基于活化能特征指数的变压器绝缘状态评估方法

基于活化能这一理化特征参量,从微观角度定量研究变压器的缺陷检测与老化评估技术,建立了泄漏电流、活化能与老化时间的定量关系模型,研制出基于活化能特征指数的变压器绝缘系统状态评估装置。实例分析表明,本方法具有较高的适用性。

湿法脱硫中多硫离子分离方法的建立

多硫离子S_(x)^(2-)是湿式催化氧化脱硫技术中H2S向单质硫转化的中间产物,在脱硫环境中,析硫反应和副盐反应存在平行竞争关系,S_(x)^(2-)的存在形态及浓度是评价两个竞争反应程度的前提条件。本文通过紫外-可见分光光度法(UV-vis)、液相色谱-质谱仪(LC-MS)和高效液相色谱(HPLC)方法可实现对S_(x)^(2-)的存在形态及各形态浓度定量测定的目标。结果表明:UV-vis法可测定出S_(x)^(2-)的总浓度;甲基化法可将S_(x)^(2-)的各个形态进行捕捉,LC-MS和HPLC法可将各形态的甲基化多硫化物分离,且S_(x)^(2-)的硫原子数(2—10)越大保留时间越长;结合UV-vis建立的标准曲线和HPLC上各个形态S_(x)^(2-)出峰的相对强度,推算出溶液中各形态S_(x)^(2-)的绝对浓度;多硫化钠溶液主要以S_(4)^(2-)、S_(5)^(2-)、S_(6)^(2-)、S_(10)^(2-)为主,其中浓度和pH对S_(x)^(2-)的影响较小,而温度过高不利于S_(x)^(2-)的生成,从而不利于单质硫的生成。这一项工作为进一步从源头上研究副盐成因及加快析硫反应的研究奠定了基础。

工业固废对高灰熔点煤灰熔融特性的影响及机理

煤灰的熔融特性是气化用煤的重要指标,工业生产中钙基和铁基助熔剂被广泛用于降低高灰熔点煤灰的熔融特征温度。本文选取了4种含钙和含铁的工业固废,即脱硫石膏、电石渣、赤泥和钢渣,作为助熔剂,考察了高温弱还原性条件下工业固废添加对高灰熔点潞安煤灰熔融特性的影响,并分析了工业固废的添加与高温下煤灰矿物质组成的关系。结果表明:工业固废添加量为2%~8%时,高熔点潞安煤灰的熔融特征温度均降低,但影响程度不同。随着赤泥和电石渣添加比例的增大,潞安煤灰的熔融特征温度显著降低,添加4%的赤泥和电石渣时,煤灰的流动温度分别降低至1376℃和1392℃;添加钢渣和脱硫石膏,且添加量为2%时,煤灰的流动温度降低至1380℃和1410℃,但随着添加比例的增大,降低的幅度变小。添加赤泥时,潞安煤灰中莫来石和硅线石含量减少,生成了低熔点的钙铁辉石和铁尖晶石;添加电石渣时,高温下主要生成的矿物质为低熔点的钙长石;添加钢渣时,煤灰中莫来石与氧化物反应转变为低熔点的钙长石和单斜辉石;添加脱硫石膏时,高温下主要的矿物质为低熔点的钙长石。综合考虑四种含钙和含铁工业固废添加对煤灰熔融性和气化设备的影响,含铁工业固废钢渣和含钙工业固废电石渣可作为降低高灰熔点煤灰熔点的助熔剂,且添加比例为4%时,煤灰的流动温度能够满足气流床气化炉对煤灰流动温度的要求。

废弃聚乙烯改性剂改性沥青研究及其应用技术进展

综述了近年来废弃聚乙烯(WPE)改性基质沥青研究进展及应用现状。WPE是全球废弃塑料占比最大的固废材料,,其在沥青中的研究及其应用具有重要意义。目前,相关研究大都集中在WPE改性沥青性能及其对性能变化进行微观表征、分析验证。有关研究结果表明,WPE改性沥青储存高温稳定性差及低温性能存在一定争议,据此,近年来研究人员积极开展WPE与其他聚合复合改性或对WPE进行高温裂化等技术制备改性剂并对改性沥青性能进行分析评价,取得了一定成果,但仍存在制约其推广应用的技术或成本局限。本文最后总体分析了国内目前WPE在改性沥青中应用技术现状,并进一步探讨分析预测了WPE改性沥青今后研究和应用前景。

