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2004年  第32卷  第06期

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摘要:
用热重分析法研究了单种煤的DTG和TG曲线特征,建立了预测混合煤燃烧性能的数学模型。结果表明,各单种煤的DTG曲线呈单峰,峰值温度tmax与其燃料比F的对数呈线性相关关系,tmax=68.86 ln(F)+512.2 (℃)。由组成混合煤的单种煤的燃料比F可推断出混合煤的DTG曲线特征,从而预测混合煤的燃烧性能。如果混合煤的煤质指标满足标准煤的煤质指标要求,则当Fmax/Fmin≤3.20时,混合煤的燃烧性能好;当3.205.71时,混合煤的燃烧性能较差。
摘要:
在TG-151热天平上考察了神木煤显微组分加氢热解的热重特性;用质谱对加氢热解气体进行了在线检测分析。结果表明,镜质组比惰质组有较高的挥发分收率和最大失重速率;较低的起始热解温度和热解峰温。镜质组有较高的C1~C4轻质烃类和C6~C8芳香烃类收率,原煤居中,惰质组最少;镜质组比惰质组有较高的水生成, 加氢热解过程中各种烃类和水的逸出都高于相应热解下的。
摘要:
从实验得到的可能引起煤自燃的8个活性基团入手,提出了一系列简单煤分子模型,利用密度泛函DFT/6-31G对其完成了几何优化,计算了包括反应焓变、吉布斯自由能和活化能等,从热力学和动力学角度分析了计算结果。基于理论计算获得了煤活性基团的活泼性次序,得出了煤自燃初期的反应机理主要是氧分子先进攻煤分子中的活性基团,产生活泼性很高的中间体,然后中间体进一步反应得到水或二氧化碳及其他反应产物,计算结果与实验基本符合。
摘要:
用热重分析仪和傅里叶红外光谱仪,对混煤在惰性气氛中的慢速热解特性进行了动态分析,考察了煤种、掺混比例以及加热速率对热解的影响。结果表明,混煤的热解与单煤的热解有相似之处,热解组分的析出随温度的变化规律一致,但其组分析出量并不是单煤热解析出量的简单叠加。由于掺混煤种间的相互作用,混煤热解气体在析出时间和析出量上均发生了变化。通过对红外吸收光谱的分析,发现混煤热解气体析出规律受掺混煤种的影响很大,高活性煤种的存在会降低混煤热解的初析温度,增加热解气体的析出量,其掺混比例越高,影响也越明显。
摘要:
经等密度梯度离心分离,从褐煤、长焰煤、气煤和贫煤四种不同变质程度煤中获得了高纯度的有机显微组分。用石英管式反应器在600 ℃~900 ℃考察了煤岩有机显微组分热解过程中HCN和NH3的生成规律。实验结果表明,在显微组分热解过程中HCN主要是挥发分二次裂解的产物。在镜质组热解过程中,煤的变质程度越高,HCN的生成率越低,热解温度越高,HCN的生成率越高;同一种煤三种有机显微组分热解过程中,HCN的生成不仅与显微组分挥发分的质量分数有关,而且与显微组分中氮的存在形态有关,在较低温度热解时吡咯型氮质量分数高的煤样HCN的生成率较高。显微组分热解过程中NH3来自于挥发分的二次热裂解,与焦的热裂解有关,随煤变质程度增高,镜质组热解过程中NH3的收率降低;对同一种煤三种煤岩有机显微组分,由于其黏结性不同,含氮官能团和氢自由基的接触几率不同,生成NH3的能力也不同,惰质组的NH3生成率最高,壳质组最低;温度对NH3的生成也有影响,800 ℃NH3的生成率最高,惰质组NH3的生成率为11.8%,壳质组NH3的生成率为5.2%。
摘要:
从6种不同原油中分离提取了正己烷不溶的沥青质,测定了沥青质的1H NMR(Nuclear Magnetic Resonance)和13C NMR谱,从不同类型氢和碳原子的质量分数计算得到了一系列平均结构参数,结合相对分子质量测定和元素分析,给出了沥青质基本结构单元的平均分子式,推测了模型分子的结构。结果表明,沥青质的基本结构单元可以用稠环芳烃连接环烷烃和烷基侧链并含氧、氮和硫等杂原子的单元表示,结构单元之间形成缔合体,缔合数为4~6。
摘要:
用热天平和XRD考察了热处理对二种煤(河北蔚县褐煤、四川湔江烟煤)镜质组半焦微观结构和反应活性的影响。TGA结果表明,热处理温度增加,蔚县煤镜质组(YXV)与湔江煤镜质组(JJV)焦炭的反应性降低;YXV焦炭的反应性随着热处理时间的增加而急剧下降,但一定热处理时间(60 min)后,其下降趋势变缓;热处理时间对JJV焦炭的影响较小。XRD结果表明,在热处理温度为900 ℃,初焦热处理时间为60 min时,YXV焦炭晶格结构发生明显改变,900 ℃以上,YXV焦炭芳香堆垛高度Lc随着热处理时间的增加而增加;热处理时间对JJV焦炭的影响不如YXV显著,而只有在较高的热处理温度(1 200 ℃)下,碳的微观结构才出现明显的有序化。热处理导致的焦炭微观碳结构趋于有序化是焦炭反应性下降的主要原因。
摘要:
研究了煤可溶组分——吡啶不溶物(PI)在溶液中的缔合动力学,该PI系二硫化碳/N-甲基-2-吡咯烷酮(CS2/NMP)混合溶剂可溶组分。结果表明PI在NMP溶液中的缔合属于反应控制机理,并提出了二步动力学反应过程,即基本缔合单元的生成和缔合单元之间的缔合。通过实验获得了有关缔合的动力学参数,PI在NMP溶液中二步缔合的活化能分别为73.3 kJ/mol和21.6 kJ/mol。温度对缔合速率的影响显著,随着温度的升高,缔合速率增加。由于PI分子在CS2/NMP混合溶剂中相对NMP具有较高的扩散性,因而其在CS2/NMP混合溶剂中缔合速率较NMP快。此外,还讨论了PI在溶液中的缔合机理。
摘要:
用中性氧化铝吸附、无水乙酸脱附的方法,对储存中变色的Pingba RP-3喷气燃料中的有色组分进行分离制备。应用有机元素分析、红外光谱、色质联用和裂解色质联用等分析法对富集有色组分的吸附胶质进行了分析鉴定,对燃料的储存特性和有色组分的化学特性进行了考察。结果表明,Pingba RP-3喷气燃料中的有色组分全部集中在吸附胶质中,吸附胶质以含氧化合物为主,其主要成分为烷基苯酚类(及其多聚体)化合物,含氮化合物质量分数极少,未检出含硫化合物。Pingba RP-3在储存中颜色变深的主要原因是胶质中的烷基苯酚类化合物氧化和缩聚。储存过程中喷气燃料的吸附胶质和颜色增加显著,与燃料在一定条件下的氧化反应有关。
摘要:
当管式炉温由800 ℃升高到1 200 ℃时,神木煤灰的自身固硫率由63.5%降低到6.4%。晶相组成、孔隙结构和表面形态分析表明,800 ℃煤灰自身固硫渣样中CaSO4的质量分数高达18%,CaCO3和CaO的质量分数高达22.4%。渣样表面呈蓬松的棉絮状结构,颗粒内部有许多均匀密布的细小孔隙。1 200 ℃渣样中的CaSO4已全部分解,并且不存在任何CaCO3或CaO晶相,渣样表面由许多结构密实、表面光滑的块状颗粒组成,带有明显的烧结胀大和高温熔融的痕迹。1 200 ℃渣样的比表面积、孔容积和平均孔径等比800 ℃时急剧减小。
摘要:
在红外辐射机理试验装置上进行了钾盐催化纤维素快速热裂解机理研究。试验发现,钾盐在抑制生物油生成的同时,促进了炭和气体的生成。结合反应前后金属盐电镜图以及生物油和焦炭中金属离子质量分数的检测,证实钾盐的催化作用主要发生在固相中,以离子形式选择性催化了不同类别的反应,加速了分子断键过程中的裂变和歧化反应。在抑制左旋葡聚糖生成的同时,促进了糖类以外产物的形成,提高了生物油中乙醇醛、乙醛以及小分子的醇类、酮醛类化合物的数量。
摘要:
针对实际工业生产中经常遇到的多组分体系,本文选取了具有代表性意义的非等密度/直径的双组分体系(树脂和砂子)为研究对象,以Goossens等提出的平均物性法则计算了固体混合物的平均粒径和平均密度,采用欧拉-欧拉计算流体动力学模型(CFD)模拟了二维冷模射流床气化炉内,诸如气、固相流场的时空分布、时均空隙率分布、射流穿透深度等流体动力学的时空特征,所得结果与文献报道相吻合。
摘要:
采用数值模拟方法研究了废木料焚烧炉的流动与燃烧状况,以预见不同条件下废木料燃烧与污染物的排放。应用RNG k-ε双方程模型联合几率分布函数(pdf)的组分输运方程,结合颗粒轨道模型对废木料焚烧炉进行数值模拟,计算结果揭示了各种燃烧条件下,燃烧室内的速度场和温度场分布及CO等浓度分布。仅供一次风的情况下,二燃室出口温度高,CO燃烬效果较差;在合适的二次风供给的情况下,总的过量空气系数较小,对燃烧效果改善明显。
摘要:
考察了循环流化床煤燃烧/热解双反应器系统中热解室的存在对立管内的压力分布及气固流动状况的影响。提升管的内径100 mm、高6 m,立管的内径44 mm、高3 m,热解室的截面积200 mm×200 mm、高770 mm。结果表明,随着提升管内表观气速Ur的增加,有无热解室立管内均为负压差流动,负压差梯度随着Ur的增加而减小。有热解室时,热解室内要保持一定的料位高度,整个立管内固体颗粒的流动为负压差移动床流动;没有热解室时,立管内为稀相流动和移动床流动同时存在,立管内平衡料柱高度随Ur的增加而升高。随着循环量Gs的增加,两种类型的立管内负压差梯度均随之增大,也存在着流动形态的差别。循环量Gs的增加会引起立管内平衡料柱高度的降低。立管内气固相对滑移速度也随着循环量Gs的增加而增大。
摘要:
研究了焙烧温度对Fischer-Tropsch(F-T)合成Fe-Mn催化剂的织构性质、还原行为以及在还原和反应过程中结构变化的影响;在H2/CO=2.0、260 ℃、2.5 MPa和1 000 h-1条件下在固定床反应器上考察了焙烧温度对Fe-Mn催化剂F-T合成反应活性、烃产物选择性和运行稳定性的影响。XRD和TPR结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂中α-Fe2O3晶粒增大,催化剂比表面积降低,促进Mn3+渗入α-Fe2O3晶格中,形成了铁锰固溶体物相,使得催化剂难于还原,当焙烧温度升高到700 ℃时,催化剂中的α-Mn2O3相完全消失。催化剂F-T合成反应评价表明,在不降低催化剂活性的同时,焙烧温度的升高可显著地提高催化剂的反应运行稳定性,并促使烃产物分布向高碳数方向偏移;600 ℃焙烧的Fe-Mn催化剂运行200 h,总体活性高,失活速率较低,对低碳烯烃和中间馏分油段产物选择性好。
摘要:
采用置换镀的方法在泡沫镍基体上获得不同载钌量的NaBH4水解制氢催化剂。实验结果表明,NaBH4水解制氢反应为零级反应,氢气生成速率随载钌量的增加而变快;当泡沫镍表面完全被钌覆盖时,载钌量为6%,相应的催化能力最强。与离子交换树脂载钌催化剂相比,泡沫镍载钌催化剂更稳定、耐用。实验还证实,30%比35%的NaBH4水溶液在相同的催化剂作用下更易发生水解反应;NaBH4水溶液中加入少量的NaOH有助于提高钌催化剂的催化性能。通过对NaBH4储氢体系的能量计算,说明采用该氢源体系的微型燃料电池的能量密度有望达到甚至超过锂离子电池的比能量水平。
摘要:
研究了氧化还原预处理对溶胶-凝胶法制备的CeO2-TiO2复合氧化物负载Pd催化剂上CO低温氧化性能的影响,并对催化剂的稳定性进行了考察。H2-TPR结果表明,83 ℃的耗氢峰是PdO和载体中CeO2共同还原的结果,高温还原后Pd与载体之间相互作用加强。经高温氧化(500 ℃)低温还原(150 ℃)预处理的催化剂CO低温氧化活性最好,在反应气组成为0.5% CO+1.6% O2+6.0%N2+Ar,空速为30 000 mL·g-1·h-1,程序升温反应显示CO完全转化温度为48 ℃,这种预处理方式能够形成适宜的载体与金属间相互作用。稳定性实验在室温下进行,反应气组成为0.6% CO+14.7% O2+55.3%N2+Ar,Pd/CeO2-TiO2催化剂具有较好的低温反应稳定性,100%CO转化率可持续12 h。
摘要:
用XRD、TG-DTG、TPR技术研究了不同加料方式对CuO/ZnO/Al2O3系催化剂前驱体物相组成及其结晶情况的影响,用加压微反装置考察了催化剂合成甲醇反应活性。结果表明, 加料方式对Cu2+形成的中间化合物的物相组成及结晶度影响显著,对Zn2+及Al3+的沉淀物相的影响很小。不同加料方式对催化剂前驱体物相组成及催化剂性能的影响主要是形成的初始前驱体中Cu的物相及结晶度不同。正加法主要形成Cu2(OH)3NO3,并流法主要形成无定形Cu2CO3(OH)2,后者与Zn5(CO3)2(OH)6相互作用转化为(Cu,Zn)2CO3(OH)2和(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6,由它们分解形成的CuO-ZnO固溶体是合成甲醇反应的活性相。并流法能最大程度的形成CuO-ZnO固溶体,有利于CuO粒子的细化,其催化活性较好。
摘要:
用溶胶-凝胶法制得了Fe-Al-P-O催化剂,采用IR、XRD、TEM、BET、TPR和微反等技术研究了催化剂的物化性质和反应性能。实验结果表明,Fe1/2-Al1/2-PO4由10 nm左右 FePO4和AlPO4微晶组合而成,其晶格氧的活泼性大于单纯FePO4,AlPO4在Fe1/2-Al1/2-PO4中起到分散FePO4微晶的作用;Fe1/2-Al1/2-PO4的反应性能与原料气组成密切相关,丙烯与O2的选择氧化产物主要是丙烯醛,原料气中加入H2后,反应产物以环氧丙烷为主,同时还有部分丙烯醛,原料气中引入水蒸气后,可进一步增加环氧丙烷的选择性及减少丙烯醛的产率;在0.1 MPa、200 ℃、C3H6/O2/H2/H2O/N2=1∶1∶1∶1∶6(mol比)和空速1 200 h-1条件下,丙烯的转化率为8.9%,环氧丙烷的选择性为81.0%。
摘要:
以大庆减压蜡油为原料,考察了水热脱铝ZSM-5/Y复合分子筛的催化裂化性能,并与经同样条件水热脱铝的ZSM-5和Y型沸石的机械混合分子筛进行了对比研究。结果表明,与机械混合样品相比,复合分子筛具有较大的柴油产率和气体产率,汽油产率降低。从复合分子筛结构和ZSM-5的择形催化两方面分析了复合分子筛和机械混合分子筛裂化性能差别的原因。复合分子筛的聚集体结构不利于大分子进入分子筛结构中进行裂化,有利于汽油组分的裂化。气体数据分析支持了复合分子筛的结构特点。
摘要:
采用125mL间歇式高压釜反应器,在超临界水条件下考察了反应温度、反应时间、水/聚乙烯比和水填充率对聚乙烯降解油化的影响。实验结果表明,聚乙烯在超临界水中迅速降解,油收率可达90%以上;随温度从450℃提高到480℃,油收率从91.4%下降到61.7%,气体收率从1.9%提高到27.7%;在450 ℃反应时间从1 min延长到30 min时,油收率略有下降,油品中C7-11组分所占比例增大一倍。水/聚乙烯比和水填充率的增加在一定程度上对聚乙烯的降解起抑制作用。
摘要:
在常温、常压下,利用脉冲电晕放电产生冷等离子体,使一氧化氮发生分解,直接生成氮气和氧气,用四极杆质谱仪在线测量反应过程中反应物和生成物的变化。在自行研制的实验台上,考察了13X分子筛在不同的脉冲电晕放电条件下,表现出来的不同特性及其对反应转化率的影响。在30 ℃~430 ℃、流量375 mL/min~1 333 mL/min,分析了该反应过程中13X分子筛对转化率的促进作用。在同一脉冲放电条件下,控制13X分子筛的温度为200 ℃,转化率从30 ℃时的1.2%上升到19.7%;转化率最高可以达到35.9%。并对反应过程中13X分子筛的吸附特性做了初步探讨。
摘要:
根据裂化催化剂水热失活过程伴随着超稳化过程的特点,确定了对应不同自抑制函数的催化剂水热失活动力学模型方程。利用裂化催化剂水热失活实验数据进行参数估值,建立了裂化催化剂水热失活动力学模型。统计检验结果表明,二级自抑制的一级水热失活模型能很好地模拟实验数据,是较理想的水热失活动力学模型。考虑工业装置中裂化催化剂呈全混流,建立了裂化催化剂平衡活性模型方程,并且装置平衡催化剂微反活性的模型计算值与实测值相当吻合。该模型的预测结果表明,随着再生器温度或催化剂藏量的提高,平衡剂的微反活性逐步降低;平衡剂微反活性随催化剂单耗的提高先快速提高,然后缓慢提高。
摘要: