[Bmim]Cl/AlCl_3离子液体催化C16～C18直链烯烃/苯烷基化反应

采用不同AlCl3摩尔分数的[Bmim]CI／AlCl3离子液体，研究了不同工艺条件下C16-C18直链烯烃与苯烷基化反应．常温下，采用AlCl3摩尔分数为0．67的[Brnjm]Cl／AlCl3离子液体催化剂，在苯烯摩尔比为6，AlCl3与烯烃摩尔比为0．04的条件下，30min内烯烃转化率可以达到98％，2位烷基苯选择性为46％左右．通过红外乙腈分子探针表征离子液体的Lewis酸性并结合烷基化反应结果表明，离子液体中AlCl，摩尔分数增加，Lewis酸性增强，催化活性增高．通过红外苯分子探针对离子液体极化能力进行表征，发现离子液体具有较强的极化能力，可以促进碳正离子的稳定性．另外，还考察了烯烃碳链长度对苯烷基化反应的影响．

集中再生式除湿空调系统

传统空调系统是通过降温的方法来提供房间冷负荷。夏季空调过程分析表明 ,如果将冷负荷中的热、湿负荷分开处理 ,不仅可以有效降低制冷机的能耗 ,还可消除冷却器盘管表面的冷凝水带来的污染 ,从而提高室内的空气品质。基于以上理论分析 ,本文就利用天然气等清洁能源或太阳能等低品位热源实现除湿剂再生的固体。

新型BrФnsted酸性离子液体的合成与表征

制备了五种对水稳定性好、带-SO3H官能团的磺酸类BrФnsted酸离子液体,用核磁共振(NMR)、红外光谱(IR)、电喷雾质谱(ESI-MS)、热重分析(TG)等表征手段对制备的离子液体进行了表征。结果表明,制备的离子液体与预期设计的结构一致,离子液体纯度大于95%;热重分析发现离子液体具有高的热稳定性和较宽的液态范围,其分解温度均高于300℃;五种离子液体均存在四种离子存在形式,H+可以单独以离子形式存在,并不是通常所认为的仅有两种离子存在形式。另外,研究了离子液体在常用溶剂中的溶解性,发现制备的离子液体易溶于水、甲醇,不溶于乙醚、甲苯和乙酸乙酯。

氯铝酸离子液体的酸性及其催化烷基化反应研究

分别采用吡啶探针和乙腈探针红外光谱法研究了氯铝酸离子液体的酸性，结合固体酸表征方法，研究了离子液体的酸性对吡啶探针各振动模式的影响。发现当氯铝酸离子液体AlCl3的摩尔分数x为0．4～0．5时，离子液体显弱Lewis酸性，强碱性吡啶探针分子能很好地表征离子液体的酸性，而弱碱性乙腈探针分子只适用于表征酸性较强的离子液体。考察了氯铝酸离子液体酸强度对苯与长链烯烃烷基化反应的影响，结果发现，AlCl3的摩尔分数x≤0．5时，离子液体没有催化活性；x〉0．55时，随着离子液体酸性的增强，烯烃转化率升高，但2位烷基苯选择性下降。结合离子液体的酸强度对烷基化反应机理进行初步分析认为具有催化活性的物质是强Lewis酸Al2Cl7^-。

氯铝酸离子液体酸性的红外光谱探针和量子化学研究

文章采用吡啶探针红外光谱、吡啶递增吸附实验研究和量子化学理论计算相结合的方法深入研究了氯铝酸离子液体的酸性及氯铝酸离子液体Lewis酸位Al2Cl7-与吡啶吸附之间的相互作用机理。通过实验和理论计算研究发现,Al2Cl7-,AlCl4-阴离子具有吸电性,能够吸引吡啶环上的孤对电子产生吸附作用,具有Lewis酸性,它们分别呈现吡啶探针红外光谱Lewis酸特征峰;通过红外光谱特征峰峰位、键长及电荷分布分析表明Al2Cl7-的酸性强于AlCl4-;氯铝酸离子液体Lewis酸位Al2Cl7-与吡啶吸附的机理为:当吡啶含量小时,仅存在Py-Al2Cl7-吸附;当吡啶量增加到一定程度时,Py-Al2Cl7-配位络合物中的AlCl4-容易与吡啶发生吸附解离为Py-AlCl4-配位络合物和Py-AlCl3配位络合物,导致离子液体吡啶递增吸附红外特征峰发生变化。