水性丙烯酸涂层改性研究进展

简单阐述了水性丙烯酸树脂的单体结构、聚合方法以及应用现状;较为系统地总结了根据不同材料改性水性丙烯酸树脂的研究进展,改性材料可归纳为纳米材料、有机硅、有机氟、聚氨酯和环氧树脂以及一些新型材料等。重点论述了改性材料对水性丙烯酸树脂进行改性的反应机理、相应的微观结构及性能提高情况。展望了水性丙烯酸涂料发展的方向。

多环芳烃饱和加氢催化剂及其反应网络研究进展

重点阐述了多环芳烃加氢催化剂活性中心与载体对多环芳烃饱和加氢的影响,并介绍了一些典型多环芳烃的饱和加氢网络。对多环芳烃加氢催化剂的发展进行了展望,指出通过引入多种负载组分、提升负载组分颗粒分散度与稳定性、合适的孔道大小结构是提升环芳烃加氢催化剂性能的关键。

石油沥青烟气组成及抑烟技术研究进展

详细介绍了石油沥青烟气中有毒组分和臭味组分,并对建立石油沥青烟气中有毒组分和臭味组分标准与规范提出一些建议。石油沥青烟气中有毒组分主要为2~6环多环芳烃PAHs,包括苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[e]芘类,研究表明芘对人体有致癌作用,并且对神经系统具有毒害作用。石油沥青烟气中臭味组分为含硫和含氮化合物,包括噻吩类和亚砜,同时还含有少量吲哚类含氮恶臭污染物。详细介绍了石油沥青烟气抑制技术中吸附型抑烟剂、氧化型抑烟剂和聚合物抑烟剂的研究现状并对其做出评价,此外对石油沥青抑烟剂研究进行展望。

煤沥青和石油沥青共混改性的研究进展

煤焦油沥青(简称煤沥青)具有良好的路用性能,可以替代部分石油沥青,降低对外来沥青的依赖,提高煤沥青的资源化利用,但是煤沥青中存在大量毒性多环芳烃(PAHs),限制了它的广泛应用。本文介绍了煤沥青和石油沥青二者共混的改性方法,并对其进行了系统总结,通过对比现有改性沥青的研究,发现当前的改性手段主要以化学方法为主,改性效果最佳,得出改性过程的主要局限在于如何抑制煤沥青中PAHs的毒性,减少对环境的危害;同时分析并阐释了共混改性沥青可能的物理和化学改性过程及作用机理,对下一步的研究方向和发展进行了展望,提出从物理增容剂的开发和化学催化剂的筛选来做进一步的研究,希望为国内外的沥青改性提供一定的借鉴参考。

煤沥青预处理及氧化解聚制备苯多酸

煤沥青(CTP)具有丰富的芳环结构,适宜通过氧化解聚来制备高值苯多酸(BCAs)化合物。然而在碱-O_(2)氧化CTP制备BCAs过程中,存在部分组分黏结在反应釜的内壁和底部从而影响CTP氧化效果的问题。对此,采用CH 3 OH萃取和空气氧化对CTP进行了预处理,探究了预处理方法对碱-O_(2)氧化CTP制备BCAs的影响。CTP经CH 3 OH萃取后,可以去除部分轻质组分,降低CTP在反应釜中的附着情况;随后CTP甲醇萃余渣再经空气氧化处理后,可引入含氧官能团,增加了萃余渣与碱液接触几率,有助于提高氧化效果。经两级预处理后CTP氧化所得水溶性酸中,BCAs的选择性可达80%,且BCAs中苯五甲酸和苯六甲酸含量可高达24%以上。

