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2006年  第34卷  第02期

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运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)、冷原子吸收光谱(CV-AAS)、原子荧光光谱(AFS)、离子选择性电极法(ISF)、带能谱仪的扫描电镜(SEMEDX)和逐级化学提取技术(SCET)对贵州普安矿区晚二叠世煤中微量元素的质量分数、赋存状态和成因机理进行了研究。结果表明,贵州普安矿区2号主采煤层的矿物组成主要为低温热液流体成因的黄铁矿和陆源碎屑成因的黏土矿物;与贵州煤、中国大部分煤和美国煤相比,该煤中As (36.9×10-6)、Cd (10.2×10-6)、 Cr (167.3×10-6)、Cu (365.4×10-6)、Hg (2.82×10-6)、Mo (92.6×10-6)、Ni (82.6×10-6)、Pb (184.6×10-6)、Se(6.23×10-6)、Zn (242.3×10-6)和U (54.6×10-6)显著富集。而另外4个主采煤层(1号、8号、11号和17号煤层)中微量元素的质量分数与贵州煤、中国大部分煤和美国煤中的相当。普安矿区2号煤层中的As、Cd、Hg、Mo、Ni、Pb和Zn等元素主要赋存在黄铁矿中,而Cr、Cu和U主要存在于高岭石中,表明低温热液流体和陆源碎屑对煤中微量元素的富集起了决定作用。
摘要:
利用炉侧安装了移动测量标尺的加热炉 (φ150mm×300mm),分别以三种加热速率(1.0℃/min、1.5℃/min和3.0℃/min)及两种堆密度(880kg/m3和1080kg/m3)模拟工业炼焦,研究了1500g的炼焦用煤在焦化过程中径向收缩与焦化时间、中心温度、焦化升温速率及梯度温度的关系。结果表明,中心温度为280℃~360℃时煤柱开始收缩,900℃左右收缩结束,径向收缩值5mm~8.5mm,收缩率7%~12%;加热速率和堆密度增大,煤柱径向温度梯度增大,径向收缩值减小;加热速率增大,开始收缩时的中心温度降低,第二收缩高峰逐渐减弱,各梯度温度降低,煤柱收缩系数减小;堆密度大,开始收缩时的中心温度和各梯度温度均较高,对收缩系数及收缩高峰无明显影响。在焦化的不同时期,煤柱不同位置的升温速率不同。
摘要:
采用炼焦混合煤模拟工业焦化过程,研究了焦炭中硫的空间分布规律。结果表明,焦炭柱同一高度的有机硫、无机硫的质量分数从中心到边缘逐渐升高;相同取样位置处裂纹表面的有机硫、无机硫比对应内部位置硫的质量分数高;对于炭化室直径为230mm的模拟实验,有机硫增加约0.035%,无机硫增加约0.08%。XPS分析显示,有机硫与无机硫的质量分数的差异是由噻吩硫及金属硫化物的质量分数不同造成的。二维相似模拟实验进一步证实焦炭柱中硫的质量分数从中心沿径向到边缘逐渐升高。
摘要:
比较了流化床条件下神华煤及其直接液化残渣焦在CO2气氛中的气化反应性,考察了添加液化催化剂、脱除矿物质以及脱除重质油对煤直接液化残渣气化反应的影响规律。结果表明,残渣焦的气化反应性比原煤焦好,残渣焦在1000℃和1100℃的气化反应性指数为0.135和0.290,而原煤焦的则为0.118和0.200。脱灰后残渣焦气化反应性低于脱灰后的煤焦,说明直接液化反应后剩余的难液化物质的气化反应性低于煤焦;未经脱灰处理的残渣焦气化反应性高于煤焦,反映了液化过程中富集的矿物质及铁系催化剂的催化气化活性。脱除残渣中的重质油会降低残渣焦的气化反应性。