氯铝酸离子液体酸性的吡啶探针红外光谱研究

利用吡啶探针红外光谱法研究了氯铝酸离子液体的酸性，发现当氯铝酸离子液体AlCl3的摩尔分数χ为0．4—0．5时，离子液体表现出弱Lewis酸的红外特性。对吡啶探针吸附Lewis酸位AlCl7^-、AlCl4^-、Al2Cl6和AlCl3的各振动模式红外特征峰峰位进行了归属，通过红外特征峰峰位置和峰面积可以指示离子液体的酸强度。利用吡啶探针递增吸附法考察了吡啶递增吸附对氯铝酸离子液体酸性位的影响。研究发现，当吡啶量增加到一定程度时，Py—Al2Cl7^-配位络合物容易与吡啶发生反应生成Py—AlCl4^-和Py—AlCl3配位络合物，从而导致离子液体的吡啶吸附红外特征峰发生变化。

甲醇制烯烃技术中国专利现状分析

对甲醇制乙烯、丙烯技术在中国的专利申请情况进行了分析,着重分析了主要专利持有者的技术发展历程及其在国内的专利布局现状,简要分析该领域知识产权保护运用尚存在的问题。研究表明,该领域近年来专利申请量呈快速增长趋势,中石化、埃克斯美孚、大连化物所、神华集团等单位的专利申请量位居前列,尤其是中石化在该领域进行了大量专利申请,形成了较为完整的专利布局,留给新研究者的研发空间相对狭小,专利规避难度加大。

大规模电氢耦合系统:中欧大型能源企业的技术视角分析与展望

可再生氢作为一种低碳清洁的二次能源,在实现碳达峰、碳中和的能源转型进程中扮演重要角色。在回顾总结中欧可再生氢能行业发展近期政策导向的基础上,剖析中欧大型能源企业的氢能战略和技术布局异同,以及现阶段欧盟在电氢耦合领域的研究热点,为我国科学合理地构建大规模电氢耦合系统,稳步形成可再生氢能的高效多元应用生态提供科技创新思路。

天然气在制冷空调技术中的应用

天然气储量丰富 ,是一种清洁、高效的燃料。以其为制冷空调的能源驱动制冷空调设备的运行 ,不但具有节能、环保的优势 ,还可以起到天然气调峰及电力削峰填谷等作用。本文具体阐述了天然气在制冷空调中的各种应用方式 ,并对各自的技术特点进行了分析。

CO2近零排放的煤气化燃料电池发电技术及挑战

煤气化燃料电池发电(IGFC)是一种新型煤电技术,可大幅提高煤电效率,实现CO2及污染物近零排放。介绍了IGFC技术原理、优势及现状,调研了高温燃料电池的国内外进展,并介绍了正在开展的国家重点研发计划IGFC项目情况。利用Aspen软件建立合成气燃料电池发电系统模型,对即将开展的MWth级IGFC示范系统进行模拟和分析,并与天然气燃料电池发电系统进行比较。同时根据目前研究进展情况,总结了CO2近零排放的IGFC系统主要的技术挑战,包括电堆开发、多堆模块设计、尾气燃烧、热量回收和系统控制等方面,为后续MWth级IGFC系统开发及示范提供方向指导。

