煤热解研究进展及其发展历程

在应对“碳中和”的挑战中,我国学者提出了“工程热化学”这一新兴学科。煤热解是一种重要的热化学反应,是工程热化学领域的重要研究内容。面对日益增长的能源需求以及不断恶化的世界环境,煤炭清洁高效利用成为我国的重大战略需求。全面了解煤热解过程,完善煤热解理论,准确描述煤热解动力学机理,是开发煤的高效热解的基础。本文首先介绍了煤热解的概念、分类及热解过程,进而总结了煤热解机理的研究进展,针对煤热解的ReaxFF MD分子动力学以及热分析动力学进行了详细的分析。阐述了热解过程发生的主要反应、反应的影响因素以及热作用过程中矿物质及杂原子对反应的影响。最后对煤热解工艺发展历程和示范应用进行了总结。

基于Armstrong能量模型的非线性动态维拉里磁滞行为建模与验证

磁致伸缩材料工作在应力激励条件下的输出特性在很大程度上取决于偏置条件(预应力、偏置磁场)和激励频率。为指导磁致伸缩材料在动态应力驱动下的应用,需要建立一个能够适应各种操作条件的动态磁滞模型。该文结合Armstrong能量模型和J-A磁滞模型,建立了磁致伸缩材料的静态维拉里磁滞模型,通过引入频率相关时间常数的一阶微分方程将静态模型拓展为考虑动态损耗的动态非线性维拉里磁滞模型。利用粒子群遗传优化算法通过三个递进步骤提取模型参数。实验数据与模型计算数据的对比结果表明,该模型不仅能够充分描述预应力和偏置磁场对准静态维拉里效应的影响,而且能够反映在不同频率动态应力下磁通密度-应力(B-σ)动态小环和主环的变化趋势,该模型可为磁致伸缩材料器件在应力条件下的应用提供理论指导。

低阶煤热解挥发分热催化重整研究进展

低阶煤清洁高效利用是我国的重大战略需求之一。在煤热转化技术中,煤热解挥发分催化重整可将复杂热解产品定向轻质化制备化学品,具有广泛应用前景。改变工艺条件是提高热解转化率和产品收率的重要手段,优化反应器设计以及开发高活性和稳定性催化剂是该技术发展的重要方向。本文首先介绍了低阶煤及其挥发分的催化重整方式,在此基础上综述了温度、气氛、停留时间等反应条件的影响以及固定床和流化床反应器应用的策略和挑战,然后对金属类、炭基和沸石类催化剂的后处理及原位控制等改性方法与作用原理进行了分析,阐述了热解挥发分的催化裂解机理。此外,指出了煤热解挥发分催化重整技术在工业化生产中的瓶颈,明确了挥发分中低碳烃类与大分子化合物的催化转化路径对煤热解过程中二次反应定向调控的关键作用,深入探究了催化剂中酸催化质子化作用对催化剂失活机制的影响。

川东地区天然气开采场站废气污染物的赋存特征和健康风险评估

针对天然气开采过程中的有/无组织废气排放,调研和分析川东地区16个天然气开采场站废气污染物的赋存特征,评估各场站检出的废气污染物对作业人员和周边群众的健康风险。结果表明:2020年13个单井井站气田水池无运转状态时检出的硫化氢、二氧化硫和氮氧化物的浓度范围分别为0.001~0.016、0.007~0.023、0.012~0.047 mg/m^(3),与2017—2019年连续3 a对JZZ井和TD71井检出的浓度相当,反映了川东气田近年来固定源排放废气浓度水平。硫化氢、二硫化碳和氨是无组织排放的主要恶臭气体,但排放浓度较低,均达到了《恶臭污染物排放标准》(GB 14554—93)中限定的二级标准要求。健康风险评价结果显示,气田水池运转时,硫化氢和氮氧化物在气田水池和转水池处的非瘤症危害商(HQ)值均大于0.1,可能会对作业人员的健康产生风险;气田水池未运转时,硫化氢、二氧化硫和氮氧化物在除TD62外的其他井站气田水池处和居民处的HQ均低于0.1,基本不会对作业人员和居民的健康产生风险。