摘要:
在30kW循环流化床装置上进行了中国西部三种煤的燃烧实验,考查了燃烧温度、空气分级、空气过剩系数、固体颗粒循环料率和煤种等因素对NO、N2O、SO2污染物排放的影响。结果表明,强化空气分级可显著降低高挥发分煤种NO的生成量,但对N2O影响不大;增加空气过剩系数同时增加了NO与N2O的排放;增加固体循环料率显著降低NO生成量,但N2O排放略有增加;高阶煤燃烧生成较多N2O,低阶煤生成较多NO。燃烧温度1120K、过剩空气系数1.25下约85%燃料中N转化为N。实验范围内改变操作参数不影响SO2与CO排放量。
摘要:
测定了10种分散剂与14种煤所形成分散体系的Zeta电位,研究了分散剂对改性煤粒界面电化学性质的影响。结果表明,煤的变质程度越低、溶出高价离子越多,分散剂改性煤粒的Zeta电位越低。阴离子分散剂亲水基团的数量和所带电荷越多,改性煤粒的Zeta电位越高。非离子分散剂使改性煤粒的Zeta电位降低。阴离子分散剂改性的煤粒,Zeta电位大小能很大程度反映煤粒的亲水性强弱,很多阴离子分散剂改性煤粒的Zeta电位都与其吸水量成正相关。建立了包括煤自身亲水性(Mad)、分散剂亲水改性程度(△MHC), 以及Zeta电位(ζ)和分散剂在单位煤表面积上的吸附量(Γs)在内的成浆性经验模型:CFV = 76.621.896Mad 3.430△MHC+0.489Γs·ζ。该模型的计算值与实验结果很相近,而且还能反应出各变量对煤的成浆性所产生的影响。
摘要:
采用镁、铈、镧和磷对USY型FCC催化剂进行改性,采用FTIR分析方法对改性催化剂的表面酸性进行了表征,研究了硫转移活性组分对催化剂的硫转移和催化裂化活性的影响。结果表明,多次氧化还原循环后,改性催化剂仍保持较好的硫转移活性,可以达到60%以上。镁的引入会减少基质和分子筛表面强酸的数量,少量镁的引入对催化裂化活性影响不大,铈和镧的引入会使分子筛和基质的表面酸量得到显著增加,提高催化裂化活性,但同时会引起焦炭的增加,磷改性可改善基质和分子筛表面酸性,抑制焦炭的产生,保持催化裂化活性的同时使汽油中的烯烃质量分数下降6%。
摘要:
采用绝热管式固定床积分反应器,在2.0MPa~4.0MPa、524K~644K、氢/裂解汽油摩尔比1.5~3.5和反应器入口环戊烯、3乙基1戊烯、苯乙烯和1己烯的分压分别为0.87kPa~5.60kPa、1.09kPa~7.01kPa、1.14kPa~7.35kPa和0.25kPa~0.97kPa下,对CoMo/Al2O3催化剂上裂解汽油中单烯烃催化加氢的宏观动力学特性进行了系统研究。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,建立了与实验数据吻合良好、裂解汽油中单烯烃催化加氢的幂函数型宏观动力学模型。其中,环戊烯、3乙基1戊烯、苯乙烯和1己烯的反应级数分别为1.725、0.685、0.7和0.655,对应的加氢反应宏观活化能依次为63455 J·mol-1, 61781 J·mol-1, 52105 J·mol-1和54181 J·mol-1。实验所用CoMo/Al2O3催化剂对环戊烯、3乙基1戊烯和苯乙烯加氢具有明显的催化作用,对1己烯加氢具有一定的催化作用,但对1庚烯加氢基本无催化活性。加氢反应压力控制在3.5MPa左右更为适宜。
摘要:
研究了胜利油田罗家高硫特稠油的黏度及其极性四组分、有机杂原子、金属元素的关联。结果表明,该稠油的高黏度主要与三个因素有关:(1) 含有高分子量的胶质和沥青质组分;(2) 硫的质量分数很高;(3) 金属元素V、Fe、Ni形成配位络合物增加了沥青质的内聚力。同时考察了所筛选的降黏剂的效果,降黏剂明显降低了油水界面张力,使得稠油的黏度降低。比较了添加降黏剂前后沥青质的电子探针照片的变化,推测降黏剂分子借助强的形成氢键的能力和渗透、分散作用进入沥青质片状分子之间,破坏了沥青质分子平面重叠的聚集体,使聚集结构变得疏松,表明聚集有序性降低是稠油降黏的主要机理。
摘要:
为获得液体产量的最大化和提高产物中糖类的质量分数,采用盐酸(3%、5%、7%)、磷酸(7%)和硫酸(7%)对纤维素进行酸洗预处理。不同酸洗预处理下纤维素的微观结构和聚合度变化表明,酸处理损坏了纤维素的物理结构,并使聚合度大幅度降低。在“┣”形石英玻璃反应器的快速热裂解试验装置上进行了不同酸处理前后的纤维素热裂解试验,发现酸浸泡处理后,生物油产率下降,相应的气体和焦炭产率提高,并且随着酸浓度的提高,该趋势逐渐增强。与盐酸和磷酸相比,硫酸对生物油的生成具有更强的抑制作用,这表明,酸对纤维素交联和脱水反应的催化效果。通过GC-MS色质联机分析技术对生物油成分进行分析,发现酸的存在并没有改变生物油成分的种类,但使化合物之间的相对质量分数发生了变化。左旋葡聚糖的质量分数随稀酸溶液浓度的增加呈下降趋势,原因是残留在物料中的微量酸以催化脱水和交联反应的方式,对其生成起抑制作用。
摘要:
基于改进的B-S机理模型,通过求解物料内部和气相空间两段反应过程,对纤维素热裂解过程中一些化合物(活性纤维素、左旋葡聚糖(LG)、乙醇醛、丙酮醇等组分)的生成和演变情况进行了模拟。结果发现,自由水的脱除过程使物料前期升温速率发生了下降,并未影响热解期间温度分布以及反应过程。热裂解过程中,由于一次反应的强烈吸热,物料在长时间内局限于中温范围,其内部各组分质量浓度分布的区别主要体现出一次反应竞争能力的强弱。物料厚度的增加使热裂解时间延长,并加剧物料内部的二次分解。左旋葡聚糖和其竞争产物乙醇醛的生成出现一个大量生成、快速逃逸的过程,相比于左旋葡聚糖,乙醇醛质量浓度的积累具有更快的速度,体现出较高温度下的竞争优势。对于小尺寸反应物,挥发分二次反应主要发生在气相空间,随着气相停留时间的增加,其二次分解的程度提高,该效果随辐射源温度的提高而加剧。相比于LG产率随反应时间的快速下降趋势,高温下生物油产率的降低略显缓和,其变化主要是组分分布的改变,即从大分子结构降解为小分子结构。
摘要:
通过对不同金属负载量Cu-Mn-Zn/Y催化剂的研究,结果发现,金属组分的负载量为30mmol时,CO的转化率和二甲醚的选择性分别可达65.6%和67.0%。金属组分负载量20mmol~30mmol时,催化剂中各金属组分均呈高分散状态,增加金属组分负载量主要是增加了催化剂吸附CO和H2活性中心的数目,使得催化剂对CO的转化能力增加。当金属组分负载量达到35mmol时,催化剂的微观结构发生了改变,作为主要活性组分的铜也发生了聚集,造成催化剂对CO和H2吸附能力降低;由于作为酸性组分的分子筛含量相对减少和大量金属组分对酸中心的覆盖作用,导致催化剂酸性降低,使得催化剂对CO的转化率和对二甲醚的选择性均降低。
摘要:
以廉价的硅酸钠为硅源,碳酸钠为沉淀剂,采用共沉淀沉积法制备了SiO2改性的Cu-ZnO/ HZSM-5催化剂,用XRD、SEM、H2-TPR、XPS等手段进行了表征,考察了对CO2加氢合成二甲醚的催化活性。结果表明,SiO2促进了催化剂前驱体的分散,延缓了焙烧后催化剂晶粒的长大和颗粒的团聚。SiO2改性的同时影响了CuO的分布状态及还原过程。1.0%SiO2改性的Cu-ZnO/HZSM-5催化剂,用于CO2加氢合成二甲醚,CO2转化率和二甲醚的收率达28.53%和16.34%,与未经改性的Cu-ZnO/ HZSM-5相比,CO2转化率和二甲醚收率分别提高了20%和34%;继续增大SiO2用量,催化剂的活性反而降低。XPS和AES表征表明,1.0%SiO2改性的Cu-ZnO/HZSM-5催化剂中,Cu0是甲醇合成的活性中心,锌以ZnO的形式存在。
摘要:
制备系列K改性的β-Mo2C催化剂并对其CO加氢合成低碳混合醇性能进行了考察。结果表明,K改性使β-Mo2C催化剂的CO加氢选择性发生显著变化。β-Mo2C催化剂CO加氢的产物主要为C1~C4烷烃,经K改性后β-Mo2C催化剂上产物主要为C1~C5低碳醇,其中高级醇(C2+OH)选择性可达到33.78%。通过对碱金属质量分数的考察发现,当K/Mo(原子比)为0.2时,总醇选择性达到最大值,低碳醇的时空收率达到0.12 g/(mL·h-1)。β-Mo2C催化剂上醇烃产物均符合线性Anderson-Schultz-Flory(A-S-F)分布曲线,而K改性β-Mo2C催化剂上醇产物为独特的甲醇负偏离A-S-F分布。可见,K助剂的加入有效促进了低碳醇的形成,尤其是促进了C1OH到C2OH的链增长步骤。
摘要:
在固定床反应器中研究了甲醇制烯烃反应过程中SAPO-34分子筛催化剂的积炭动力学,分别得到了催化剂积炭量与反应温度、剂醇比的经验关联式。结果表明,催化剂床层存在明显的积炭分布,在450 ℃,甲醇WHSV为15 h-1,催化剂积炭量随催化剂反应运行时间(Time on Stream, TOS)为25 min时,床层入口处的积炭量平均为9.56%,而出口处的积炭量平均为3.20%,属于平行失活,积炭主要来源于甲醇生成的高碳中间体,这些中间体在生成低碳烃的同时生成积炭。从积炭的生成机理出发,得到了SAPO-34分子筛催化剂的积炭动力学机理模型,将催化剂积炭量与一定催化剂停留时间内反应过程中甲醇的转化量相关联,该模型形式同样简单,能够较好地拟合实验数据。
摘要:
通过H2-TPR、O2-脉冲等表征手段,结合丙烷脱氢催化性能考察了助剂Cr对Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂反应性能的影响。结果表明,添加少量Cr可显著改善Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂的脱氢稳定性,可提高丙烯选择性,降低催化剂表面积炭量。这是由Cr和Pt-Sn之间存在的协同作用引起的,一方面,Pt促进了Cr的还原,生成了可提高丙烯选择性的+3价Cr;另一方面,Cr使Sn变得难于还原,在强还原气氛下保持了活性氧化态价态,进而改善了催化剂的脱氢稳定性。
摘要:
制备了一系列铜质量分数不同的CuNi/γ-Al2O3催化剂,进行了TPR和XRD表征并测定了该系列催化剂对苯加氢制环己烷的催化活性。结果表明,助剂Cu的负载量对低温(160 ℃)还原后催化剂的催化活性影响很大,在铜镍原子摩尔比为1∶1时,催化剂具有较高的催化活性和稳定性;添加铜组分可促进镍在载体表面分散,使负载NiO的还原温度降低,催化活性提高。
摘要:
针对临界溶剂对多孔介质中甲醇的脱附和萃取作用,利用Monte Carlo (MC)方法考察了溶剂的分子结构与外在因素(孔道尺寸)对甲醇合成过程的影响。研究表明,极性溶剂丙酮能够促进甲醇脱附,而非极性溶剂正庚烷对孔道中甲醇有更强的萃取能力。在一定范围内,随孔道尺寸的增加,溶剂对甲醇的脱附能力增加,但对孔道中甲醇的萃取能力却减弱。
