摘要:
Hypercoal(HPC)被作为一种添加剂加入到两种性质不同的炼焦煤中,以探讨其对炼焦煤炭化的改质作用。通过偏光显微镜以及扫描电镜观测炭化产物的组织结构变化。结果表明,添加剂的用量以及粒径对炼焦煤炭化改质作用的大小与原料煤的煤质有关,对焦煤改质时要求添加剂颗粒的粒径较大;而对弱黏结性煤改质时,添加剂粒径较小且添加量较多更有利于黏结和熔融作用。通过添加HPC可改善焦煤因过度膨胀造成的不均匀孔隙结构,而且孔的数量与孔径减小,孔壁增厚;添加剂在炭化过程中产生的胶质体促进了弱黏结性煤的黏结和熔融,改善了炭化产物的结构。实验还考察了原料中水分、成型压力等因素对炭化产物结构的影响。结果表明,煤中水分会在炭化产物中产生特殊的孔隙结构,而成型压力对炭化改质作用则因原料煤质不同而不同。
摘要:
在加压固定床反应器中研究了碱金属催化剂KOH的添加量对呼和浩特煤和内蒙平庄煤加氢气化反应性的影响,并通过渣样酸洗水洗、原子吸收、XRD考察了煤结构中对气化反应活性有影响的因素。实验结果表明,催化剂的添加使呼和浩特煤的反应总气相产品产率明显提高,催化剂的饱和添加量约为15%。内蒙平庄煤在催化剂负载量增至30%时,才有较为明显的催化效果,但当催化剂负载量增至50%时,内蒙平庄煤60 min内的总气相产品产率仍低于64%。从XRD结果可以看出,随着加氢气化反应的进行,催化剂逐渐与煤中灰分反应失活,同时内蒙平庄煤中未反应的碳结构逐渐转化为活性较差的石墨,导致其反应后期的气化速率较缓慢。气化残渣中水可溶K与水不可溶但酸可溶K的比值与催化反应活性密切相关,当催化剂负载量小于20%时,内蒙平庄煤的高灰分可使大部分催化剂失活,导致其气化速率缓慢。
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通过灰熔点较低且接近的两种煤与灰熔点较高的天池煤混配,结果表明,在含铁类矿物质较低的小屯煤与天池煤的混煤中,混煤灰熔点随天池煤混入比例的增加而提高,含铁类矿物质较高的宁鲁原煤与天池煤的混煤灰熔点随天池煤混入比例的增加没有明显变化。通过XRD分析配煤中矿物质的转变过程,结果表明,宁鲁原煤灰中含有的钙铁类矿物质(如赤铁矿、硬石膏)抑制了莫来石的生成,缺少作为骨架支撑作用的高熔点莫来石,煤灰的熔点得不到显著提高。最后将配煤在沉降炉中进行实验模拟电站锅炉的结渣过程,并使用SEM分析灰渣的微观形貌,发现与宁鲁原煤相比,小屯与天池煤的混煤更能显著改善结渣特性。
摘要:
选取10种不同灰熔融温度的淮南煤,利用典型煤灰化学组成预测煤灰熔融温度的经验公式,对其煤灰流动温度进行了研究,发现预测精度不高;借助X射线衍射K值法分析计算了淮南煤灰的晶体矿物组成,并对晶体矿物组成与淮南煤灰流动温度的关系进行了关联,提出了利用晶体矿物组成预测煤灰流动温度的回归公式,揭示了淮南煤灰中晶体矿物组成与煤灰流动温度的内在关系,利用该公式计算的煤灰流动温度与实测值之差的绝对值小于国标规定的误差值(再现性小于等于80℃)。
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在理想平推流反应器中进行了模拟热解气对模拟烟气中NO、N2O的还原实验研究,考察了反应温度、过剩空气系数λ、热解气中CH4、CO、H2、NH3浓度、烟气中NO、N2O浓度变化对NO、N2O出口浓度的影响。实验结果表明,当模拟热解气仅含其中一种气体时,在反应温度973~1 223 K时热解气中CH4、CO、H2基本不与NO发生反应,当λ小于或等于1.0时可降低N2O浓度0%~30%;热解气中NH3可降低NO 10%~60%,但NH3不与N2O发生反应。
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基于进样过程中焦油蒸发的不稳定性以及反应温度的测定和控制难度,设计了移动床焦油进样系统,使用样品槽携带焦油进入具有线性温度分布的炉膛空间,以样品槽的运动进样代替焦油流动进样,以获得稳定的焦油蒸发进样和更容易控制的反应温度。在此基础上,研究了不同进样速率下的焦油热裂解及其动力学特性。结果表明,在573~1 123 K,焦油的裂解率随温度的升高而加速升高,并在1 123 K时达到58%的裂解率;焦油热裂解遵循一级动力学反应,其平均活化能为39.5 kJ/mol,指前因子为1.58 min-1。
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在半连续反应器中,以棕榈酸甲酯为植物油脂模型化合物,进行了加氢脱氧制取高品质生物柴油燃料的研究。采用浸渍法制备了HY、SiO2、γ-Al2O3及SAPO-11四种载体负载的Ni催化剂,采用XRD、NH3-TPD、H2-TPR、BET、SEM等技术进行催化剂表征。结果表明,Ni/SAPO-11催化剂由于SAPO-11表面呈现的弱酸和中强酸性质,在保持较高的加氢脱氧反应性的同时,抑制了裂解反应的发生,具有较好的催化性能。进一步对SAPO-11上不同的Ni负载量、反应温度、反应压力等进行了研究,发现当Ni负载量为7%,反应温度为220℃,压力为2MPa时,催化剂具有较高的催化性能,棕榈酸甲酯的转化率达到了99.8%,C9~16烷烃的总选择性为92.71%。
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采用常压热重分析仪,研究了重油残渣焦的水蒸气气化反应性,主要考察了热解温度、升温速率、停留时间及气化反应温度、气化剂分压对重油残渣焦水蒸气气化反应的影响,并借助XRD对残渣焦进行了分析表征。结果表明,气化温度950℃,60%水蒸气分压条件下,快速热解焦比慢速热解焦的气化反应性高;随制焦温度(500~900℃)的提高及停留时间的延长,焦的气化反应性降低。气化温度是影响重油残渣焦气化反应的主要因素,在900~1 050℃,温度每提高50℃,重油残渣焦气化反应时间几乎减半;随着水蒸气分压的提高,气化反应速率增加,但当气化剂分压高于60% 时,其对气化反应影响较小。采用均相模型和缩核模型对重油残渣焦气化曲线进行模拟,结果发现,缩核模型模拟相关性较好,其活化能为195.0 kJ/mol,指前因子A0为2.6×107min-1。
摘要:
以塔河常压渣油为原料,分离正庚烷沥青质,并将正庚烷沥青质分成三个极性不同的亚组分。测定沥青质亚组分的平均偶极矩,利用1H-NMR谱关联得到沥青质平均结构参数以分析沥青质亚组分缔合性质,采用X射线吸收近边结构谱(XANES)表征沥青质亚组分中含硫官能团形态,分析硫原子存在形态对沥青质性质的影响。结果表明,随着沥青质亚组分极性降低,H/C原子比增大;沥青质极性增加,缔合性增强;沥青质中还原态硫主要以噻吩硫形式存在,其次为硫醚;亚砜、砜和磺酸盐是主要的含氧硫化物。噻吩、砜和磺酸盐等官能团的存在对沥青质性质具有影响,但对沥青质极性及缔合性的影响不明显,杂原子硫不是影响沥青质极性和缔合性的主导因素。
摘要:
采用元素分析、扫描电镜和透射电镜等分析方法对渣油原料中的沥青质、加氢处理后的沥青质及添加高芳香性轻循环油(LCO)反应后的沥青质进行对比研究。结果发现,渣油加氢处理前后沥青质的表面呈现出光滑表面和多孔的球形颗粒表面两种完全不同的形貌。渣油加氢前后沥青质的芳核堆砌表现出明显的长程无序局部有序的特征;加氢处理后的沥青质芳核片层易于堆砌,出现了多层堆砌、长程有序的类石墨结构。渣油中高芳香性LCO的添加有利于促进沥青质的加氢反应、改善沥青质芳核系统在渣油加氢处理过程中的聚集行为。
摘要:
利用聚苯乙烯(PS)颗粒和脱油残渣(VR)乳液为模板剂制备了大孔重油催化裂化催化剂,与未加模板的参比催化剂相比,比表面积分别增加了38.0%和46.2%,孔体积分别增加了20.6%和35.8%,平均孔径分别增加了54.5%和27.3%。微反评价结果表明,大孔催化剂活性较高,对重油的转化率分别提高了9.8%和12.2%,总液收分别提高了10.2%和7.3%。与参比催化剂相比,积炭后PS颗粒和VR乳液模板大孔催化剂的活性有一定程度的降低,但是当积炭量相同时,大孔催化剂的重油转化率和总液体产物收率都比参比催化剂要高,且两类大孔催化剂的数据比较接近。催化剂的基质经模板扩孔后,由于具有微孔-介孔-大孔的梯度孔分布,孔径分布更加合理,重油分子在催化剂孔道内的扩散速率更快,容炭能力更强,所以大孔催化剂具有较好的裂化性能。
摘要:
以不同的氧化物为载体,采用共浸渍法制备了一系列负载型的Cu-Fe催化剂Cu-Fe/MOx(MOx=ZnO、ZrO2、TiO2、SiO2、MgO、Al2O3),并采用X射线衍射(XRD)、N2吸附(N2-adsorption)、程序升温还原(H2-TPR)和一氧化碳程序升温脱附(CO-TPD)技术对催化剂进行了表征。在温度为250℃、压力为3 MPa和原料气空速为6 000 mL/(g·h)的反应条件下,在连续流动微型固定床反应装置上考察了其催化CO加氢合成低碳醇的反应性能。结果表明,与其他氧化物为载体的催化剂相比,Cu-Fe/SiO2催化剂表面CuO的分散度较高,在较低的温度下容易被还原,具有较强的CO吸附能力,从而同时具有较高的活性和低碳醇选择性。
摘要:
研究了Fe2O3在CO和H2气氛下预处理对催化剂物相、表面组成和性质的影响及CO加氢合成低碳烯烃反应行为。结果表明,300℃ H2预处理后催化剂主要物相结构为Fe3O4和α-Fe,250℃ CO预处理后主要物相为Fe3O4,随着CO预处理温度的升高,有碳化铁生成。表面碳化物含量随着CO预处理温度的升高而增加。CO较H2预处理表面碱性增强,CO2和CO吸附显著增加,随着预处理时间的延长,表面积炭降低了CO2和CO吸附。经CO预处理的催化剂具有较高的烯烃选择性,H2预处理的催化剂烯烃选择性相对较低。
摘要:
在微波辐射下制备了Cox-MoS3-Ky/γ-Al2O3催化剂,考察了催化剂中K和Co的含量对其催化CO加氢合成低碳醇性能的影响。结果表明,添加适量的K和Co可以形成K-Mo-S相和Co-Mo-S相,改善催化剂性能的同时还可以避免活性组分的集聚及载体孔道的堵塞;K/Mo物质的量比为1.0,Co/Mo物质的量比为0.2时,有利于生成低碳混合醇,尤其是C2+醇。CO转化率为38.4%,总醇的收率为5.65%,C2+OH的选择性为80.5%。
摘要:
采用累托土为原料,合成铝交联累托土 (Al-PILR),然后分步浸渍负载 (NH4)2S2O8、Dy(NO3)3和 Cu(NO3)2,制成 Cu/Dy/S2O82-/Al-PILR催化剂。 考察该催化剂对 C3H6选择性还原 NO的催化性能,并且利用低角 XRD、BET、Py-IR、IR、TG和SEM等方法,研究催化剂结构与性能的关系。实验结果表明,铝交联剂能很好地撑开累托土的土层,显著增大催化剂的比表面积; S2O82-能明显增加铝交联累托土B(Brönsted)酸的酸量; Dy能进一步增加B酸的酸量,有效提高催化活性和热稳定性。因此, Cu/Dy/S2O82-/Al-PILR催化剂具有良好的催化性能, 最佳催化活性温度为300℃,NO转化率高达80.3%,在有10%水蒸气存在的情况下仍可达77.6%。
摘要:
采用自制的比表面积为349 m2/g的纳米膜γ-Al2O3为载体,用等体积浸渍法制备了Ni-Pt/γ-Al2O3催化剂,采用比表面积测定、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等手段对所制备的催化剂进行了表征。利用微型连续管式反应器与气相色谱联用装置,考察了Ni-Pt/γ-Al2O3催化剂对甲基环己烷(MCH)气相脱氢的催化性能。结果表明,使用20%Ni-0.5%Pt/γ-Al2O3催化剂,在反应温度350℃,混合进样体积空速252 h-1条件下,甲苯转化率达到96.99%,选择性接近100%。
摘要:
在高温管式电加热炉上进行了三种煤单独燃烧,三种煤添加1%、3%、5%溴化钙与醋酸钙燃烧,以及一种煤添加Fe2O3燃烧实验,燃烧温度为1 250℃。收集了各燃烧过程的飞灰,对收集的飞灰进行了Hg含量测定,并对飞灰进行了比表面积、EDS与XRD表征。实验与分析结果表明,三种煤燃烧后Hgp的生成特性显著不同;三号煤灰的比表面积最大但飞灰颗粒Hg含量及Hgp比率均很低;在添加CaBr2后,三种煤飞灰颗粒Hg含量及Hgp比率均显著增加;在三种煤中添加醋酸钙,及在三号煤中添加Fe2O3后,Hgp含量与比率有所增加,但增加幅度较小。
摘要:
采用逐层负载-孔道内氨/水蒸气原位羟化法制备了一系列负载型钙钛矿La0.8Sr0.2MnO3/SBA-15催化剂,用XRD、BET、TG-DTG、XPS、H2-TPR等手段对催化剂的物性结构等进行了表征,并在常压连续流动固定床反应器上评价了该催化剂对甲苯催化燃烧的催化性能。结果表明,逐层负载-孔道内氨/水蒸气原位羟化法的使用有助于活性组分La0.8Sr0.2MnO3进入SBA-15的孔道,并在SBA-15上形成钙钛矿结构。La0.8Sr0.2MnO3/SBA-15上钙钛矿结构的形成和晶格氧的出现,可为催化剂提供较多的活性中心,有利于其催化燃烧甲苯的活性。
摘要:
利用TGA-FTIR联用技术考察了PE、PS、PVC三种典型塑料的热解特性。结果表明,热稳定性从弱到强依次为PVC、PS、PE。PE热解反应过程为典型的一段式反应,红外光谱分析结果表明,PE热解过程为无规则断链形式,生成产物成分复杂,且随热解过程而改变,开始以饱和烃基团为主,中后期以烯烃基团为主,同时有少量炔烃;PS热解过程同样为一段式反应,红外光谱显示主要热解产物为苯乙烯单体,说明热解过程主要是苯乙烯的解聚过程;PVC热解过程较为复杂,主要分为脱氯阶段和共轭多烯重构阶段,红外光谱结果表明,产物中有芳香族化合物。脱氯过程和共轭多烯重构、环化过程在时间和空间上有重合,给二噁英类污染物的生成制造了可能。
