FeMnTiO_(x)催化剂协同脱硝脱汞性能研究

通过共沉淀法制备了FeMnTiO_(x)催化剂,通过调变焙烧温度和Fe/Mn摩尔比调控催化剂的表面酸性和氧化还原能力,从而优化协同脱硝脱汞性能。利用X射线衍射、电子显微镜、N_(2)吸附/解吸、氢气程序升温还原、氨气程序升温脱附和X射线光电子能谱等手段分析催化剂的结构和催化反应机理。结果表明,焙烧温度为400℃、Fe/Mn摩尔比为0.5时,Fe_(0.5)MnTiO_(x)-400催化剂在150~330℃范围内的NO转化率大于90%;在200℃下的Hg^(0)转化率高于90%,脱硝效率达到100%,表现出良好的协同脱硝脱汞性能。

微通道电解技术在化工领域应用的研究进展

对近年来微通道电解技术在化工领域的应用进行了系统性综述,着重评述了微通道电解技术在微流体输送、电化学反应、电化学检测领域的应用及研究现状,最后从反应器性能、流动特性、化学动力学等角度提出了当前面临的问题以及未来的发展方向。

基于全二维气相色谱法定量分析煤焦油中的噻吩类含硫化合物

建立了一种全二维气相色谱-氢火焰检测器(GC×GC-FID)定量分析煤焦油中8种典型噻吩类含硫化合物的方法。采用外标法定量分析,8种含硫化合物标准曲线的线性相关系数R为0.9990~0.9999,检出限为0.19~0.26 mg/L,加标回收率在100.0%~115.0%之间,相对标准偏差为0.72%~5.5%(n=6)。该方法操作简单,重复性好,适用于煤焦油中噻吩类含硫化合物的定量分析,可为其资源化利用提供理论基础。

加味枳实薤白桂枝汤对肥胖症合并2型糖尿病患者糖脂代谢的影响

目的分析加味枳实薤白桂枝汤对肥胖症(脾虚湿阻型)合并2型糖尿病患者糖脂代谢指标的影响。方法选择160例肥胖症(脾虚湿阻型)同时合并2型糖尿病的患者,随机分为试验组(81例)与对照组(79例)。对照组予以规范生活指导及规范的降糖药物干预,试验组在对照组治疗基础上给予加味枳实薤白桂枝汤口服,疗程共2个月,比较两组治疗前后中医证候积分、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、三酰甘油(TG)、空腹血糖(FPG)、餐后2 h血糖(2 h FPG)、糖化血红蛋白(HbA1c)、空腹胰岛素(FINS)、尿酸(UA)、体重指数(BMI)、同型半胱氨酸(Hcy)水平。结果治疗后,试验组中医证候积分、BMI、UA、Hcy、TG、LDL-C、FPG、HbA1c、2 h FPG、FINS水平显著低于对照组(P<0.05)。结论加味枳实薤白桂枝汤可以调节肥胖症合并2型糖尿病该类型患者的糖脂代谢指标。

高活性耐硫MoO_(3)改性NiO-Al_(2)O_(3)催化剂用于焦炉煤气甲烷化

采用双水解共沉淀法结合浸渍法合成了系列的MoO_(3)改性的xMoO_(3)/Ni O-Al_(2)O_(3)催化剂(x%为MoO_(3)的质量分数),利用固定床装置对催化剂的甲烷化反应活性和耐硫性能进行评价,并对失活前后催化剂进行详细表征。结果表明,随着MoO_(3)含量的升高MoO_(3)改性后的催化剂甲烷化活性有所下降,但MoO_(3)的掺杂显著提升了催化剂的耐硫性能。催化剂低温甲烷化活性降低的原因在于MoO_(3)负载量的增加降低了催化剂的活性比表面积,但MoO_(3)的引入也为硫化物提供了一个竞争吸附位点,进而延缓了活性位点的硫中毒过程。当MoO_(3)负载量(质量分数)为12.5%时,12.5MoO_(3)/Ni O-Al_(2)O_(3)催化剂在143 mg·m^(-3)H_(2)S/H_(2)气氛下运行时间长达7 h,远高于其他催化剂。12.5MoO_(3)/Ni O-Al_(2)O_(3)催化剂吸收硫的量(质量分数)达到0.71%,是Ni O-Al_(2)O_(3)催化剂硫吸附量的1.48倍。XPS表征进一步发现12.5MoO_(3)/Ni O-Al_(2)O_(3)催化剂表面生成的Mo S2最多,这说明在此负载量下Mo优先吸附了更多的硫而保护了活性位点。此外,MoO_(3)负载量为12.5%时,MoO_(3)在催化剂表面接近单层分散阀值,当竞争吸附发生时,为硫化物提供更多的吸附位点。

