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2005年  第33卷  第05期

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摘要:
对一种澳大利亚低阶煤中,钠、硅和硫在热解过程中的相互作用进行了研究,以便深入了解钠的固硫作用和硫对流化床燃烧和气化中颗粒团聚的影响。制备了水洗、酸洗煤样和酸洗、乙酸钠离子交换煤样,样品在马弗炉中以17.7℃/min升至1000℃进行程序升温热解。对700℃~100℃热解半焦样品的依次水洗、酸洗、SEM-EDX和X射线元素扫描分析表明,部分有机结合的钠形成水溶性Na2O和NaOH化合物,水溶性的硅酸钠,以及与半焦中的硫形成酸不溶组分。最后一点解释了为何以往研究中发现,热解过程中有机结合的钠具有固硫作用,以及固硫历程中为何未发现Na2S的生成。在硅酸钠区域边缘存在的高硫区域,在流化床燃烧和气化过程中将形成含硫黏性相,导致床料的黏结。当用于酸洗、钠离子交换煤样的乙酸钠从0.25mol/L增加到1.0mol/L,固硫率将增加10%。相应的酸不溶钠组分的增加表明,酸不溶钠/硫组分随乙酸钠浓度的增加而增加,从而导致固硫率上升。
摘要:
在固定床反应器中,以正己烷为超临界介质,研究了三种Co催化剂(浸渍、喷雾干燥、双模催化剂)上的F-T合成反应行为。在相同的Co质量分数下,喷雾干燥催化剂和双模催化剂的活性接近,都高于浸渍催化剂。在喷雾干燥催化剂上CO的转化率显著高于浸渍催化剂。喷雾干燥催化剂F-T产物中具有高的低碳选择性和低的1-烯烃质量分数,然而在相近的CO转化率下,喷雾干燥和浸渍催化剂具有类似的1-烯烃质量分数。对于浸渍催化剂,当Co质量分数从5%增加到15%,CO转化率从8.3%增加到43.6%。含Co5%的催化剂比质量分数为10%、15%、20%催化剂的甲烷选择性低2.0%~3.0%,但产物中1-烯烃的质量分数明显要高。
摘要:
采用实时在线图像采集及计算机图像处理技术研究了不同条件下的型煤在热解过程中的膨胀与收缩特性。结果表明,400℃左右时型煤开始发生收缩,400℃~550℃和650℃~800℃是型煤发生收缩的两个高峰阶段,1000℃体积收缩率达32%~44%。型煤的体积收缩大小主要与挥发分和灰分质量分数有关,型煤体积收缩率随着挥发分的增加而线性增大,随着灰分的增加而线性减小。横向、体积收缩率随着型煤密度的增大而减小;最大膨胀率和收缩率与密度成线性关系,随着密度的增大,最大膨胀率增大而收缩率减小。
摘要:
利用加压热重分析仪研究了热解压力和气氛对神府煤焦CO2气化反应活性的影响。实验表明,在氮气中,加压热解导致焦油发生再沉积和再聚合反应,即焦油的二次反应,在煤焦颗粒表面上形成二次反应产物层,其活性很差,覆盖煤焦微孔的开孔,影响煤焦的初期气化反应性。氢气中热解,氢气与煤焦中的碳发生加氢气化反应, 生成甲烷和其他碳氢化合物,在煤焦颗粒上产生活性位,对煤焦起到活化作用,高压加氢热解有利于加氢气化反应和提高产物煤焦的气化反应活性。加氢气化反应可以在一定程度上消除焦油二次反应的负面影响,并活化煤焦。
摘要:
用筛分和浮选法对龙岩煤进行分选, 得到不同粒径、不同宏观煤岩的龙岩煤颗粒。在热天平上进行热解破碎研究,并在自制的小型流化床上进行燃烧破碎试验。结果表明,亮煤与灰煤均发生一次破碎, 破碎后生成许多细小颗粒, 其中粒径0.8mm以下的细颗粒占多数;暗煤则不发生一次破碎。随着升温速率和颗粒粒径的增大, 一次破碎变得较为剧烈;颗粒性质、颗粒粒径、炉床温度和燃烧时间等因素对龙岩煤在流化床燃烧中的破碎均有重要影响。亮煤与灰煤因结构致密, 颗粒中大孔隙少, 显微硬度大, 灰分少等原因使得它们在燃烧中发生严重破碎;而暗煤颗粒则因相反的原因不发生破碎或仅发生轻微破碎。粒径越大, 炉床温度越高, 燃烧时间越长, 破碎越剧烈;亮煤与灰煤在燃烧中均发生了二次破碎, 其中亮煤的二次破碎更剧烈;燃烧后期, 亮煤的颗粒破碎比灰煤更快;由于破碎, 入炉煤颗粒平均粒径在燃烧早期迅速减小, 而后随着燃烧的进行而逐步趋于一个稳定值;亮煤在流化床燃烧中服从等密度燃烧模式, 暗煤服从等直径燃烧模式, 而灰煤则服从混合燃烧模式。
摘要:
利用13C-NMR核磁共振技术对中低变质程度煤显微组分(镜质组和惰质组)的分子结构进行了研究,计算了5种煤9个显微组分的13C-NMR结构参数,获得了样品的结构特征及变化规律。结果表明,惰质组结构中芳构化程度要高于镜质组;脂碳数量则少于镜质组,芳环上的烷烃侧链也没有镜质组长;随着煤变质程度的提高,煤分子中芳构化程度不断提高,但惰质组的芳香度随变质程度变化的规律明显不如镜质组;在中低变质阶段,对煤化进程起主导作用的的是芳构化作用而不是环缩合作用,但在惰质组中脂碳断裂形成芳环的现象不明显。惰质组中含氧官能团的总量要低于同等变质程度的镜质组。
摘要:
在内径28mm流化床中,对阳泉高灰煤在碱性催化剂(固碱和黏胶废碱液)作用下进行了混合气(空气/水蒸气)催化气化研究,两种碱性催化剂的适宜添加量均为6%。不加催化剂,气化温度830℃~900℃与900℃~920℃下,气化反应的表观反应级数n分别约为2/3与1/3;有催化剂(3%固碱)时,表观反应级数有两个明显的温度段,在830℃~860℃,催化气化的表观反应级数n=1;在860℃~920℃,催化气化的表观反应级数为n=1/3。
摘要:
利用热天平对天然气扩散火焰中生成的炭黑在不同氧体积分数下(21%、15%、10%和5%)的燃烧特性进行了研究,选用蜡烛炭黑、4种工业炭黑以及无烟煤焦炭作为对比。基于试验结果确定了燃烧特性参数,并分析了燃烧特性。天然气扩散火焰中生成的炭黑明显早于其他试样着火燃烧,着火温度在所有试样中最低,氧体积分数为21%下为483.0℃,比焦炭约低114℃,比蜡烛炭黑低近127.8℃。自制天然气炭黑可燃指数比焦炭低,着火后前期燃烧反应能力较弱。随着氧体积分数的降低,各试样着火温度在50℃内变化。比较各试样的燃尽特性可知自制天然气炭黑在不同燃尽率下的相对燃尽时间最长,氧体积分数为21%下完全燃尽为6.03min,比焦炭长21.3%。蜡烛炭黑相对燃尽时间也较长。随着氧体积分数降低,各试样燃尽时间都延长,尤其是自制天然气炭黑,氧体积分数从21%降到5%,相对燃尽时间延长2.97倍,氧体积分数降低明显延长其燃尽过程。
摘要:
基于ASPEN PLUS 平台,对燃煤过程中碱金属迁移规律进行了模拟研究和预测。模拟结果表明,在850K~1650K气态碱金属物质随反应温度的升高而增加;1400K以下,气相中以NaCl、KCl为主,Na2SO4蒸气量明显高于K2SO4;1500K以下,气态碱金属释放量随着煤中氯质量分数的增加而增加;一定温度下,气态碱金属质量分数随压力的升高而降低;常压下煤中氯的质量分数0.1%,温度降到972K时气态碱金属的质量分数可降到2.4×10-8;而当氯的质量分数分别为0.05%和0.01%时,为达到同样的气态碱金属质量分数,温度需分别降到990K和1025K。模拟结果为燃煤联合循环发电系统的设计和优化提供了参考依据。
