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2018年  第46卷  第3期

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论文
摘要:
以化学组成相近的燃烧煤灰、气化煤灰和混合氧化物为添加剂,分别通过干混法和湿混法加入石油焦中,并借助热重分析仪在1200-1400 ℃下进行CO2气化实验,研究高温下煤灰掺混方式、含量及物相组成对石油焦CO2气化的影响,并使用混合氧化物替代实际煤灰研究其对石油焦的高温气化催化作用。结果表明,石油焦气化反应速率随煤灰添加量的增加而提升;气化温度为1200、1300 ℃时,使用干混法和气化煤灰对石油焦的气化促进作用较弱;但气化温度为1400 ℃时,改变煤灰和石油焦的掺混方式及其中活性金属存在方式,对石油焦气化反应几乎没有影响。这是高温下煤灰熔融,导致液态熔体与石油焦表面接触良好、活性金属自由度高以及传质阻力增加共同作用的结果。此时混合氧化物的催化指数与混合物中铁钙含量具有线性关系,即添加高铁钙含量的煤灰可以促进石油焦CO2气化反应。
摘要:
以内在碳捕集气化为背景,利用加压热重分析仪开展CaO对准东煤中温(700-750 ℃)水蒸气气化反应动力学特性的影响研究,采用氮气吸附仪对准东煤焦的比表面积进行测定,并对煤中不同赋存形态碱金属含量采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行测定。结果表明,准东煤中的可溶性碱金属元素能有效催化气化反应,引入的二氧化碳吸收剂CaO与碱金属间表现出协同催化作用。水洗后的准东煤焦活性最高,添加CaO后的气化活性最好。Ca/C物质的量比对准东煤气化特性的影响研究表明,CaO的添加存在饱和量,Ca/C物质的量比为1.0较为合适。利用均相模型(HM)、缩核模型(SCM)以及修正体积模型(MVM)对反应动力学实验数据进行拟合,结果表明,修正体积模型可以较好地体现添加CaO的准东煤中温水蒸气气化反应动力学特性,由此获得反应活化能为160.90 kJ/mol。
摘要:
利用灰熔融性测定仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜研究了温度、气氛、残炭含量对茌平、宿迁循环流化床气化细粉灰熔融特性的影响。结果表明,弱还原气氛下两种气化细粉灰的熔融温度最低。高温下莫来石的出现导致宿迁气化细粉灰灰熔点明显高于茌平气化细粉灰。两种循环流化床气化细粉灰的熔融特征温度均随着残炭含量的上升而升高,当残炭含量超过3%,温度超过1300 ℃时,两种气化细粉灰均会产生碳硅石。碳硅石的存在是使气化细粉灰熔融性变差的主要原因。
摘要:
以合成焦炭为载体,研究不同种类的钠元素在煤粉燃烧过程中对微细颗粒物生成特性的影响,并通过向载体中添加煤中常见的矿物元素的氧化物(SiO2、Al2O3),反映煤粉燃烧过程中钠与煤中常规矿物的相互作用。结果表明,无机水溶性钠更容易生成稳定的亚微米颗粒物;在缺少氯元素的情况下,有机态钠更容易与煤中的超微米硅铝矿物反应;化学反应和物理捕捉是硅铝矿物捕捉钠元素的两种方式,其中,对于PM1-10的硅铝矿物颗粒,化学反应固定的钠含量是物理捕捉过程的2.4倍。
摘要:
在固定床反应器中考察了不同气氛下PBG恒温热解特性的差异,结合XPS与13C NMR等技术手段分析了400 ℃恒温热解条件下PBG固相产物的化学结构变化。结果表明,PBG在400 ℃恒温热解时,生物质气化燃气(BAG)与N2气氛下更易生成焦油,其析出量分别为50.71与37.45 mg/g,而临氧燃气气氛(BAG+2% O2)下焦油析出量仅为11.96 mg/g,说明适量O2的存在可有效抑制焦油的生成。进一步进行化学结构分析表明,在燃气(BAG)恒温热解条件下,PBG主要发生以脱氢脱氧为主的芳香化缩聚反应,易形成焦油类的大分子多环芳烃;而在临氧燃气(BAG+2% O2)恒温热解条件下,PBG表面的有机基团易与O2发生表面氧化反应,生成表面含氧官能团,在一定程度上抑制了芳香环缩聚反应,进而有利于降低焦油类物质的产率。因此,在生物质气化燃气实际高温过滤过程中适当添加氧(如:2% O2),可有效降低PBG焦油收率,且不会形成大分子多环芳烃,有助于解决粗燃气过滤的过滤介质堵塞问题。
摘要:
研究了变色硅胶吸附脱除氮含量为960.56 μg/g模拟柴油中的碱性氮化物喹啉、苯胺和吡啶。比较了氧化铝、硅藻土、硅胶及变色硅胶对模拟柴油中喹啉的吸附脱除效果。采用XRD、低温N2吸附-脱附和NH3-TPD等方法对硅胶和变色硅胶进行了表征。考察了粒径、吸附温度、吸附时间、剂油质量比及共存芳香化合物(萘、苯或甲苯)对变色硅胶吸附脱除各种碱性氮化物的影响。变色硅胶吸附脱除碱性氮化物的顺序均为苯胺>吡啶>喹啉。吸附时间对三种氮化物的吸附脱除没有影响;吸附温度、变色硅胶粒径和共存芳香化合物对苯胺和吡啶的吸附脱除效果影响不大,对喹啉的吸附脱除效果影响较为明显;剂油质量比对三种氮化物的吸附脱除影响均较大,尤其是对喹啉影响最大。结果表明,变色硅胶吸附各种氮化物时Co能够与其中的N原子形成配位络合吸附。经焙烧再生,变色硅胶几乎完全恢复了对喹啉和吡啶的吸附脱除能力,并可多次再生,但变色硅胶再生后对苯胺的吸附能力损失较大。