煤液化沥青的性质及其在配煤炼焦中的应用研究

煤液化残渣是煤直接液化过程中的主要副产物,其中沥青类物质约占30%。本文以煤直接液化国家工程实验室REU-500装置残渣萃取试验获取的煤液化沥青,研究了煤液化沥青粘结性质,并初步对煤液化沥青用于配煤炼焦进行了探索。研究结果表明,萃取物液化沥青具有低灰、低硫,高粘结性、高温下流动性好等特点,可作为粘结剂或者直接代替1/3焦煤进行炼焦。

基于废弃煤矿采空区的矿井水抽水蓄能调峰系统构建

为了更好地利用废弃煤矿遗留的大量地下空间资源,构建并初步设计了一种抽水蓄能调峰系统,该系统以煤矿地下水库相关技术为基础,将井下采空区改造成地下水库存储和净化矿井水资源,并利用地面与井下之间、井下各开采水平采空区之间的高度差,在电网负荷低时将矿井水由地下水库提升至地面塌陷区改造的水库中蓄能,在电网负荷高时放水发电补充电网。同时该系统还设有利用电化学等工艺对矿井水进行处理的单元,利用过剩电量净化矿井水供给矿区生产、生活使用。在论述系统整体结构设计方案和技术原理的基础上,通过实例设计和计算验证了系统的可行性。利用废弃煤矿采空区建设抽水蓄能调峰系统能够克服传统抽水蓄能电站的选址局限,大幅减少建设成本与建设周期,弥补我国电网调峰能力不足的短板,为我国废弃煤矿的转型发展和地下空间资源的利用提供新的方向和思路。

双碳目标下中国绿氢合成氨发展基础与路线

推动全社会绿色发展,实现碳达峰、碳中和,是产业结构调整的强大动力,也为产业结构优化升级提供了重大战略机遇。本文梳理氢能与氨的全球产销量及应用领域相关数据,总结我国发展可再生能源绿氢合成氨产业的重要意义,从能源基础、关键技术、地域分布等方面,提炼我国已具备发展绿氢合成氨产业的基础条件,分析技术路线、存在问题、技术发展趋势、不同应用场景的竞争力及绿氢合成氨的经济性。研究了中国绿氢合成氨产业上位规划与发展趋势,针对体制保障与政策提出相关建议,为制定可再生能源绿氢合成氨产业的规划与政策提供支撑。研究表明:我国已具备发展绿氢合成氨产业的基础条件,应尽快制定详细的绿氢合成氨产业发展实施路线图。论文提出我国绿氢合成氨产业分三步走,第一阶段(当前—2025年)主要任务为完善政策规划,提升技术水平,先行示范为主,第二阶段(2025—2030年)主要任务为规模化推广,多领域支撑,多元化应用;第三阶段(2035—2050年)主要任务为推动产业格局重塑,助力实现双碳目标。

神东矿区煤炭开采水资源保护利用技术与应用

针对神东矿区矿井水外排蒸发损失的问题,分析了以往保水采煤方法的不足,系统研究了矿区水文地质条件,提出了矿区三类水(近地表土壤水、第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水)概念。在此基础上,神东矿区通过开展一系列水资源保护和利用技术研究,掌握了矿区煤炭现代开采地下水的运移规律,相继研发了采空区储水设施、煤矿地下水库和煤矿分布式地下水库的水资源保护和利用技术,形成了以煤矿地下水库为核心的矿区水资源保护和利用技术,并通过技术提升,建成了大柳塔矿分布式地下水库示范工程,实现了矿井水井下循环利用。现场工程应用表明,神东矿区煤矿地下水库安全稳定运行,提供了矿区95%以上用水,有效保障了矿区的可持续发展,为我国西部地区煤炭开采水资源保护利用技开辟了新的技术途径。