摘要:
研究了辽河减渣四组分在微型高压釜内中临氮热裂化、临氢热裂化和临氢催化加氢反应,考察了供氢剂或供氘剂对上述反应的影响。结果表明,临氮热裂化时沥青质是大量生焦的物种,胶质的生焦能力不显著,芳香分、饱和分不生焦;临氢热裂化沥青质生焦量减少,胶质很少生焦,芳香分和饱和分不生焦;临氢催化加氢时,辽河减渣四组分在临氢反应基础之上,生焦量进一步降低。辽河减渣四组分在临氮热裂化、临氢热裂化和临氢催化加氢过程中添加供氢剂或供氘剂后,生焦反应得到显著抑制,相比之下供氢剂的作用更为明显。三种氢源都具有抑制渣油四组分缩合或缩聚反应的作用。渣油四组分从供氢剂或供氘剂中获得氢(氘)的能力不同,沥青质>胶质>芳香分≈饱和分。就同一组分而言,供氢剂或供氘剂的表观供氢(氘)率随反应条件不同而不同,临氮热裂化> 临氢热裂化>临氢催化加氢过程。供氢剂与供氘剂在所有的过程中都存在明显的动力学效应,并且这个动力学效应随加工环境的不同而变化,在临氮热裂化过程中动力学同位素效应明显。在临氢热裂化过程,尤其是催化加氢裂化过程中动力学效应逐渐变得不明显。2H-NMR分析表明,氘代四氢萘的环烷环中的α位比β位的脱氢选择性高,氘代四氢萘脱氢选择性大小的顺序为:临氮热裂化>临氢热裂化>临氢催化加氢过程。
摘要:
将一种木质活性炭经过三种表面处理,即高锰酸钾稀硫酸溶液液相氧化、浓硝酸液相氧化和350℃低温气相氧化处理。实验所选活性炭及相应的表面改性炭使用氮气吸附和Boehm滴定分别进行了结构性质和表面化学表征。研究了所选活性炭和相应的表面改性炭催化过氧化氢氧化脱除二苯并噻吩(DBT)。实验结果表明,活性炭表面化学对二苯并噻吩的氧化脱除影响很大;炭表面化学对DBT吸附脱除的影响不同于对DBT氧化脱除的影响,表面酸性越强越有利于DBT的吸附;表面羰基能加速过氧化氢产生自由基,表面羰基量的增加明显有利于DBT的氧化脱除。活性炭经过热处理后,在二苯并噻吩的氧化脱除中催化活性明显增加,正辛烷溶液中硫的体积质量从0.556g·L-1降到0.009g·L-1。
摘要:
十氢萘气相氧化裂解(GOC)与传统的热裂解工艺相比,O2的存在降低了十氢萘GOC反应的活化能,使反应在较低温度下具有高的反应性能;O2同时起到消除积炭的作用,提高体系的抗积炭能力。十氢萘GOC反应在较低温度下即可获得较高的液体收率;高温下由于十氢萘裂解深度较高,低碳烯烃收率可高于液体收率,在所得的液体中,芳烃,尤其是BTX(苯、甲苯和二甲苯)占主要部分。十氢萘GOC反应制备低碳烯烃的适宜反应条件为,700℃~800℃,停留<0.4s,烷氧摩尔比0.3~0.5,空气可代替纯氧进料。800℃,烷氧摩尔比0.5,停留0.4s,可获得37%左右的低碳烯烃收率和50%左右的液体收率(BTX收率为29%)。
摘要:
采用绝热管式固定床积分反应器,在2.5MPa~3.9MPa、513K~655K、氢/裂解汽油摩尔比1.8~3.5和裂解汽油中噻吩、单甲基噻吩和双甲基噻吩质量分数为838×10-6、137×10-6~723×10-6和192×10-6~723×10-6下,对Co-Mo/Al2O3催化剂上裂解汽油催化加氢脱硫的宏观动力学进行了研究。以Powell优化法和Merson迭代法对动力学实验数据进行非线性参数估值,建立了良好吻合实验数据的、裂解汽油催化加氢脱硫的幂函数型宏观动力学模型。噻吩、单甲基噻吩和双甲基噻吩的反应级数分别为0.721、0.735和0.87,对应的加氢反应宏观活化能依次为70.0kJ·mol-1、67.9kJ·mol-1和59.9kJ·mol-1。各噻吩基硫的转化率均随反应压力的提高而增加,3.5MPa以上时,增加的趋势减缓;反应温度的提高有利于噻吩基硫转化率的增加;593K以上时,各硫化物的转化率随温度的增加呈现线性增加的趋势。
摘要:
利用层析法对生物质焦油进行分析,比较了不同来源、不同裂化工况处理后焦油族分构成的差异,并对催化裂化过程机理进行探讨。生物质原料组成的不同导致热解焦油构成的差异,木屑焦油中芳香类和极性物的质量分数高于稻杆和稻壳焦油,热解温度越高产生的焦油芳香性越大。催化裂化后,芳香类族分在焦油中的质量分数增长近1倍,其他族分的质量分数出现不同幅度的下降,裂化温度950℃以上时,芳香类的质量分数已达50%。芳香类的转化速度较小,还存在其他族分向芳香类的转化,引起裂化后焦油芳香化程度增大,且这种趋势随焦油转化程度的增大而更为明显。
摘要:
针对地质体中高演化沉积有机质,应用催化加氢热解/气相色谱-质谱方法测定了干酪根中以共价键结合的生物标志物。结果表明,实验样品的催化加氢热解产物收率明显高于二氯甲烷(DCM)索氏抽提,产物色谱图中饱和烃的峰形、保留时间和质谱特征与索氏抽提峰形基本一致;对比两种方法产物中饱和烃主要指标甾烷m/z 217和藿烷m/z 191表明,经过加氢还原,干酪根分子网络中共价键结合着两种生物标志物分子骨架得到印证,为催化加氢热解提取沉积物中生物标志物的方法可靠性提供了依据。催化加氢热解/气相色谱-质谱技术是一种对研究高演化沉积有机质中生物标志化合物有独特作用的有效分析手段。
摘要:
在浆态床反应器中考察了未还原催化剂以及在240℃和270℃的还原温度下还原时间对Fe/Cu/K/SiO2催化剂F-T合成反应性能的影响,采用Mssbauer谱研究了还原和反应后催化剂的物相组成。结果表明,在240℃延长还原时间或将还原温度升高到270℃均有利于催化剂的还原,270℃还原的催化剂的活性和稳定性明显高于未还原和240℃还原的催化剂,催化剂的运行稳定性与催化剂在反应过程中的流失量有密切关系。催化剂高温还原时烃产物分布倾向于生成低碳数的烃类,在相同的还原温度下,烃产物选择性随还原时间的延长向轻组分方向偏移。
摘要:
考察了含锆的铜铬硅催化剂低温液相合成甲醇性能,并进行了BET、TPR-H2、TPD-H2、TPD-CO、XRD和XPS表征。结果表明,锆作为结构助剂及电子助剂对催化剂在低温液相合成甲醇反应中具有显著的促进作用,反应活性可提高32.25 %。锆助剂能有效提高催化剂的比表面积,促进催化剂中铜铬组分的分散及表面富集。ZrO2加入在催化剂表面产生的Cu+与催化活性的改善密切相关,Zr4+、Cr3+、Cu+可形成复合中心,为价态的稳定性提供微环境,在H2活化及CO键的断裂等反应步骤中起重要作用。
摘要:
采用等容浸渍法制备改性脱水催化剂,通过H2-TPR、Pyridine-IR、还原态NH3-TPD、XRD等表征手段,以及目标反应浆态床CO+H2合成二甲醚,研究了催化剂的还原性能以及酸中心分布与反应性能之间的关系。H2-TPR结果表明,在脱水催化剂γ-Al2O3、V2O5/γ-Al2O3和Sm2O3/γ-Al2O3上不出现还原峰,V2O5、Sm2O3的加入改善了复合催化剂中Cu的还原性能,促进了甲醇催化剂的还原。Pyridine-IR表明,V2O5和Sm2O3的加入对L酸、B酸的量影响不大。还原态NH3-TPD说明V2O5和Sm2O3的加入改变了酸中心的分布,增加了弱酸中心的比率。XRD结果发现,V2O5和Sm2O3均匀分散在γ-Al2O3上,没有新的物种生成。二甲醚合成目标反应的结果表明,改性后催化剂的反应活性增强,合成反应中CO转化率、二甲醚的选择性都得到提高。V2O5和Sm2O3的添加增加了弱酸中心数量,促进了脱水活性,从而提高了复合催化剂合成二甲醚的活性和选择性。
摘要:
采用沉淀法或醇凝胶法、浸渍法制备Cu/ZrO2催化剂,在常压微型固定床石英管反应器上进行乙醇水蒸气重整反应,采用程序升温还原(TPR)技术表征催化剂的还原特性。考察了催化剂还原温度、反应温度、水醇比、空速等对反应的影响以及催化剂的稳定性。结果表明,在300℃~500℃,随反应温度升高,乙醇转化率增大,H2选择性下降。不同还原温度对转化率的影响不是很大,对于H2选择性,300℃、400℃还原的催化剂优于500℃还原的催化剂。高水醇比有利于提高转化率和H2选择性。随空速增大,转化率和H2选择性呈现下降的趋势。8%Cu/ZrO2催化剂在400℃或450℃反应22h显示出良好的稳定性。
摘要:
考察了Ni-M/γ-Al2O3(M=Co、Cu、Fe、La)双金属催化剂对醇、酸、酮有机含氧化合物(丁醇、丁酸、丁酮)的加氢脱氧性能,并对其中间产物进行了考察。通过TPR、XRD表征手段对Ni基催化剂的还原性能、表面分散度等特性进行了研究。结果表明,Ni基催化剂中第二活性组分相对不同有机含氧化合物表现出不同的加氢活性和选择性。对于丁酸,在Ni基催化剂中加入Fe表现出较好的活性;对于丁醇,加入La有较好的加氢脱氧性能;而对于丁酮,加入Cu更有利于提高催化剂的脱除性能。醇和酯是有机酸在Ni/γ-Al2O3催化剂上加氢转化的中间产物。
摘要:
水热法合成了钴取代磷铝酸盐分子筛CoAPO-11,并采用了X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、紫外可见光谱以及氮气吸脱附等表征手段对合成的样品进行表征,并在合成的分子筛上进行1-己烯异构化反应评价,并考查了温度和空速对反应的影响。结果表明,在反应温度300℃及空速为2.4h-1CoAPO-11分子筛对1-己烯异构化反应具有较好的催化性能。
摘要:
以SiO2负载12-磷钨酸(PW)为催化剂,对甲苯与乙酸酐(AA)的酰化反应进行了研究。采用XRD、BET、TGA和NH3-TPD等对PW/SiO2催化剂进行了表征。结果表明,PW负载量及焙烧温度对PW/SiO2的酸性、PW在SiO2上的分散状态以及酰化催化活性有明显的影响。PW的负载量40%(按质量计)、焙烧温度300℃制备的PW(40%)/SiO2催化剂,其PW在载体表面的分散度好,酸量及酸强度适宜,对甲苯与乙酸酐的酰化反应具有较高的催化活性。在130℃,催化剂/乙酸酐(质量比)2.2时,催化反应效果最佳。
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