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2007年  第35卷  第02期

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摘要:
采用纸浆黑液为催化剂在一热重分析仪中及常压与750℃~950℃下进行了福建无烟煤二氧化碳催化气化的研究以给出催化剂浓度,即在不同3%、5%、8%、10%钠黑液添加量时对碳转化率的影响。实验表明,在750℃~950℃催化剂浓度8%钠黑液添加量的催化活性比其他浓度更好。在反应控制条件下测定了三种福建高变质无烟煤的碳转化率与气化反应时间的关系。应用均相模型和缩芯模型分别关联了这三种煤的转化率与时间的关系并得出不同温度下的反应速率常数k,进而采用阿累尼乌斯方程 预测了实验所用三种煤的反应活化能Ea 和指前因子A。在适宜催化剂浓度8%钠黑液添加量时,其 Ea=76.18kJ/mol~104.22kJ/mol明显小于无催化剂纯煤气化时的Ea=150.93kJ/mol~185.44kJ/mol数值范围,这明显地表明纸浆黑液是一个廉价和有效的煤气化催化剂。
摘要:
采用连有电脑-摄像头的煤灰熔融特性测定装置,在Ar气氛下研究了灰中焦对煤灰熔融特性的影响。结果表明,灰中焦对灰熔融特征温度和灰熔融动态特征具有显著影响,影响程度与煤种以及煤焦的质量分数有关。掺焦的灰熔融温度高于不掺焦的熔融温度;掺焦量增加,其灰熔融温度升高。当掺焦量提高至20%时,在接近或高于煤灰熔融温度时由于焦与焦之间通过熔融煤灰的黏结作用形成了不熔骨架,使灰锥高度不再随温度的提高而发生变化,这也是灰锥很难出现或者根本不出现软化温度和流动温度的原因。
摘要:
研究了四种不同变质程度烟煤及其二硫化碳/N-甲基-2-吡咯烷酮(CS2/NMP)混合溶剂(1∶1,vol)的抽提物在不同溶剂中的溶胀性能,同时考察了四种煤样不同温度热处理后其溶胀性能的变化。结果表明,煤的溶胀率随煤化度增加而有所降低;变质程度较低的烟煤在极性溶剂中的溶胀率大于非极性溶剂,随着煤化度的增加,两者溶胀度差距减小;四种烟煤经混合溶剂抽提后,其抽余煤的交联密度降低,溶胀率增加。四种煤样150℃热处理后在CS2中的溶胀率均有所增加,表明热处理可以降低煤的交联密度。随着热处理温度提高至240℃,除气煤外,其余三种煤样在NMP和CS2中溶胀率均进一步增大,说明其交联密度进一步降低。这一结果与热处理煤样在混合溶剂中抽提率的变化趋势一致,如240℃热处理后瘦煤的抽提率由原煤的6.9%提高到17.3%。红外光谱研究表明,经过适当温度的热处理,可以脱除煤分子中的羰基和羟基等含氧官能团,破坏煤结构中的氢键,从而降低煤的交联密度,提高煤的溶胀率及其在混合溶剂中的抽提率。
摘要:
采用多元线性回归分析的方法研究了煤质因素对水煤浆成浆性、流变性及稳定性的影响。并采用多元逐步回归分析的方法对影响水煤浆性质的煤质因素进行了综合分析,以确定影响水煤浆性质的主要煤质因素,并建立了相关的经验方程。结果表明,与煤成浆性有关的主要煤质因素为煤的碳质量分数、空气平衡水分、可磨性指数以及压汞仪所测煤的比表面积,复相关系数达0.988;与煤浆流变性有关的主要煤质因素为煤的灰分质量分数、煤中可溶矿物离子的溶出量、压汞仪所测煤的孔体积以及煤表面的动电位性质,复相关系数为0.917;与煤浆稳定性有关的主要煤质因素为煤岩显微组分分析中丝质组分的质量分数和煤灰成分分析中SiO2的质量分数,复相关系数为0.779。
摘要:
利用高温沉降炉在1500K~1800K制备京西无烟煤煤焦,使用化学吸附法测定不同热解温度下煤焦比表面积及孔容积与孔径的分布特征,并采用SEM观察煤焦颗粒表面的形态,分析了高温下热解温度对煤焦孔隙结构的影响规律。结果表明,煤焦的比表面积主要由孔径小于10nm的微孔和中孔构成,而其孔容积则主要由孔径为2nm~50nm的中孔构成。高温下煤焦比表面积和孔容积随热解温度的升高,呈现先增大后减小的非单调变化现象,转折温度约为1600K。出现这种变化的主要原因是煤焦在热解温度超过1600K后开始烧结,产生较为光滑致密的表面结构,部分孔隙封闭。