“双碳”目标下氢能在我国合成氨行业的需求与减碳路径

氨(NH3)是现代社会中重要的化工产品之一,在农业和工业等领域均有重要的应用。当前我国合成氨过程中原料氢的生产以化石能源为主,为实现“双碳”目标,有效缓解高碳排放问题,电解水制氢等绿色合成氨技术与氨的清洁利用技术成为重要的突破口。本文对我国合成氨现状以及未来趋势进行研究,并基于长期能源替代规划系统(LEAP)模型,结合经济性驱动,以氢气价格和政策为主要驱动因素,考虑不同原料合成氨的替代,模拟我国合成氨行业2020—2060年的氢需求及碳排放趋势。结果表明,2060年,我国合成氨需求量将达1.2亿吨,氢气需求量达2128万吨,新增需求主要来源于船舶氨燃料、氨发电等新领域,超过合成氨的氢需求量的50%。我国合成氨行业由化石能源向可再生能源转换有着巨大的潜力,随着可再生能源制氢成本的降低,可再生能源制氢合成氨占比将会大幅度上升,超过97%。在碳排放方面,我国合成氨工业将在2030年达峰,峰值为2.2亿吨,2060年合成氨工业碳排放920万吨。为实现碳中和目标,我国应在可再生能源丰富的地区优先开展电解水制氢合成氨示范项目,加大力度开展电解制氢以及温和条件合成氨关键技术及应用,尽早实现低碳合成氨技术大规模应用,在氨应用方面,加大氨燃料发动机和掺氨发电的研究。

加氢站氢气压缩机技术装备开发进展

由于氢能具有零排放、热值高等传统能源不可比拟的优势,因此,氢能产业的发展越来越受到世界各国的重视。加氢站作为氢能产业中连接制氢和用氢环节的中间纽带,在氢能的大规模推广中起着关键的作用。我国目前建设加氢站所需的核心设备--氢气压缩机基本依赖进口,国外氢气压缩机能够达到出口压力90 MPa及以上,我国在这一领域目前还处于探索研发阶段。因此应当结合目前国内外加氢站的发展,对氢气压缩机种类和发展情况等进行总结分析,从技术角度对未来氢气压缩机的发展做出展望,以便为国产氢气压缩机的研发提供一定的参考。

氯碱尾气副产氢示范项目运行与经济性分析

本文以湖北葛化中极氢能源有限公司年产2400万m3氯碱尾气副产氢示范项目为对象,介绍项目建设及试运行、项目经济性分析、项目与加氢站匹配的经济性分析等方面情况。就项目工艺流程的改进优化进行探讨,并提出了改进方法;国产800Nm3/h大型隔膜式氢气充装压缩机的应用效果较好,经改进后连续运行寿命超1300h。根据项目1年试生产情况,结合实际生产数据,通过简化模型,对单方氢气的总成本、变动成本、固定成本、盈亏成本及其随产能变化的变化趋势进行定量和定性分析。以产品收率85%、原料气价格0.8元/Nm3为基准,经测算80%生产负荷时核算含税成本17.73元/kg,假定出厂价控制在20元/kg,200km运输半径时,运输成本按10元/km,到站价格仅33元,价格优势明显,有利于加氢站示范运营。

浅谈氢能企业安全风险预控管理体系的建立

为响应国家新能源发展战略需求,国家能源集团投资集团有限责任公司根据氢能产业生产、储运、加注等关键环节安全风险特点,初步建立完善国家能源集团氢能产业安全风险预控管理体系要求、实施指南、监察手册及管理制度等四级安全风险管控体系顶层设计,提升国家能源集团氢能产业安全管控水平,进一步使央企氢能安全管理实现科学化、规范化、国际化。

煤矿地下水库技术标准体系构建与制定

为进一步推广煤矿地下水库技术,应用系统工程理论与方法,分析了煤矿地下水库6大关键技术(水量预测、水库选址、库容确定、坝体构筑、安全运行和水质保障)涉及的关键技术标准,构建了煤矿地下水库技术标准核心架构并详述了其内涵,提出了基于PDCA循环的煤矿地下水库技术标准实施方法;在此基础上,叙述了神华集团煤矿地下水库技术标准制定与实施现状,提出了煤矿地下水库技术标准制定的建议,旨在为该技术在西部矿区的全面推广应用提供技术指导。