摘要:
为了优化甲烷自热重整制氢过程的反应条件,运用吉布斯自由能最小化方法对过程进行了热力学计算,研究了重整过程的反应温度、空碳比、水碳比对平衡组成的影响。模拟结果表明,适宜的水碳比为2.5~3.5,空碳比2.0~3.5,重整温度700℃~850℃,每摩尔甲烷生成2.17mol~2.23mol氢;以水碳比1.5为例,对不同空碳比下的组分的产生和转化的机理进行了分析。
摘要:
利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),在间歇式反应器中研究了高浓度乙醇的低温光催化氧化特性。研究结果表明,FT-IR技术能够用来研究气态有机物的光催化降解特性;在乙醇的光催化降解过程中,有乙醛等中间产物生成,乙醇先被氧化为乙醛,再被氧化为二氧化碳;在间歇式反应器中,乙醇的循环流量对乙醇的瞬时降解速率影响不大;高浓度乙醇的低温光催化氧化过程可以用单步Langmuir-Hinshelwood 方程来描述;温度对乙醇光催化氧化的初始反应速率的影响十分显著,高浓度乙醇的初始反应速率随温度的升高而迅速提高。
摘要:
在直喷式柴油机上按自由加速法进行了柴油机炭烟排放试验,考察了8种有机金属化合物降低炭烟排放的效果,并对其作用机理进行了研究。实验表明,8种有机金属化合物均能有效降低炭烟排放,降烟效果顺序为二壬基萘磺酸钡>二茂铁>环烷酸铁>石油磺酸钡>环烷酸锰>环烷酸铜>环烷酸钡>环烷酸铈。在纯柴油中添加4‰二壬基萘磺酸钡时,降低炭烟排放40.7%;添加1‰二茂铁时,降低炭烟排放35.3%。试验还表明,有机结构影响有机金属化合物的降烟效果,同时影响着它在添加量上的感受性。炭烟的生成,主要与生成的乙炔(C2H2)和多环芳香烃(PAH)有关,而炭烟的氧化则与炭烟周围氧浓度和炭烟颗粒表面积有关。多数有机金属化合物本身携氧,能使燃油迅速分解生成CO,CO的增加使PAH明显减少,从而抑止炭烟的生成。茂型金属有机物能活化CO分子,进而有效抑止炭烟先导物的生成。
摘要:
在液相环己酮氨肟化反应中,有机物在钛硅分子筛催化剂(TS-1)上的沉积是造成失活的原因之一。采用傅里叶变换红外光谱、热重-差热、色谱-质谱联用、X-射线衍射、固体核磁共振、N2物理吸附和扫描电镜等分析手段,对失活TS-1的骨架结构及表面沉积物分子的结构和物化性质进行了表征。结果表明,引起催化剂失活的沉积物富集在分子筛的孔道内,主要有环己酮的氧化或还原产物、环己酮的二聚物、环己酮肟深度反应产物、叔丁基环己酮等可溶性沉积物以及它们缩聚而成的不溶性沉积物,其量可占失活催化剂总质量的5.0%。TPO烧炭时靠近Ti中心处的沉积物可以在较低温度下脱除,而孔道内的其他沉积物需要在较高温度下脱除,650℃沉积的炭可完全脱除。失活催化剂经700℃煅烧再生后,催化活性可恢复到新鲜催化剂的水平。
摘要:
以合成气为原料,采用Cu-Zn-A l和γ-Al2O3构成的双功能催化剂,对使用浆态床一步法合成二甲醚的系统进行模拟研究。液固两相为全混流,气相为活塞流,组分方程使用四阶精度的Runge-Kutta法并结合C++编程进行求解,通过模拟计算,讨论了压力、温度、催化剂浓度对反应转化率、收率以及DME的选择性的影响,从而寻找合适的反应参数,为工业反应器放大设计和优化操作提供依据。
摘要:
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