三明治结构钌插层二氧化钛光催化四环素降解性能研究

纳米TiO_(2)具有高催化活性、高化学稳定性、成本低廉和安全无毒等优势,是目前广泛使用的一类光催化剂,但较大的禁带宽度和较高的光生电子-空穴复合速率使其光子利用率偏低。本研究利用微刻蚀法设计合成了二维TiO_(2)纳米片,并进一步与Ru复合,构建了三明治结构Ru@TiO_(2)高效光催化剂。采用不同表征手段研究了三明治结构Ru@TiO_(2)的表面形貌、电子结构、光电特性和光降解盐酸四环素的性能。结果表明:插入Ru将TiO_(2)的光响应范围由紫外光区拓展至整个可见-近红外光区,光子吸收和载流子分离效率得以提升,同时提高了体系光催化活性。模拟太阳光(AM 1.5G,100 mW·cm^(–2))照射80 min,三明治结构Ru@TiO_(2)高效光催化剂对盐酸四环素的降解效果出色,降解效率达到91.91%。本研究为TiO_(2)基高效光催化剂结构设计提供了一条有效途径。

集成式多球中子谱仪球球干扰影响

模拟计算了集成式多球中子谱仪7路测量通道同时工作与每路测量通道独立测量时的能量响应函数。两种测量模式的能响比值结果显示,球球干扰的影响随着慢化球尺寸增大而减小;对小尺寸慢化球球球干扰随着中子能量增大而增大。

内蒙古某益生菌制品项目洁净空调设计

以内蒙古某益生菌制品项目为研究对象,简单介绍益生菌空调系统的设计流程,包括设计参数、系统划分、气流组织、压差控制、空调系统温湿度的控制、钢结构厂房轻钢屋面空调设备及管道的吊挂等,总结设计过程中需要注意的问题,旨在对今后益生菌钢结构厂房的洁净空调设计提供参考。

2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震引起的水温同震响应特征分析

基于全国地下流体观测网的水温观测数据,分析2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震引起的水温同震响应特征,并结合同震静态应变场探讨了水温同震响应机理。结果表明,泸定M_(S)6.8地震水温同震观测点主要分布在龙门山断裂带和川滇菱形块体中南部;震中距Δ≤500km范围内水温同震以下降—恢复型和上升型为主,水温同震项数及测项比随震中距的增加逐渐减少;水温同震响应幅度与震中距和地震能量密度显著相关,且随震中距的增加呈指数衰减,随地震能量密度的增加呈指数增大;水温同震响应持续时间主要集中在1天以内,持续时间随震中距的增加呈指数衰减。

2022年1月2日云南宁蒗M_(S) 5.5地震总结

系统梳理2020年1月2日云南宁蒗M_(S) 5.5地震前出现的地震活动和地球物理观测等异常,结果如下:(1)地震活动:震前存在地震平静、地震高频、地震空区等异常;(2)地球物理观测:震中200 km范围内存在多项地球物理异常,主要为钻孔应变、地电场方位角、地电阻率、水位等中短期异常。对宁蒗M_(S) 5.5地震序列进行分析,可知主震震源机制显示宁蒗地震的断层类型以正断层为主;余震活动丰富,存在分段特征,宁蒗地震序列中的主震与最大余震震级相差0.9,主震释放能量占序列的93.53%,因此该地震序列为主-余型。综合分析认为,此次地震前地震活动中短期异常较为突出,地球物理观测异常相对丰富,异常均分布在滇西北及周边地区,对宁蒗地震的发生具有一定指示意义。

三都县汉族和水族儿童维生素D受体基因多态性分布研究

目的:调查研究贵州省汉族和水族儿童维生素D受体(VDR)的基因多态性分布。方法:以在三都县人民医院就诊的218名儿童为研究对象,汉族35人,水族183人。使用荧光定量PCR方法检测VDR Bsm I和Fok I位点基因多态性,进行统计分析。结果:1)入组对象的基因多态性分布符合遗传平衡。2)VDR Bsm I位点GG、GA、AA的基因型频率汉族儿童分别为91.4%、8.6%、0.0%,水族儿童为93.4%、6.6%、0.0%。VDR Fok I位点CC、CT、TT的基因型频率分别为14.3%、48.6%、37.1%,水族儿童为14.2%、51.9%、33.9%。汉族和水族儿童两个位点的基因型频率和等位基因频率差异均无统计学意义(P>0.05)。3)两位点连锁情况汉族及水族儿童均有5种组合,频率最高的都是GG/CT。两位点间存在高度连锁不平衡。结论:获取三都县汉族和水族儿童VDR Bsm I和Fok I基因多态性的群体遗传学特征。