固体超强酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)催化生物基丁二酸盐直接酯化

生物发酵法制备丁二酸因制备原料廉价易得、制备工艺对环境影响较小等优点,在替代石油基原料生产丁二酸方面受到广泛关注,但生物发酵生产的丁二酸主要以丁二酸盐形式存在。因此,常需要使用无机酸将丁二酸盐进行酸化处理。以CH_(3)OH和CO_(2)为酯化试剂,可实现丁二酸二钠的直接酯化,获取丁二酸二甲酯,有效地避免了无机酸的使用,且生成的碳酸盐既可固定二氧化碳,也可用于生物发酵液pH的调节。本文在此基础上系统考察了不同分子筛对此反应的催化效果,针对分子筛容易失活和酸量较低的缺点,将分子筛替换为固体超强酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2),对该反应体系进行进一步改进。采用X射线衍射仪、比表面积及孔隙度分析仪、热重分析仪、X射线光电子能谱仪、程序升温化学吸附仪等探究了焙烧温度和浸渍液浓度对SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)催化丁二酸二钠直接酯化制备丁二酸二甲酯的影响以及催化剂循环稳定性,结果表明在H_(2)SO_(4)浸渍浓度为2mol/L和焙烧温度为550℃的制备条件下所得SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)催化剂具有较优的催化活性,丁二酸二甲酯的收率和选择性分别为89.25%和93.56%,此外,催化剂不经处理连续使用5次依旧维持较高催化活性,表明其具有较好的稳定性。

洗油中芴的分离和精制研究进展

综述了从高温煤焦油洗油馏分中分离芴的研究现状,较为系统地总结了根据不同原理分离芴的主要方法,包括利用芴的反应活性将芴生成不同的化合物与洗油馏分中其他组分分离的化学法、利用洗油馏分中芴和其他组分的熔点、沸点和溶解度差异分离的物理法以及将单一分离方法复合起来的复合法,其中化学法主要是将芴生成9-芴甲醇或9-芴酮,再利用溶解度差异与其他组分分离,物理法主要有精馏法、结晶法(熔融结晶法、溶剂结晶法)、萃取法(传统溶剂萃取、超临界萃取),复合法主要是将精馏法与结晶法结合在一起形成的精馏-结晶法。为探究一种较为温和的从煤焦油洗油中分离芴提供一些思路和方法,为提高洗油中分离芴的效率和纯度,探索一种行之有效的工业方法提供一定的参考。

煤基芳香族化合物与CO_(2)羧基化反应研究进展

燃烧化石燃料是目前获取能源的有效途径,但由此排放的CO_(2)严重影响了地球的生态环境。同时CO_(2)本身是一种低毒、不易燃、储量丰富且廉价易得的碳一资源,通过化学方法实现CO_(2)的资源化利用不仅为CO_(2)的固定提供有益的思路,同时还能得到高附加值产品。其中CO_(2)直接羧基化因其在步骤经济和原子经济方面的优点而备受关注,此类反应中常用催化剂包括金属配合物、路易斯酸和碱等,其中金属配合物大多合成步骤复杂且价格昂贵。芳烃和杂环化合物是煤化工行业的重要产品,拓宽煤基化学品的下游利用是促进煤化工产业转型升级的重要途径。芳酸是一类非常重要的化工产品,目前大多数芳酸的生产过程需要多步反应且原子利用率低、成本高。综述了在路易斯酸或碱的催化下,以煤基芳香族化合物为底物,利用廉价易得的CO_(2)作为羧基化原料合成芳酸的研究进展。相比于芳酸的传统合成方法,CO_(2)羧基化法反应流程短,合成产品成本低,产物选择性和收率较高,是一种绿色、经济的合成方法。以煤基芳香族化合物为原料,通过与CO_(2)羧基化制芳酸技术具有着广阔的发展前景。通过对比,负载型碳酸盐催化剂安全性和稳定性较好,且可以再生,但所得目标化合物收率及选择性都较低,在后续发展中需不断改进催化剂的性能以及安全性,促进该反应应用到大规模的工业生产中。

