料腐蚀的关键。
摘要:
对两种原始煤灰进行混合,并分别搭配不同的添加剂,得到3种元素组成相同的煤灰,灰熔点测试结果显示,三者的灰熔点存在较大差异。结合X射线衍射技术和SEM-EDX(扫描电子显微镜与能谱联用)分析了3种煤灰(>800 ℃)在高温时的矿物质转化过程。结果表明,不同的灰熔点调控手段对不同煤的影响是不同的。原因是高温时矿物质组成不仅与煤灰化学元素组成相关,更与元素在矿物质中的赋存状态有关。两者共同决定了煤灰的熔融特性。
摘要:
以高灰熔点朱集西洗煤为对象,研究了助熔剂CaCO3、Fe2O3、CaCO3/Fe2O3复合助熔剂以及CaMg(CO3)2对其煤灰熔融特性的影响。结果表明,各助熔剂均可降低煤灰熔融温度,但助熔效果与助熔剂种类和添加量有关,采用CaCO3/Fe2O3复合助熔剂以及CaMg(CO3)2在添加量较小时,助熔效果明显;利用FactSage热力学软件,分析了添加助熔剂对煤灰中矿物高温熔融行为的影响,为进一步掌握助熔剂的助熔机理提供理论帮助。
摘要:
使用水平管式炉,在不同热解温度(500~1 000 ℃)条件下对废纸屑和樟树叶两种木质纤维类生活垃圾进行了热解实验,分别采用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱研究了样品所含矿物质和碳结构随热解温度的变化。结果表明,废纸屑和樟树叶含有的主要矿物分别为方解石和草酸钙,在500 ℃之前草酸钙全部转化为方解石,焦样中的方解石在800 ℃以后逐渐分解并形成生石灰。拉曼光谱对生活垃圾焦的碳结构变化非常敏感,低温热解时生活垃圾的大分子结构发生缩合和解聚,产生了孤立sp2碳原子,导致峰参数D1峰半高宽和峰面积比值ID1/IG逐渐增大;高温热解时晶体sp2碳原子增多,导致D1峰半高宽和ID1/IG逐渐减小。焦样的碳结构有序度随热解温度升高先降低后提高。
摘要:
以天然凹凸棒(ATP)为载体,分别利用机械混合法、浸渍法和溶胶-凝胶法制备了3种铁基复合载氧体。利用X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)、N2-吸附脱附等温线等对其进行物化表征,并在900 ℃流化床中考察其煤化学链燃烧反应性能。结果表明,ATP能显著增加载氧体比表面积和抗磨损能力,并对煤转化过程有催化作用,其与Fe2O3的协同作用使初始碳转化速率显著提高。溶胶-凝胶法制备的U-Fe4ATP6表面Ca元素含量为4.3%,比表面积为4.920 7 m2/g,均高于其他两种载氧体,表现出更高的催化性能和反应活性:初始碳转化速率为0.168 min-1,平均CO2浓度为98.6%,燃烧效率为98.7%。20次反应后,U-Fe4ATP6催化性能略有降低,对应的初始碳转化速率降至0.108 min-1,停留时间t95延长到18 min;且能维持较高的反应活性,对应的CO2捕集效率和燃烧效率分别稳定在98.6%和96.7%。
摘要:
在固定床反应系统上考察凹凸棒黏土对燃煤可吸入颗粒物PM2.5的排放及团聚捕集特性影响,分析凹凸棒黏土添加量以及添加凹凸棒黏土情况下燃烧气氛、燃烧温度和钙硫物质的量比等参数对燃煤PM2.5的数量浓度、质量浓度以及团聚捕集率的影响规律。结果表明,煤燃烧过程中添加凹凸棒黏土可以显著降低PM2.5排放浓度,凹凸棒黏土的添加量不宜超过3%(质量分数);空气气氛下燃烧产生的PM2.5多于O2/CO2气氛;随着钙硫物质的量比的增大,PM1的质量浓度减小,但PM1~2.5的质量浓度增大,颗粒物的粒径有向更大粒径转移的趋势;燃烧温度的升高会促进PM2.5各粒径范围颗粒物的生成,降低了凹凸棒黏土对PM2.5团聚捕集率。
摘要:
以半纤维素主要成分木聚糖的两种单体——吡喃木糖和O-乙酰基吡喃木糖为模型化合物,运用密度泛函理论(DFT),采用B3LYP方法和6-31+G(d,p)基组进行计算,研究了吡喃木糖热解形成HAA的6条可能的反应路径和O-乙酰基吡喃木糖热解形成HAA的3条可能的反应路径。由此确定了吡喃木糖热解形成HAA的最优路径为:吡喃木糖首先开环得到链式木糖,然后C3羟基和C2氢脱水,随后经重排和逆醇醛缩合反应生成包含C4/C5的HAA;该路径的决速步骤为脱水反应,能垒为253.3 kJ/mol。O-乙酰基吡喃木糖热解形成HAA的最优路径为:O-乙酰基吡喃木糖首先支链断裂脱出乙酸(AA),开环后的链式中间体经氢转移反应得到包含C4/C5的HAA;该路径的决速步骤为最后的氢转移反应,能垒为317.6 kJ/mol。