基于可变云模型的南水北调中线供水效益综合评价探析

南水北调工程是缓解北方水资源短缺的战略工程,自中线工程通水以来其发挥的综合效益日益显著,对中线工程的供水综合效益进行量化评价具有重要意义。从调水对受水区水资源承载力提升程度的视角,探析了供水综合效益。在此基础上,结合可变模糊集理论和云理论,建立了一种新的综合评判模型,根据评价指标体系构建了各指标对应不同评价等级差异度函数的云模型,利用三角形正向云生成方法随机产生差异度值,并进行可变模糊综合评价。以北京市为典型研究区,分析预测2030年情形下,南水北调中线工程供水发挥的综合效益,经计算,该综合效益可提高当地水资源承载力2.32%。以水资源承载力提高的程度作为综合效益评价标准,为南水北调综合效益的评价提出一种新思路:基于可变云模型综合评价方法,统筹考虑评价中的“优”和“劣”两个方面,兼顾评价中的随机性和模糊性。因此,具有推广应用价值。

基于双符号压力函数的活动轮廓图像分割方法

为了解决测地线模型和CV模型无法同时对弱边界、灰度不均匀图像进行分割的问题,提出一种基于双符号压力函数的活动轮廓图像分割方法。首先,基于图像统计信息定义分割灰度不均匀图像的符号压力函数,基于内部和外部灰度均值给出轮廓曲线内外的全局区域灰度均值的加权组合函数,运用图像全局信息定义分割弱边界图像的符号压力函数;然后,结合统计信息的符号压力函数和全局信息的符号压力函数(简称"双符号压力函数"),通过增加组合的权值系数,设计新的水平集演化方程;最后,将双符号压力函数引入到二值选择和高斯滤波正则化水平集模型中,构建一种基于双符号压力函数的活动轮廓图像分割算法。仿真实验结果表明,该算法能够有效地分割弱边界、灰度不均匀的图像,同时对噪声也有一定的抗干扰性。

葫芦素D通过下调GATA6表达抑制SGC-7901胃癌细胞增殖迁移的作用机制研究

目的:探讨葫芦素D通过下调GATA转录因子6(GATA6)表达抑制SGC-7901胃癌细胞增殖、迁移的作用机制。方法:体外培养SGC-7901细胞,用MTT法检测葫芦素D对SGC-7901细胞抑制率并确定葫芦素D的干预剂量,将细胞分为对照组、顺铂组、葫芦素D低、中、高剂量组。对照组不进行处理,顺铂组给予终浓度为10.0μmoL/L的顺铂,葫芦素D低、中、高剂量组分别给予终浓度为2.0、4.0、8.0μmoL/L的葫芦素D,继续培养48h后进行检测SGC-7901细胞迁移能力、SGC-7901细胞中miRNA-143和GATA6 mRNA表达水平及细胞凋亡和细胞周期情况测定。结果:随着葫芦素D剂量增加,SGC-7901细胞抑制率增加(P<0.05)。在葫芦素剂量为8.0μmoL/L时,抑制率为53.07%,故选8.0μmoL/L作为最高干预剂量,并设2.0μmoL/L和4.0μmoL/L两个剂量。与对照组比较,顺铂组SGC-7901细胞迁移能力、GATA6 mRNA相对表达量和G0/G1期细胞比例降低,miRNA-143 mRNA的相对表达量、细胞凋亡率和S期细胞比例增加(P<0.05);给予葫芦素D处理后,SGC-7901细胞迁移能力、GATA6 mRNA相对表达量和G0/G1期细胞比例降低,miRNA-143 mRNA的相对表达量、细胞凋亡率和S期细胞比例增加,且呈剂量依赖性(P<0.05),但效果不如顺铂组。结论:葫芦素D能抑制SGC-7901胃癌细胞增殖和迁移,具有一定的抗癌活性,其机制可能与葫芦素D通过下调GATA6表达有关。