COSMO-RS模型在离子液体/低共熔溶剂筛选中的应用研究进展

离子液体(ILs)和低共熔溶剂(DESs)作为一类新型的绿色溶剂,由于其独特的物理化学性质,在混合物分离方面已经受到了研究者的广泛关注,因此逐渐成为绿色化学领域的研究重点。针对特定的分离过程,选择合适的溶剂是非常重要的,然而,由于ILs和DESs种类较多,结构复杂,通过实验的方法逐一进行筛选费时费力、成本高,且几乎不可能找到最优选择,因此应用理论计算模型对ILs和DESs进行筛选是非常有必要的。真实溶剂类导体屏蔽模型(COSMO-RS模型)是一种由量子化学计算与统计热力学方法相结合的预测模型,它可以在不需要实验数据的情况下预测液体混合物的热力学性质,已经被研究者广泛用作各种分离问题的快速筛选工具。整理了应用COSMO-RS模型筛选ILs/DESs用于各种油中酚类、含氮化合物、含硫化合物、萜类化合物、天然维生素E的萃取分离,以及CO_(2)捕获和共沸混合物等的分离过程,表明COSMO-RS模型用于特定混合物萃取溶剂的筛选是快速有效的,可为难分离混合物分离过程中ILs/DESs的预筛选提供有价值的参考。

烷基化法降低煤焦油沥青中毒性多环芳烃含量的研究进展

煤焦油沥青(简称“煤沥青”)是高温煤焦油常减压蒸馏后的残余物,尽管煤沥青在中国产量很大,但由于其具有较高毒性,因此限制了它的广泛应用。通过固体^(13)C NMR和气相色谱/质谱联用等技术发现煤沥青的毒性来源于其含有大量的毒性多环芳烃(PAHs),包括美国环保署(EPA)优先监控的16种PAHs,如荧蒽、芘和苯并[a]芘等。介绍了煤沥青的各种抑毒改性方法,包括化学交联法和物理化学法,现有的研究主要集中在化学交联法;通过对比煤沥青与石油沥青的分子结构,发现石油沥青中具有较高的脂肪族烃类,提出通过长链烯烃烷基化的方法,在PAHs上加上烷基侧链,生成无毒的长链烷基取代PAHs,以抑制煤沥青的毒性。因此重点阐述了烷基化交联改性方法,详细总结该方法的反应原理、所使用的催化剂,并对国内外有关改性试验结果和理论研究工作进行了综合分析,首先使用高斯模拟16种PAHs与烯烃的烷基化反应,得出其反应的一般规律;其次选取模型化合物进行烷基化反应,探讨在煤沥青改性过程中相关PAHs可能发生的反应及反应机理;最后将模型化合物烷基化实验所得到的反应条件应用到真实煤沥青体系,并分析改性前后煤沥青中美国环保署优先监控16种PAHs的降低情况,以及煤沥青抑毒改性后的沥青烟释放物和水可溶物变化情况等内容,同时对该方法的下一步研究应用热点和发展进行了展望,希望为国内外煤沥青的环境友好利用提供参考。

N、S共掺杂煤基碳量子点的电化学氧化法制备及用于Fe^(3+)检测

异质元素掺杂可以有效改善碳量子点的荧光性能,被广泛应用于碳量子点的改性。选取昭通褐煤为碳源,氯化钠溶液为电解液,硫脲为助剂,采用电化学氧化法完成N、S共掺杂碳量子点(N,S-CQD)的制备,荧光量子产率为1.60%。采用多种表征方法研究了N,S-CQD的结构、组成和光学特性。首先在结构组成方面,N,S-CQD是一类球形颗粒,尺寸分布均匀,平均粒径为1.66nm,其中主要存在C、O元素,还存在部分N和S元素;其次在光学性质方面,N,S-CQD在紫外光区吸收明显,荧光分析显示其最佳激发波长为280nm,最佳发射波长为313nm。最后基于Fe^(3+)对N,S-CQD的荧光猝灭效应,将N,S-CQD应用于痕量Fe^(3+)的检测,N,S-CQD对15~150μmol/L浓度范围内Fe^(3+)的检测表现出较高的选择性和灵敏度,通过计算得出最低检出限L=1.22μmol/L,表明N,S-CQD可应用于痕量Fe^(3+)的检测。