摘要:
In this research, 1-butyl-pyridinium tetrafluoroborate ([C4Py][BF4]-) was prepared by ion exchange method and was characterized by 1H-NMR, 13C-NMR, and FT-IR techniques. The synthesized ionic liquid was used for removal of dibenzothiophene as a typical organosulfur pollutant from organic medium. The effect of different parameters on the extraction efficiency was studied and optimized. At the optimized conditions, 97.68% of dibenzothiophene was extracted from 1 000 mg/L n-hexane solution. The extraction efficiency obtained in this work was higher than the previous reported values. The desulfurization reaction was kinetically followed the second order mechanism. The ionic liquid was reusable and after four regeneration cycles 97% of its original extraction efficiency was retained.
摘要:
采用等体积浸渍法将硫代硫酸铵(ATS)负载在Mo/AC催化剂上,制备了器外预硫化的Mo/AC-ATS催化剂;以噻吩加氢脱硫(HDS)为探针反应,考察了活化温度和活化时间对预硫化催化剂加氢脱硫活性的影响。研究发现,300 ℃下活化0.5 h所得到的预硫化催化剂具有最好的加氢脱硫活性。与传统硫化剂CS2和DMDS硫化的催化剂相比,采用Mo/AC-ATS催化剂,在最佳活化条件下,噻吩转化率分别提高了34%和42%。XPS、TPR-MS和TEM等表征结果显示,预硫化的Mo/AC-ATS催化剂中Mo4+含量较高,这是其具有较高加氢脱硫活性的主要原因。
摘要:
为提高Ni2Mo3N在芳烃加氢过程中的耐硫性,采用络合物分解法制备以碱金属K为助剂的K-Ni2Mo3N催化剂,并应用于0.01%(质量分数)噻吩存在下的苯加氢反应体系。研究表明,电子型助剂K的添加对于Ni2Mo3N晶体结构无影响,但可以提高催化剂噻吩初始耐硫性至85%(苯转化率)。分析原因发现,碱金属助剂K改变了催化剂表面Ni物种电子状态,增加Ni原子表面电子密度,使得表面Ni呈富电子状态,削弱噻吩与Ni间相互作用。
摘要:
采用离子交换法用NH+4、Zn2+、Cu2+、Cr3+阳离子改性NaY分子筛,并利用XRD、FT-IR和低温N2吸附-脱附等方法对改性的分子筛进行了表征。XRD 和FT-IR表征结果表明,改性后的分子筛骨架完好。Cr改性Y分子筛(CrY)的比表面积、孔体积及平均孔径均较小,但存在部分介孔。研究了改性分子筛对含喹啉模拟燃料的吸附脱氮,喹啉分子尺寸的模拟结果为0.711 6 nm×0.500 2 nm,说明其并不易进入Y型分子筛0.74 nm的微孔。吸附脱氮结果表明,CrY的脱氮效果最好,CuY和ZnY次之,NH4Y效果最差,改性分子筛的吸附脱氮性能与金属离子的价态有关,同价金属离子改性后的分子筛,吸附时间对其影响趋势相同,且金属离子价态越高,改性分子筛的吸附脱氮性能越好。吸附温度对CrY和NH4Y分子筛吸附脱除喹啉的影响不大,可在室温下使用,但高温有利于CuY和ZnY吸附脱氮。XRD表征结果表明,焙烧后CrY分子筛骨架已完全塌陷失去了绝大部分吸附脱氮性能。