摘要:
合成低共熔离子液体氯化胆碱/草酸,采用红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行表征并以模型柴油和焦化柴油为原料考察其脱氮性能。结果表明,在萃取时间30 min,萃取温度30 ℃,剂油质量比1:7和沉降时间2 h的条件下,喹啉脱除率近100%,吲哚脱除率为88.05%。进一步研究发现,该离子液体对焦化柴油中的氮化物也表现出较好脱除性能,在实验条件下,碱氮和总氮脱除率分别为96.61%、71.5%,且该低共熔离子液体经回收重复使用四次后,对焦化柴油的碱氮脱除率仍可达到87.2%。
摘要:
The cobalt nanoparticles over γ-Al2O3 support were prepared via chemical reduction of CoCl2·6H2O using NaBH4 with various values of pH in the range of 11.92-13.80. Synthesized catalysts were studied through X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption/desorption (BET), H2-temperature programmed reduction (H2-TPR), H2-chemisorption, O2 pulse titration and temperature programmed oxidation (TPO) methods. Obtained results exhibited the synthesis solution pH showed a significant influence on the activity and selectivity in partial oxidation of methane reaction. The methane conversion, CO selectivity and H2 yield were enhanced by increasing of the synthesis solution pH. Compared to other catalysts, the catalyst that synthesized at pH of 13.80, showed a superior ability in syngas production with a H2/CO ratio of near 2 and also a proper stability against deactivation during the partial oxidation of methane.
摘要:
采用模压法制备了蜂窝状Ho改性的Fe-Mn/TiO2催化剂,研究了结构助剂、黏合剂和造孔剂等对成型催化剂低温选择催化还原(SCR)脱硝性能的影响。优选出一套理想的成型参数:水粉质量比为40%且逐次分批加入;结构助剂玻璃纤维的用量为10%(质量分数);黏合剂羧甲基纤维素的用量为5%(质量分数);助挤剂甘油的添加量为10%(质量分数)且分批加入;造孔剂活性炭粉的用量为2%(质量分数)。该蜂窝状催化剂在120 ℃下脱硝率维持在90%以上,并且在SO2体积分数低于0.02%时具有一定的抗硫抗水性。表征结果表明,成型后蜂窝状催化剂比表面积降低,颗粒分散程度明显减弱,并且表面酸量和表面Mn4+含量下降,对催化活性有一定的影响。
摘要:
采用浸渍法制备了一系列不同铜含量的Cu/SAPO-34催化剂,考察了该系列催化剂上NH3选择性催化氧化反应性能(NH3-SCO)。实验结果表明,10%-Cu/SAPO-34催化剂在300 ℃温度下具有100%的NH3去除率,且其氮气选择性大于90%。与此同时,通过XRD、BET、UV-vis、H2-TPR和XPS等表征分析结果表明,高度分散的CuO是Cu/SAPO-34催化剂的主要活性组分。对10%-Cu/SAPO-34催化剂进行水热处理后,催化剂低温活性明显提高,催化剂的N2选择性在325 ℃急剧下降。这是由于水热处理导致一定数量的铜物种发生迁移并且形成了更稳定的铜物种引起。SAPO-34的骨架结构遭到一定程度的破坏。
摘要:
制备不同活性金属原子比的体相催化剂,通过BET、XRD、SEM、TEM、强度测定、堆积密度测定及小型活性评价手段,考察了活性金属钨、钼、镍含量的变化对体相催化剂物化性质和活性的影响。结果表明,保持W/Mo原子比不变,随着(W+Mo)/Ni的原子比减小,孔体积、比表面积、孔径增大,超深度加氢脱硫活性增强,在精制油硫含量小于10 μg/g,反应温度降低8 ℃。在(W+Mo)/Ni的原子比不变的条件下,W/Mo的原子比在0.28-1.85,随着原子比增大,孔体积、比表面积、超深度加氢脱硫活性没有明显变化。
摘要:
从多种硫化剂中筛选出(NH4)2S和Na2S,分别采用不同的预硫化技术对工业级CoMo型耐硫变换催化剂进行器外预硫化,采用XRD、XPS和HRTEM等表征手段对催化剂的晶相结构、表面特性和微观形貌进行表征。(NH4)2S和Na2S作为预硫化剂对催化剂的晶相结构没有明显影响;用(NH4)2S进行预硫化时活性组分发生部分O-S交换,而用Na2S进行预硫化时活性组分仍保持为氧化态,两种预硫化型催化剂在反应器内随着反应温度升高,硫化深度为S-Na2S > S-(NH4)2S >常规器内预硫化;器内预硫化和(NH4)2S作为预硫化剂MoS2片层结构堆叠层数集中在2-3层,而用Na2S进行预硫化时MoS2片层堆叠层数明显变多,集中在3-5层。采用微型固定床评价装置,选择285、350、450 ℃三个反应温度,催化剂的活性顺序为S-Na2S > S-(NH4)2S >常规器内预硫化。
摘要:
采用不同碱单独处理和两种碱不同方式联合处理HZSM-5分子筛,制备微孔-介孔多级孔HZSM-5分子筛催化剂并应用于噻吩烷基化反应中。结果表明,不同碱单独处理和两种碱不同方式联合处理HZSM-5分子筛后,均能够在分子筛上造出介孔孔道且能够调变分子筛的酸性,其中,采用Na2CO3溶液和TPAOH溶液分开处理得到的分子筛催化剂织结构最适合噻吩烷基化反应;其次考察具有最佳织结构分子筛催化剂的噻吩烷基化反应稳定性,并分析催化剂失活的原因和再生条件。结果表明,当噻吩烷基化反应进行到1050 h后,催化剂已基本失活,催化剂失活的主要原因是,在反应过程中原料中反应组分间发生烯烃齐聚、环化、脱氢和芳烃烷基化等副反应生成的大分子化合物沉积在催化剂上,堵塞催化剂的孔道和遮盖催化剂的活性中心所致;对失活催化剂进行高温再生,从高温再生的能耗较大以及多次高温再生对催化剂酸性和骨架结构不利的角度考虑,选定催化剂的再生温度为550 ℃。
摘要:
A novel magnetic AgI-BiOI/CoFe2O4 hybrid composites were prepared via a solvothermal and subsequent coprecipitation method, and utilized to remove Hg0 from coal-fired flue gas under fluorescent light irradiation. The experimental parameters and main products presented in solution after reaction were investigated in detail. The experimental results showed that the AgI-BiOI/CoFe2O4 composites showing a poor thermal stability would transform into other compounds when the calcinated temperature was above 400℃. With the increases of photocatalyst dosage, reaction solution pH, temperature of reaction solution in reactor and O2 concentration, the Hg0 removal efficiencies were first increased and then unchanged or decreased. The presences of inorganic anions such as CO32- and SO42- in solution exhibited some inhibitory effects on Hg0 removal. Furthermore, the presence of SO2 had a dramatic inhibition on Hg0 removal, while the inhibitory effect of NO on Hg0 removal was relatively small. SO42-, NO3- and Hg2+ species were the final oxidation products of SO2, NO and Hg0 by reactive species.
摘要:
采用酒石酸溶胶凝胶法制备了一系列的钴掺杂的铁酸铋催化剂(BiFe1-xCoxO3x=5%-20%,x为Co/CoFe物质的量比),借助于X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)、磁强振动计(VSM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行表征。在自制鼓泡反应器内,利用钴掺杂铁酸铋活化过一硫酸氢钾(PMS),开展了模拟烟气中单质汞脱除实验,获得反应的最佳条件。当钴掺杂量为10%,催化剂用量为0.5 g/L,PMS浓度为3.9 mmol/L,溶液初始pH值为8,反应温度70 ℃时,反应100 min内Hg0的平均脱除效率达89.36%。以乙醇和叔丁醇为淬灭剂,证明了·OH和SO4·-为Hg0催化氧化的活性物种,且SO4·-起主要作用,并结合XPS分析结果推测了脱汞反应机理。