四氢萘对淖毛湖煤热解挥发物反应行为的影响

煤在中低温热解过程中挥发物反应会显著影响焦油组成和析炭行为,这与挥发物反应活性及体系富氢组分含量有关。本文采用两段式固定床反应器,通过引入四氢萘(THN),进行淖毛湖煤热解挥发物在不同温度下的反应行为,及其对产物分布和析炭产率影响的对比研究,借助全二维气质联用仪对焦油组成进行分析。结果表明,400℃时因挥发物与THN间的反应较弱且焦油冷凝导致析炭量较高;随着温度升高,挥发物和THN间的反应加剧,导致液体产物产量下降、气体产量增大。根据挥发物和THN反应产物分布的计算值和实验值发现,引入THN后液体产物产量增大,且2−5环芳烃和析炭量减少。表明挥发物与THN之间存在相互作用,促进了THN的α−H转移,为反应体系提供了更多H·。同时,有助于酚类化合物和其他含氧类物的形成,特别是多元酚。煤热解挥发物的反应活性与含氧类自由基有关,此类自由基对H·的键合力较强。

煤热解挥发分在活性炭上的积炭行为及其过程分析

中低温热解煤焦油存在重质组分含量高、焦油品质差等问题,通过引入催化剂原位调控热解挥发分的反应,可有效改善焦油品质,但催化剂易积炭失活,影响其持续使用时间。利用下行床连续热解反应器,研究了挥发分在活性炭催化剂上的积炭行为,通过改变进煤时间(30、60和100 min),考察了挥发分的反应及其在活性炭上形成积炭的过程机制。结果表明,挥发分反应在活性炭上形成了大量积炭,随着进料时间的延长,活性炭上积炭的绝对量增加,但积炭形成的速率降低,因此,对于干基煤积炭的产率减小。随着活性炭上积炭量增加,活性炭的比表面积显著减小,催化裂解活性降低,焦油产率以及其中的沥青产率均有增大。焦油的组成分析表明,随着进料时间的延长,含氧化合物的相对含量增加,C-O弱键的断裂被抑制,这也使得积炭形成速率有所降低。

高硫煤热解过程活性氢/氧对有机硫变迁行为影响研究述评

随着优质煤资源的消耗,高硫煤的清洁高效转化备受关注,尤其是高硫炼焦煤中有机硫的调控至关重要。煤热解过程中,有机硫的变迁始于煤大分子结构中C–S键的断裂和含硫自由基的稳定,活性氢/氧是影响其转化赋存形态的重要因素。研究表明,煤在富氢/氧氛围下热解或与生物质、含氧有机物共热解的体系中,含有的活性氢/氧可弱化有机硫的C–S键,促进其断裂并及时结合生成的含硫自由基,促进煤中硫分向气相变迁,减少了含硫自由基与煤基质的二次反应。同时,高挥发分煤与高硫煤共热解过程中,相对丰富的挥发分中的活性氢/氧也会影响高硫煤中有机硫的变迁,降低焦炭中的硫含量,这为煤中硫分定向调控提供了理论基础。