摘要:
对东都风化煤进行硝酸氧解,利用元素分析与红外光谱分析研究产物硝基腐植酸(NHA)的结构和性质,讨论硝酸氧解中催化剂对硝基腐植酸的产率、元素组成和官能团的影响。结果表明,浓硫酸、过氧化氢、碳纳米管负载过渡金属和固体酸催化剂都能显著提高煤氧解NHA的产率,产物C、H的质量分数和H/C原子比降低,氮的质量分数增加,E4/E6增加。固体酸与浓硫酸对提高产物氮的质量分数更明显,镀镍碳纳米管(CNTs)负载三氧化二铁、碳纳米管负载镍和浓硫酸作为催化剂得到腐植酸分子更小。催化剂存在下产物活性官能团增加更多,不同催化剂对产物有不同的影响。
摘要:
对锯屑在不同液化条件(溶剂、气氛、温度、催化剂)下所得液化残渣在热天平上进行了燃烧特性研究,通过比较液化残渣燃烧的三个特征温度,着火点ti、燃烧峰温tp和燃烬温度tb,分析了液化条件对残渣燃烧特性的影响。同时通过热重曲线所得数据探讨了液化残渣燃烧过程的动力学,并计算了活化能和频率因子 。结果表明,不同溶剂下所得液化残渣的燃烧特性显著不同,以四氢萘为溶剂所得液化残渣具有较好的燃烧特性;不同气氛下所得残渣的燃烧特性没有明显的不同;350℃下所得液化残渣的燃烧特性要好于300℃下所得液化残渣的燃烧特性;由于催化剂的影响,加入1%Mo后降低了所得液化残渣的燃烧特性;液化残渣的燃烧反应符合两段一级反应动力学。
摘要:
为了从分子水平快速经济地分析重质油在热转化过程中的变化规律,利用四种模型化合物萘、四氢萘、十氢萘和正庚烷组成的混合体系来模拟重质油及其热转化缩合产物分子的基本组成,研究其红外吸收特性与平均分子参数(亚甲基和甲基的数目之比 N CH2/NCH3、芳氢率faH、芳香环系氢碳原子比NHar/NCar等)的关系。将重质油焦化重蜡油馏分进行轻度热转化,利用不同强度的系列溶剂将热转化产物的重质馏分顺序分离成系列溶剂族组分,将这些族组分进行红外分析。结果表明,混合物系列模拟体系的〖WTBX〗f〖WTB1〗aH同其红外吸收在2750cm-1~3100cm-1的3000cm-1~3100cm-1强度分率(S3000~3100/S2750~3100)之间存在良好的线性关系,同时NCH2/NCH3 同2920cm-1和2960cm-1处的吸光度比值A2920/A2960之间也存在良好的线性关系。依据这些关系式可以合理解释重质油分子在热转化过程中分子结构的变化规律。随着重质油热转化的进行,NCH2/NCH3 饱和烃分子先增大后减小,芳香性族组分分子则持续降低;faH或NHar/NCar芳香性族组分分子呈现升高的趋势。
摘要:
采用甲基环己烷水正辛醇AEO9形成的微乳液体系制备纳米金属Ni催化剂,并利用该催化剂催化辽河超稠油的水热裂解反应。研究结果表明, 280℃时纳米金属Ni能够促进超稠油的水热裂解反应。与原超稠油相比,反应后样品的硫质量分数由0.45%降到0.23%,胶质、沥青质质量分数分别降低了15.83%、15.33%;GC-MS分析结果表明,甲基环己烷在改质过程中能够脱氢生成甲苯;C、H元素分析结果表明,反应后样品中胶质、沥青质的H/C原子比增加,说明从甲基环己烷上脱下的氢能够转移到超稠油中。表面活性剂AEO9、水和油,在改质结束后的降温过程中,形成了稳定的油包水型乳液,起到乳化降黏作用;而添加的甲基环己烷、正辛醇均能起到稀释降黏作用;在上述降黏作用的协同影响下,反应后样品50℃时的黏度由原来的139800mPa·s降至2400mPa·s,由此表明,纳米Ni催化剂对辽河超稠油水热裂解降黏的催化效果显著。
摘要:
在提升管实验装置和脉冲色谱装置上,采用ZSM-5催化剂,考察了不同条件下FCC轻汽油和2M1C5=的裂化。结果表明,催化裂化过程添加ZSM5催化剂可提高汽油中C5=、C6=的质量分数。轻汽油裂化生产丙烯的性能优于重汽油和全馏分汽油,在相对低的温度下瞬时反应能得到较高的丙烯收率。在脉冲色谱装置上,反应温度和载气流量对轻汽油和2M1C5=裂化生产丙烯的影响一致,即反应温度升高,载气流量降低,丙烯收率增加。提高反应温度,延长停留时间可以提高丙烯对丁烯的比例。轻汽油在ZSM-5催化剂上反应,催化剂结焦失活速度开始较快,后来减缓。ZSM-5催化剂结焦失活对丙烯生成的抑制作用大于对丁烯的抑制作用,ZSM-5的强酸中心多则更有利于生成丙烯。
摘要:
为了实现生产低硫柴油和超低硫柴油的目标,以超声波为外加能源,构筑超声波/类Fenton试剂的柴油氧化脱硫反应体系,考察了水相pH值和超声功率这两个参数对柴油氧化脱硫效果的影响。实验结果表明,当类Fenton试剂的水相pH值为2.00左右时,其脱硫效果较好;无超声波下H2O2、类Fenton试剂、超声波/H2O2及超声波/类Fenton试剂的柴油氧化脱硫反应符合表观一级反应动力学规律。超声波功率的提高对氧化脱硫有明显的促进作用,这主要是由于功率的增加,有助于加速空穴的形成与内爆,从而促进反应的进行。
摘要:
选取独山子石油焦为原料,以物理活化法制得比表面积达500m2/g~900m2/g的活性炭,进行吸附脱硫研究。采用酸氧化法对活性炭孔结构和微观孔径分布进行改性。酸氧化使活性炭表面酸性官能团含量明显增加,增加量约为原来的5倍。活性炭吸附脱硫性能随表面酸性官能团含量的增加而增大。理想的酸化条件是浓硝酸120℃氧化40min。通过静态吸附实验,活性炭吸附脱硫的最佳条件是,温度25℃,压力1.0MPa,静态吸附6h。最佳条件下吸附脱硫可使模型化合物硫的质量分数从137.9×10-6降至3.1×10-6。从活性炭孔径匹配考察可知,平均孔直径在0.8nm~2.1nm的活性炭对模型化合物硫的质量分数降低具有明显效果。
摘要:
以分步连续沉淀法和共沉淀法制备了一系列FeMnCu/ZnO复合氧化物合成低碳醇催化剂,对其CO加氢合成低碳混合醇的反应性能进行了考察,并用ICP、XRD、BET、H2-TPR对其结构进行了表征。结果表明,沉淀方法不同对催化剂的催化性能有较大的影响。在T503K、P=8.0MPa,GHSV=8000h-1,H2/CO=2(体积比)的条件下, 分步沉淀法制备的FeMnCu/ZnO催化剂醇的收率和C2+OH的质量分数均高于共沉淀法制备的催化剂。其中“Fe atop Cu”催化剂醇的收率最高,达到0.26g/mLcat·h,同时“Fe atop Cu”催化剂C2+OH的质量分数也最高,可达31.72%。XRD研究表明,分步沉淀法制备的催化剂促进了CuO和ZnO的分散,提高了催化剂的催化性能。BET测试结果表明,分步沉淀法有扩孔的作用,有利于长链醇的生成。TPR研究发现,共沉淀法制备的催化剂Cu物种较难还原,这是共沉淀催化剂合成醇性能较低的原因之一。
摘要:
研究了甲醇与乙醇在V2O5催化剂上,常压375℃下一步催化合成异丁醛的反应,考察了催化剂活性组分质量分数和制备条件对催化剂催化性能的影响。结果表明,催化剂中V2O5质量分数为75%,焙烧温度480℃、焙烧5h时,催化剂的催化性能较其他条件更佳,乙醇转化率达98.03%,异丁醛的选择性达47.52%。对新鲜催化剂、反应后和再生后催化剂进行了XRD测试,并对反应后催化剂进行了DTATG测试。结果表明,催化剂在反应过程中有结焦且V2O5在反应过程中被还原为V2O3。通过高温烧炭再生可烧去结焦物,并将V2O3重新氧化为V2O5而使失活催化剂恢复其催化活性。
摘要:
采用浸渍法分别用硫酸锰、醋酸锰、氯化锰和硝酸锰为原料制备了Mn-H4SiW12O40/SiO2 杂多酸催化剂。在常压连续流动固定床反应器中,考察了二甲醚选择氧化制取甲缩醛的反应活性。实验结果表明,催化剂的催化活性顺序为Mn-Cl2H4SiW12O40/SiO2>Mn(NO3)2H4SiW12O40/SiO2>MnSO4H4SiW12O40/SiO2>Mn(AC)2H4SiW12O40/SiO2。并进一步考察了反应温度对不同锰盐前驱体催化剂性能的影响。结果表明,随温度的升高,硫酸锰修饰的H4SiW12O40/SiO2 催化剂催化氧化比较剧烈,在613K时二甲醚转化率高达42.4%,但此时甲缩醛选择性仅为0.9%。采用氯化锰修饰的H4SiW12O40/SiO2催化剂,二甲醚催化氧化反应较缓和,并且甲缩醛的选择性明显高于分别采用硫酸锰、醋酸锰和硝酸锰改性的催化剂,在593K反应1h时,二甲醚转化率为8.6%,甲缩醛选择性达到37.5%。H2-TPR结果显示,硫酸锰改性的催化剂高温氧化性能明显强于另外三种催化剂,氯化锰的修饰使得催化剂的低温氧化性能变强。XRD结果表明,MnCl2H4SiW12O40/SiO2催化剂的衍射特征峰明显强于其他三种催化剂,并且发现了MnO2衍射特征峰。
摘要:
研究了压力对USY催化剂催化甲苯裂解结焦及其前驱体的影响。采用热重、红外、13C固体核磁、元素分析、色质联用、程序升温氧化法等手段对催化剂上的焦炭和液相产物中的焦炭前驱体进行了考察。结果表明,沉积在催化剂上的焦炭主要为缩合度较高的多环芳烃,随着压力的升高,总的结焦量减少,液相产物中多环芳烃的环数和质量分数呈增加趋势,证明了超临界流体对焦炭前驱体有萃取效果。并探讨了超临界条件下甲苯催化裂解结焦的机理。
摘要:
以硬脂酸为凝胶剂,经由溶胶、凝胶、煅烧等步骤直接合成了晶体尺寸为纳米级(15nm~32nm)的铁酸锌脱硫剂,并应用TG-DTA、XRD、BET等测试手段对干凝胶及所得产品进行分析表征。结果表明,硬脂酸前驱体法合成温度低,操作简便。随着煅烧温度的升高,产品的比表面积减小,平均粒径增大,脱硫性能变差;该法制备的脱硫剂在350℃~550℃活性高,脱硫精度高,硫容大,而且再生性能良好,450℃下完全再生。
摘要:
用撞击式分级采样器同步采集了北京市城乡结合部、郊区的2003年四个季节的不同粒径大气颗粒物样品,用气相色谱-质谱分析了其中的多环芳烃。两个功能区的PAHs总质量浓度分布趋势均为:冬季>秋季>春季>夏季;不同环数PAHs在不同粒径颗粒物中的分配比例比较显示,粗颗粒物中2 环或3环PAHs的分配比例比其在高环PAHs的比例要大。
摘要:
利用程序升温还原法制备了β沸石负载碳化钼催化剂。XRD表征显示,利用正戊烷作为碳源得到了对异构化具有活性的βMo2C。以正庚烷为模型反应物,在连续流动固定床反应装置上考察了温度、压力、空速和氢烃比对βMo2C/β沸石催化剂临氢异构化反应性能的影响。获得了β沸石负载碳化钼催化剂上正庚烷异构化的最佳反应条件温度270℃~275℃,压力1.0MPa~1.5MPa,体积空速1.0h-1,氢烃体积比200∶1。在最佳条件下反应物转化率为82%,选择性和异构产物收率分别达到71%和58%。
摘要:
以TX-100/正己醇/环己烷组成的反相微乳液为媒介,采用反相微乳共沉淀法制备系列金属掺杂的六铝酸镧催化剂。用BET、XRD进行物性表征, 以甲烷燃烧为探针反应考察了催化剂的催化活性。结果表明,反相微乳液合成催化剂的最佳成晶温度可降至1100℃。 LaMx Al12-x O19-α 中M的最佳掺杂数为1(x1)。单金属Mn的存在可以降低甲烷的起燃温度,使催化剂具有良好的低温活性;单金属Fe掺杂的六铝酸镧催化剂具有较低的完全转化温度;而Fe、Mn共同掺杂的LaMnFeAl-10O19-α催化剂具有低、高温活性和高温稳定性。100h稳定性运转的转化率始终保持在99.7%,无失活现象。
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