摘要:
采用真空浸渍法对ZSM-5分子筛进行硅沉积和负载金属修饰,制备了复合改性的ZnO/SiO2/ZSM-5催化剂,并将它应用于甲醇择形芳构化反应中。采用XRD、BET、NH3-TPD、SEM、TEM等方法对制备的催化剂进行了物化表征。考察硅沉积次数和ZnO负载量对甲醇芳构化反应(MTA)中对二甲苯(PX)的选择性和收率的影响。结果表明,两次硅沉积改性并负载2.0%金属ZnO的ZSM-5分子筛具有较高的PX收率,在优化的反应温度420 ℃、反应压力0.2 MPa、甲醇空速WHSV为1.25 h-1下,PX收率在28%以上。
摘要:
采用浸渍法制备了单一载体(Al2O3、ZrO2、CeO2)和ZrO2、CeO2改性的Al2O3复合载体的Ni催化剂,考察了在甲烷部分氧化制备合成气反应中的催化性能。通过N2-物理吸附、H2程序升温还原、X射线衍射、NH3程序升温脱附和程序升温氧化等技术对催化剂进行了表征。结果表明,在单一载体催化剂中,Ni/Al2O3具有较大的比表面积,其初始反应活性较高,但该催化剂表面易形成大量的积炭而快速失活。Ni/ZrO2和Ni/CeO2催化剂比表面积较小,活性金属Ni在其表面分散性差,催化剂具有较低的CH4转化率。而CeO2和ZrO2改性的Al2O3复合载体催化剂,具有较大的比表面积,反应活性明显高于单一载体催化剂。CeO2-Al2O3复合载体催化剂具有最高的反应活性和较好的反应稳定性。同时表明,含CeO2催化剂反应后表面积炭较少,CeO2的储放氧功能增强了催化剂对O2的活化,提高催化剂活性的同时,可以抑制积炭的生成。
摘要:
用大气压下火花放电方法和发射光谱原位诊断技术, 对CH4直接转化制乙炔和间接转化制合成气进行了研究, 并与介质阻挡放电进行了比较。结果表明, 火花放电具有能量效率高的突出优点, 能够高效地将CH4活化成C原子、H原子和C2等活泼物种。当CH4单独进料时, 能得到以C2H2为主的烃类产物。当CH4与CO2和O2共进料时, 能得到H2/CO比值可调的合成气产物。在用火花放电转化CH4和CO2制合成气时, 添加O2能够避免反应器的结炭问题, 反应温度只需225 ℃, 与常规催化法相比具有明显的低温优势。
摘要:
采用共沉淀法,在不同煅烧温度下制备一系列Mn改性γ-Fe2O3催化剂(Fe0.7Mn0.3Oz),研究了煅烧温度对Fe0.7Mn0.3Oz催化剂低温SCR脱硝活性的影响,并借助XRD、N2吸附-脱附、EDS及SEM等手段对催化剂进行表征。结果表明,350 ℃煅烧所得Fe0.7Mn0.3Oz催化剂的低温SCR活性最佳,在70 ℃时取得92%的NOx转化率,100~200 ℃可维持100%的NOx转化率,而450 ℃煅烧所得催化剂的低温SCR活性最低;煅烧温度为350 ℃时,催化剂具有最大的比表面积和比孔容、发达的孔隙结构及适当结晶度的γ-Fe2O3,而煅烧温度为400或450 ℃时,催化剂发生烧结且有α-Fe2O3生成,不利于低温SCR反应的进行,因此,Fe0.7Mn0.3Oz催化剂的最佳煅烧温度为350 ℃。
摘要:
采用水热法和牺牲模板法相结合制备具有中空树枝结构的三氧化钨载体(d-WO3),在其表面进一步负载活性成分Pt,得到纳米Pt/d-WO3复合催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和比表面积和孔结构分析(BET)等对催化剂的形貌和结构进行了表征。结果表明,三氧化钨具有长6 μm和宽2 μm的中空树枝状结构,孔径分布主要集中在20~120 nm,比表面积为24 m2/g,平均粒径为7.2 nm的Pt纳米粒子均匀分布在其表面。采用循环伏安和计时电流法研究了Pt/d-WO3催化剂在酸性溶液中对甲醇的电催化氧化性能。结果表明,Pt/d-WO3催化剂比Pt/C和Pt/WO3催化剂对甲醇有更高的电催化氧化活性和稳定性。d-WO3所具有的中空介孔结构和双功能作用机理有利于甲醇在铂表面的直接脱氢氧化过程。