焦粉对低阶煤热解焦油气反应行为的影响研究

热解焦油气在输送管路或除尘设备中会发生一定程度的反应,进而影响热解产物的分布和组成,而其中夹带的焦粉粉尘会对焦油气反应产生影响。本研究利用两段流化床热解反应器,考察了不同反应温度下(400−500℃),焦粉对淖毛湖长焰煤热解焦油气反应的影响。结果表明,添加焦粉后,焦油气不仅发生热裂解和热缩聚反应,还会被焦粉作用发生催化裂解反应,焦油产率和沥青含量减小,热解气和积炭产率增加;随着反应温度的升高,焦油气热裂解和热缩聚反应加剧,反应后焦油气较为稳定,不易被焦粉催化,因此,焦粉对焦油产率、沥青含量及热解气产率的影响随温度升高逐渐减弱;而反应温度升高,焦油气催化裂解生成的自由基更容易发生缩聚反应,焦粉对积炭产率的影响变强。此外,焦粉的催化裂解作用使不同反应温度下焦油中杂环化合物含量下降;同时焦粉促进了热解水与焦油气反应,导致不同反应温度下焦油中脂肪烃、芳香烃含量下降,酚类和含氧化合物含量上升。

低阶煤中含氧官能团的测定

评述了化学分析方法(离子交换法、非水滴定法)和物理分析方法(傅里叶红外光谱(FT–IR)、核磁共振光谱(NMR))煤中含氧官能团分析中的应用,并具体给出了每种方法的适用条件及其存在的优缺点。

煤气化渣脱除燃煤烟气中汞的性能研究

汞作为一种重金属污染物,对环境和人体健康影响很大,如何对其高效脱除已引起了研究者的广泛关注。本研究使用煤气化渣及其分选后样品作为脱汞吸附剂,通过固定床和气流床脱汞实验考察了吸附剂的脱汞性能,利用N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等表征手段分析了吸附剂的物化特性。固定床脱汞评价结果显示,OS和HCS在60-120℃保持91%以上的脱汞效率;HAS在60℃有最高97%的脱汞效率,HAS的脱汞活性受脱汞温度影响较大。Hg-TPD和XPS表征结果表明,吸附剂中的化学吸附氧参与了汞的氧化,在吸附剂表面生成HgO。气流床脱汞评价结果表明,OS和HCS在碳汞比为40000,脱汞温度为60℃时,脱汞效率分别为56%、57%;当碳汞比为80000,脱汞温度为60℃时,脱汞效率分别为100%、82%。

V/CGS低温NH3-SCR催化剂的制备及性能研究

以煤气化渣(CGS)为载体,采用等体积浸渍法负载1%的钒制备V/CGS催化剂。考察了煅烧温度、预氧化温度对催化剂脱硝活性的影响。经活性评价发现,500℃煅烧、250℃预氧化后的催化剂低温脱硝活性最佳。此外,还考察了空速、SO2体积分数对V/CGS催化剂脱硝活性的影响。通过XRD、XPS、H2-TPR以及物理吸附等方法对催化剂结构进行表征。结果表明,V/CGS催化剂中钒主要以V^5+状态存在,经预氧化后V^5+含量相对增加8%,促进了催化剂的脱硝活性。另外,在SCR反应过程中,低浓度SO2对V/CGS催化剂脱硝具有促进作用。

传统和新型制氢方法概述

综述了化石燃料(煤、天然气)制氢方法和其他具有发展前景的制氢方法,着重介绍了煤制氢和天然气制氢工艺原理、工艺流程、产氢量以及产氢效率和成本,认为化石燃料制氢效率的提高和污染物的减排是需要关注的重点,制取氢气主要原料的改变也是必然的趋势。

弥勒褐煤结构特征及其分子模型构建

以云南弥勒褐煤为研究对象,采用元素分析、傅里叶变换红外光谱、^(13)C固体核磁共振波谱以及X射线光电子能谱等现代分析技术,获取了弥勒褐煤的结构参数信息。其中,芳香度为38.79%,芳香环取代基数量为3。芳香碳结构主要为苯和萘,脂肪碳结构以甲基、亚甲基为主;氧主要存在于醚氧、羧基和羰基中;氮主要以吡咯氮和吡啶氮的形式存在;硫主要为硫酚或硫醇。根据分析结果,构建出弥勒褐煤的分子结构模型,分子式为C_(147)H_(148)O_(36)N_(2)S。采用半经验法PM3基组和密度泛函理论M06-2X泛函对分子构型进行优化,优化后的模型立体构型显著,且芳香层片在空间上呈现不规则排列,各芳香环之间主要通过甲基、亚甲基、甲氧基以及脂肪环连接。模拟FT-IR光谱和模拟^(13)C NMR波谱均与实验谱图吻合良好,证明了弥勒褐煤分子模型的准确性和合理性。

半焦原位气化气对淖毛湖煤热解焦油产率和品质的影响

本研究采用实验室自制的热解气化一体化反应器,考察了气化合成气对煤热解焦油产率和品质的影响。结果表明,淖毛湖煤热解焦油产率在600℃时达到最大,气化合成气对提高低温(550–600℃)煤焦油的产率更有利,其中,550℃时焦油产率较N;下提高了4.4%。气化合成气气氛下,高温(650–800℃)焦油的产率较N2低,但650–700℃热解焦油的品质明显改善,其中,轻质组分的产率有明显提升;低于600℃热解挥发分中脂肪烃和含氧化合物的裂解反应加剧,使焦油中其含量降低,而苯系和萘系化合物的生成量增加;650℃以上的热解挥发分中酚类化合物的二次裂解反应会加剧,导致焦油中其生成量降低;对800℃热解挥发分中多环芳烃二次裂解反应的发生更有利,但对提高低于700°热解焦油中多环芳烃的生成量则更加有利。

萃取剂组成和结构对煤直接液化油渣萃取行为的影响

煤直接液化过程会产生约占投煤量30%的煤液化油渣,利用萃取手段可将其中的多环芳烃类物质提取出来,制备高价值的炭材料。本文总结了萃取剂的组成结构对煤液化油渣萃取率及萃取产物性质的影响。含有芳环结构或氮氧杂环的萃取剂萃取率可达50%以上。烷烃类有机萃取剂的萃取物主要包含2-4环缩合芳香结构,拥有较低的分子量和杂原子含量。含杂原子有机萃取剂的萃取物主要包含4-7环缩合芳香结构,其分子量大且富含氮、氧、硫等杂原子,C/H原子比较高。吡啶基离子液体萃取物的C/H原子比和芳香度较高;有机酸根基离子液体萃取物的灰分含量较低。使用煤液化油或煤焦油馏分油为萃取剂时,萃取率可达60%,具有工业化应用的前景。

MTS有机改性白炭黑及其性能表征

以甲基三氯硅烷(MTS)为改性剂,甲苯为溶剂,采用单因素轮换法对沉淀法白炭黑粉体进行有机改性,以提高其分散性和疏水性能。主要考察了反应温度、时间、MTS浓度对沉淀法制白炭黑的物化结构和性能的影响。使用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、热失重分析仪、BET比表面积和孔径分析仪等分析设备对改性前后白炭黑的结构形貌及其性能进行表征。结果表明:在反应温度为75℃、时间为90 min、改性剂MTS浓度为0.20 mol/L时,获得的改性白炭黑的分散性最好。MTS接枝后白炭黑物相结构仍为无定形结构,且孔径分布集中,孔径变窄为3~4nm,热稳定性增强,疏水性增强。

热解压力和升温速率对焦结构和氧化反应性的影响（英文）

以锡盟褐煤(L)、西山烟煤(B)和玉米秸秆(C)为原料考察了热解压力和升温速率对焦结构及氧化反应性的影响。利用两段式加压固定床反应器,在终温900℃,升温速率5℃/min和200℃/min以及压力0.1-2.0 MPa的热解条件下分别得到了慢速热解焦(SC)和快速热解焦(FC),对焦进行了比表面积、表面形貌和芳香度表征,并且采用等温热重法对焦的氧化反应性进行了分析。结果表明,热解压力和升温速率影响挥发分的停留时间和释放速率,进而影响焦的产率和性质。三种原料的热解行为不同,热解压力和升温速率对焦的产率及焦结构和反应性的影响表现出不同的特点。三种原料快速热解焦产率都低于慢速热解焦产率,且焦产率都随着压力的升高而略微上升。L-FC和B-FC的比表面积分别大于L-SC和B-SC的比表面积。C-FC的比表面积却小于C-SC的比表面积。FC的表面要比SC的表面更为粗糙。B-FC的芳香度小于B-SC的芳香度,但是在加压热解条件下L-SC和C-SC的芳香度反而分别比L-FC和C-FC的低。高压慢速热解的焦氧化反应性较差。玉米秸秆焦的氧化反应性与矿物质的催化密切相关。热解过程中升温速率和压力会影响玉米秸秆焦中矿物质的含量和分布,这也是玉米秸秆焦的氧化反应性明显高于煤焦的氧化反应性的主要原因。

煤热解挥发物对炼焦煤塑性体渗透性的调控研究

本研究以低挥发分烟煤C1和高挥发分烟煤C2为研究对象(以下煤样简称为C1和C2),引入褐煤L1和C2在两个温度下热解脱除部分挥发物的半焦作为对照,设计单种煤、混合煤/半焦和分层渗透性实验,结合热重和基式流动度分析,揭示了炼焦煤塑性体渗透性受挥发物释放行为的影响。研究结果表明,低挥发分烟煤C1存在塑性体低渗透性平台期,高挥发分烟煤C2塑性体的渗透性达到最低值后迅速改善,挥发物传质驱动力和阻力的差异导致了两种煤塑性体渗透性的差异;C2会增强挥发物的传质驱动力且热解后半焦颗粒成为塑性体惰性组分,同时也提供部分可转移氢,既改善塑性体渗透性又不破坏其稳定性;软化温度前C2释放的富氢挥发物促进C1塑性体低渗透性的形成并达到最大值;热塑性温区内C2释放的挥发物帮助维持C1塑性体的低渗透性平台期;延长C2挥发物反应消耗部分富氢挥发物,有利于改善C1塑性体的渗透性。

镁铝物质的量比对MoSx/MgO-Al_(2)O_(3)催化剂COS加氢性能的影响

采用共沉淀法制得镁铝物质的量比为0、0.2、0.5、1.0的MgO-Al_(2)O_(3)载体,采用浸渍法负载活性组分钼,进行预硫化分别制得Mo/M-A_(0)-S、Mo/M-A_(0.2)-S、Mo/M-A_(0.5)-S和Mo/M-A_(1.0)-S催化剂。使用固定床实验装置评价了其催化转化焦炉煤气中COS加氢的性能,采用X光电子能谱和拉曼光谱等手段对催化剂的结构及Mo物种的存在形式进行了分析,将分析结果与镁铝物质的量比进行了关联,探讨了镁铝物质的量比对催化剂性能的影响。结果表明,改变镁铝物质的量比可依次调变MgO-Al_(2)O_(3)载体的物化结构、预硫化前样品中钼的分散及其与载体间相互作用以及催化剂中MoS_(2)活性相的数量和堆叠方式,进而调控催化剂的活性和选择性。控制镁铝物质的量比符合MgAl_(2)O_(4)中镁铝化学计量比0.5时,最有利于生成MgAl_(2)O_(4);MgAl_(2)O_(4)可减弱钼与载体间的相互作用,强化钼在载体表面的均匀分散,促使更多钼在预硫化过程中转变为MoS_(2)活性相,进而提高催化剂的性能。Mo/M-A_(0.5)-S催化剂的性能最佳,其在280℃,空速62000 h^(−1)的条件下,前550 min可维持高达97.7%的COS转化率,近100%的H_(2)S选择性。