南水北调中线某节制闸弧形门小开度振动观测与安全评价

南水北调中线工程冬季闸门小开度运行,闸后淹没水跃紊动剧烈,为验证小开度下闸门运行的安全性,选取蒲阳河典型节制闸开展闸门振动原型观测。通过测量不同开度下的闸门振动特性,分别采用动应力、振动位移(振幅)和频率作为标准进行振动安全评价,结果表明:闸门最大动应力为1.33 MPa,远小于材料允许应力的20%(约32MPa);最大振动位移15.97μm,小于闸门振动危害程度可忽略不计的上限位移50.8μm;所有测试工况的安全临界振幅A与频率f满足lgA<(3.14-1.16lgf)。上述三种评价准则的判定结果一致,因此,中线闸门小开度淹没出流条件下,闸后水跃紊动引起的闸门振动危害可忽略,闸门结构安全稳定。

两种硬膜外阻滞技术对分娩镇痛的效果及母婴结局的影响

目的探讨两种硬膜外阻滞技术用于分娩镇痛的效果及其对母婴结局的影响。方法80例接受分娩镇痛的单胎头位初产妇均分为硬膜外阻滞组(EP组)和硬脊膜穿破硬膜外阻滞组(DPE组);硬膜外腔穿刺成功后EP组作硬膜外置管,DPE组用25 G腰麻针刺破硬脊膜至蛛网膜下腔(以脑脊液流出为准)、行硬膜外置管;于镇痛前(T_(0))、镇痛后5 min(T_(1))、10 min(T_(2))、30 min(T_(3))、1 h(T_(4))及宫口开全(T_(5))时,采用视觉模拟评分(VAS)对产妇进行疼痛评估,采用Bromage评分评价运动阻滞程度;比较2组产妇的一般资料、产科和新生儿资料及镇痛资料;于胎儿娩出后采集脐动脉血行动脉血气分析;于镇痛前及分娩后2 h采集产妇唾液,采用酶联免疫吸附法(ELISA)法检测皮质醇浓度。结果与EP组比较,DPE组T_(1)、T_(2)、T_(4)、T_(5)时VAS评分降低,PCA次数、总药量降低,产妇分娩后2 h唾液皮质醇浓度降低(P<0.05);2组产妇结局、新生儿结局以及不良反应发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论DPE用于分娩镇痛效果优于EP,药量消耗减少,减轻应激反应,且对产妇和新生儿无不良影响。

模板法调控多级孔ZSM-5催化褐煤挥发分制备轻质芳烃的研究

在相同的水热合成条件下,以氧化炭黑为硬模板和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板,经一步结晶法分别制得了一系列以晶内介孔为主和以无定形介孔为主的多级孔ZSM-5分子筛。通过采用次氯酸钠、双氧水和硝酸来氧化改性商业炭黑,以增加其亲水性及分散性,进而促进了ZSM-5在晶化过程中分子筛前体与炭粒之间的相互作用。重点阐述了不同碳源和CTAB对合成的多级孔ZSM-5物化结构特性的影响,并将该催化剂用于褐煤热解挥发分催化重整制备轻质芳烃的反应中。结果表明,成功构筑的孔径均一的微-介孔梯度的ZSM-5在催化重整褐煤热解挥发分提质过程中有效地解决了催化剂的扩散传质问题,抑制了催化剂失活。引入硝酸氧化改性炭黑晶化合成的ZSM-5分子筛在褐煤热解挥发分的催化重整反应中表现出了很好的催化性能,其中轻质芳烃含量达到27.0 mg/g,选择性为81.7%。此外,在氢气气氛下,该催化剂能够有效降低积炭的碳含量。

合成气与二甲醚为原料直接制乙醇催化反应研究进展

作为一种新型的煤制乙醇工艺,合成气经二甲醚羰基化合成乙酸甲酯,再进一步加氢制备无水乙醇的工艺路径备受市场关注。该工艺反应条件温和,所用分子筛和铜基催化剂价廉且制备方法简单。综述了二甲醚羰基化分子筛催化剂、乙酸甲酯加氢铜基催化剂的研究进展以及两者不同的耦合方式对合成气-二甲醚一步法制备乙醇反应路径的影响。重点介绍了分子筛催化二甲醚羰基化反应和失活机理以及分子筛催化剂设计调控的研究进展。该新型煤制乙醇技术为我国煤炭资源清洁高附加值利用提供了一条重要途径。