中低阶煤温和氧化制备草酸的研究

以云南昭通褐煤(ZT)和新疆伊宁次烟煤(YN)为原料,通过电化学氧化法制备草酸,采用红外光谱法(FTIR)对原煤进行表征,液相色谱法(HPLC)对氧化产物进行表征。考察了电解体系对于中低阶煤制备草酸的影响,探究了两种煤在NaCl体系中生成的苯羧酸(BCAs)对生成草酸影响及相应草酸收率占比规律,考察了ZT电解时间、电流密度、NaCl电解质与煤样质量4个因素对草酸收率的影响。结果表明,在0.5~5 h内ZT及YN在NaCl体系中草酸收率均显著高于NaOH体系,NaCl体系更适合制备草酸。ZT草酸占比相对于YN更高,较低煤阶的ZT更适宜制备草酸。较长的电解时间、较大的电流密度、较多的NaCl电解质添加量,较少的煤样质量对ZT生成草酸具有促进作用。

色谱试验标准混合气体摇匀装置的研制与应用

针对目前广泛使用的手动摇匀标准混合气体的方式存在作业效率低、标定试验结果不易达到重复性要求、试验精度低、安全风险高以及不符合人机功效等问题,首先设计了可控式活塞摇匀器,代替手动摇匀功能,以提高工作效率和提高试验精度;再设计了剪叉式升降结构平台及标定气瓶导向车,提高人机功效;从运行稳定、控制精准及操作简便三方面选择制造材料和控制系统,最终研制了一套色谱试验标准混合气体摇匀装置,可实现自动摇匀钢瓶内的标准混合气体,并在试验室检验其应用效果。应用结果表明,色谱试验标准混合气体摇匀装置可快速、省力、安全地使钢瓶中的标准混合气体混合均匀,提高标定试验的成功率及标定试验精度,保证色谱试验结果的准确性。尤其对于缺陷跟踪充油式电气设备,可以更好地掌握其运行状态。

煤油共处理过程中的反应机理

主要从煤中键的裂解、氢转移机理以及逆反应等方面论述了近年来在煤液化过程特别是煤油共处理过程反应机理研究的新进展， 着重介绍了溶剂、催化剂对氢转移机理的影响， 指出今后应加强对煤油共处理反应机理的研究， 用于指导将来可能的工业实践．

杨村煤与石油渣油共处理高温缩聚反应特性的研究

用ＧＪ２型微型反应釜研究了兖州杨村煤与石油渣油在４７０℃时共处理反应的特性。结果表明，杨村煤和石油渣油在高温下进行共处理反应时，宏观表现是缩聚反应占主导地位；程序升温可提高煤的转化率；添加四氢萘到石油渣油中可抑制缩聚反应，而且添加量越大，抑制效果越明显；煤液化产物的重新加氢也会发生一定的缩聚反应。

不同煤阶煤的CS_2-NMP萃取率及与煤性质的关联

对6种不同变质程度煤(包括气煤、弱黏煤、肥煤、焦煤和瘦煤)常温常压下用CS2-NMP混合溶剂进行了萃取实验.结果表明,挥发分(Vdaf)为35%左右的煤具有最高的萃取率,达到43.05%,不同煤阶煤的萃取率与其奥压膨胀度及塑性温度区间近似呈线性关系.通过对原煤、萃取残渣和生成焦粒的红外对比分析表明,不同变质程度煤经过萃取后,残渣中脂肪烃和脂环烃含量有所减少,矿物质大都在残渣中,氢键缔合峰的强弱随不同煤种表现不同,肥煤和气煤氢键缔合的极性键都位于煤中的大分子上,而焦煤和弱黏煤中的极性键大都在小分子化合物上.