IgG4相关性肾病伴双侧肾盂损害1例

患者女,60岁,头晕、行走不稳半年,面部轻度浮肿4月余,2周前外院超声提示右肾占位。查体:颜面部轻度浮肿,腹软,双肾无叩痛。实验室检查:血清补体成分3(C3)0.56 g/L,补体成分4(C4)0.08 g/L,免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)20.27 g/L,免疫球蛋白M(immunoglobulin M,IgM)0.66 g/L;尿白细胞(++)。CT:平扫示右肾盂不规则软组织肿块,大小约5.8 cm×5.0 cm×7.1 cm,突向肾门,右肾盂扩张积水,左侧肾盂壁增厚;增强扫描动脉期双肾多发低强化类圆形结节影,边界不清(图1A);静脉期及延迟期右肾盂肿块轻度强化,与肾实质分界不清,左侧肾盂壁增厚并轻度强化。MRI:平扫示右肾盂约5.5 cm×5.3 cm×7.3 cm等T1稍短T2信号,双肾实质多发结节呈稍短T2信号(图1B);增强后双侧肾实质内病灶及肾盂肿块呈轻度强化(图1C)。影像学诊断:双肾病灶考虑炎性病变可能,右肾盂肿瘤不除外。行CT引导下经皮右侧竖脊肌旁定位穿刺活检,镜下见纤维脂肪组织中较多淋巴细胞和浆细胞浸润(图1D);免疫组织化学:PCK(-),CD3(T细胞+),CD5(T细胞+),CD20(B细胞+),PAX-5(B细胞+),CD38(+),CD138(+),PD-1(部分+),CD21(FDC网+),IgG(+),IgG4(约50%+)、Ki-67(30%+);诊断:IgG4相关性肾病(IgG4-related kidney disease,IgG4-RKD)伴双侧肾盂损害。

正丁胺改性HZSM-5对褐煤热解挥发分催化重整的影响

低阶煤的清洁高效利用对缓解我国石油资源紧缺,保障能源安全具有重要意义。热解是低阶煤清洁高效利用的有效方式,能够得到半焦、气体和焦油等产物,为从非石油资源中生产液体燃料和精细化学品提供了一个可替代方式。但煤焦油中含有大量重质组分,严重影响了焦油的后续利用。而催化热解能够有效调控产物分布,并提高热解焦油品质。选取胜利褐煤为原料,采用廉价的正丁胺对HZSM-5(HZ5)分子筛进行改性,并且不经过复杂的NH^(+)_(4)交换步骤,直接应用于褐煤热解挥发分催化重整制备轻质芳烃的研究中。使用SEM,XRD,FT-IR,BET和NH_(3)-TPD等手段对催化剂进行表征,以得到催化剂的结构特性。结果表明:不同浓度的正丁胺处理后,催化剂的比表面积、介孔体积以及平均孔径均有不同程度的增加,有利于反应物和产物的扩散,催化剂催化性能提高;低浓度正丁胺降低催化剂总酸量,高浓度则相反,酸量不适宜易导致积碳生成。HZ5经过改性后表现出更好的催化性能,生成轻质芳烃的产率排序为10-HZ5>30-HZ5>5-HZ5>20-HZ5>HZ5。其中10-HZ5(10 mL正丁胺处理HZ5)获得了最高的轻质芳烃产率为25.0 mg/g,其催化性能的提高主要原因在于其有最大的比表面积和介孔比表面积以及适宜的酸量。无NH^(+)_(4)交换碱处理制备多级孔HZ5的孔道结构和酸量分布等特征,对开发应用于褐煤挥发分催化重整制轻质芳烃的高效且廉价的催化剂具有借鉴作用。

四乙基氢氧化铵改性对HMOR分子筛结构及二甲醚羰基化性能的影响

合成气经二甲醚(DME)羰基化合成乙酸甲酯(MA),MA进一步加氢制备乙醇是一种新型高效的煤基合成气制备乙醇路线。采用温和的后处理方法改性DME羰基化分子筛,进一步提高DME羰基化效率,对其工业应用具有重要意义。本研究利用四乙基氢氧化铵(TEAOH)对HMOR分子筛改性处理,探讨了有机碱改性处理对HMOR分子筛的结构和DME羰基化催化性能的影响。研究发现,TEAOH浓度为0.3 mol/L时,HMOR分子筛介孔孔容增大约26%,外比表面积增大约10%,DME的转化率增幅达68%。TEAOH水解产生的OH-能够温和脱除HMOR分子筛中的骨架硅,获得介-微多级孔结构,提高DME羰基化反应过程中的传质速率。此外,水解的TEA^(+)在分子筛表面富集,抑制了OH^(-)的过度脱硅,保护分子筛基本骨架结构不被更深层次破坏。