催化剂对煤热解焦油品质的调控及其表面积炭行为的分析

以催化剂为核心和焦油提质为目的的低阶煤热解技术是保障国家能源安全和实现“双碳”目标的煤炭清洁高效转化技术。鉴于煤焦油品质调控和催化剂表面积炭行为的复杂性,阐述了金属、金属氧化物、天然矿物质、分子筛和炭基催化剂对煤和热解挥发物的催化作用及其对热解产物分布和组成的影响,并对比分析了各类催化剂的优缺点。探讨不同催化剂物理化学性质的区别及其与催化性能之间的关系,结合煤及热解挥发物中C—C、C—H、C=C、—OH、C=O、C—O和—COOH等化学键的断键行为,揭示了不同催化剂的作用机制。在此基础上,针对催化过程中存在的焦油产率低及提质效果差的问题,提出了利用金属尤其是过渡金属改性催化剂活化热解体系中的内部小分子氢供体和外部固体/气体氢供体对重质组分裂解碎片原位供氢的方法,实现焦油产率的提高及焦油品质的改善。同时,针对催化剂易积炭失活问题,分析了积炭的物理化学性质和组成以及积炭形成的原因。从催化剂设计及热解反应体系出发,分析了多种有效抑制积炭的途径,如多级孔与金属活性位点的组合效应、双金属改性调控Brønsted和Lewis酸性位点的比例、酸碱双功能催化剂的开发以及引入H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(6)和CH_(3)OH等富氢小分子调控挥发物组成等,以期为低阶煤催化热解技术的发展提供理论基础。

炼焦煤热解过程中膨胀压力的形成机制及对焦炭质量的影响

在工业室式炼焦过程中,膨胀压力过高会造成焦炉炉墙损坏及推焦困难,膨胀压力过低会影响焦炭产品质量。现行焦化工艺通过调节入炉煤挥发分控制膨胀压力,缺乏对炼焦煤膨胀压力形成机制的本质认识,可能导致焦炉运行不稳定、焦炭质量波动大等问题。基于此,通过分析炼焦煤结构特性,从分子水平探究了膨胀压力的形成及演变,并揭示了炼焦煤膨胀性与焦炭质量的本质联系。利用核磁共振碳谱(^(13)C NMR)分析了五种不同煤阶的炼焦煤(Q1,JA1,F1,J1和S1)的化学结构。通过热重分析(TGA)、小型热解实验等方法以及基式流动度测定仪、奥亚膨胀仪、透气性在线检测装置及膨胀压力和膨胀位移检测装置等仪器探究了单种煤热解过程中煤基体分解行为、流动特性和膨胀特性的演化机制。结果表明:热解气体CO,CO_(2),CH4的释放和低透气性带的形成影响了膨胀压力的产生,适宜的膨胀压力可提高焦炭质量;300℃~450℃是煤产生膨胀压力的温区,与煤中f_(al)^(O1),f_(al)^(O2)和f_(al)^(1)~f_(al)^(5)结构的分解有关;膨胀压力过高(120 kPa~180 kPa)的煤,形成的焦炭孔隙多、真密度小,质量差;膨胀压力适中(90 kPa~120 kPa)的煤,形成的焦炭质量较好。

节理发育区巷道锚杆支护参数优化研究

在节理发育区的地下硐室和巷道开挖过程中,锚杆支护会对巷道围岩应力分布有显著影响。为研究锚杆对巷道围岩主应力状态的影响,采用FLAC3D软件对锚杆支护下的巷道围岩稳定性进行了模拟研究。基于HYPERWORKS软件开发了一种分析应力重分布结果的处理方法,以克服在应力分布图中难以直接观察锚杆支护影响的问题。结果表明:锚杆支护作用能提高最小主应力,围岩承载性能明显增加;对于在硐室顶板、底板和四周侧墙安装的3种支护形式,最大主应力增量分别为3.61、6.28、6.88 MPa;锚杆预应力、长度和数量均会对围岩应力重分布造成影响。根据数值模拟结果对巷道锚杆支护参数进行了优化,优化后的锚杆预应力、长度和数量分别为60 kN、2.0 m和5根,优化后的锚杆支护设计能够有效提高巷道围岩稳定性。

刺葡萄新品种湘刺3号的选育

湘刺3号是从怀化市中方县桐木镇通过实生选种得到的一个极晚熟刺葡萄新品种。果穗多呈圆柱形,少部分有副穗,松紧适中,成熟时果皮呈蓝黑色,果粉薄,果皮厚,平均穗质量163 g,平均单粒质量3.4 g,果形指数1.1(纵径/横径),每颗果实中含种子2~3粒,多为3粒,种子颜色黑褐色。可溶性固形物含量(w,后同)15.2%,可滴定酸含量0.28%。果实发育期130 d左右,3月下旬至4月初萌芽,4月底至5月上旬开花,9月下旬果实成熟。该品种抗旱性强,极抗多湿土壤;抗黑痘病、白粉病、炭疽病、灰霉病能力强,但不抗霜霉病;抗虫性强,但不抗根瘤蚜。适宜在湖南、贵州、四川、江西、福建、湖北、云南、广东、广西、重庆等省份的葡萄产区春、秋两季种植。

KOH添加方式对煤基活性泡沫炭电化学性能的影响

以强黏性炼焦煤为原料,经常压自发泡法制得的煤基泡沫炭(NCF)为碳基底,KOH为活化剂,采用机械混合、水溶液浸渍、乙醇浸渍三种不同的方式制备煤基活性泡沫炭(HPCs),并将其用作双电层电容器的电极材料,研究了KOH添加方式对其微观结构和电化学性能的影响。结果表明,KOH分散度和附着性对煤基活性泡沫炭孔隙结构的生成、晶体结构、表面化学性质以及电化学性能有显著影响。煤基泡沫炭本身具有三维连通泡孔结构,有利于活化剂(KOH)深入材料的泡孔内部并为其提供大量附着位点,增大活化剂与碳基体的接触面积进而发生高效的活化。KOH水溶液的流动性较好,可以使K+更有效地穿插在NCF的泡孔结构中,在活化过程中作用于缺陷部位,在碳基体内部基质上产生更多的微孔以及介孔结构,有效地放大了活化效果。KOH水溶液浸渍泡沫炭材料制得的ACF-W样品拥有最高的比表面积(3098.35 m^(2)/g)、总孔体积(1.68 cm^(3)/g)、介孔体积比(59.13%),将其用作电极材料表现出优异的比电容(310 F/g)以及循环稳定性。

智能化煤矿数据治理能力评估与提升策略研究

数据治理能力是实现煤矿智能化建设整体目标的重要基础,对于加快煤矿智能化建设、促进煤炭工业数字化转型、构建现代化能源体系、建设数字中国具有重要意义。本文针对智能化煤矿数据治理能力提升的理论和方法进行探讨。首先剖析了煤矿智能化建设对数据治理的战略诉求,界定智能化煤矿数据治理能力的概念、内涵;然后构建智能化煤矿数据治理能力体系,为数据治理能力的科学评估提供依据;进而基于能力成熟度理论,构建智能化煤矿数据治理能力成熟度模型,指明智能化煤矿数据治理能力提升路径;最后基于PDCA循环理论,提出智能化煤矿数据治理能力提升策略,以期补充完善数据治理能力提升的理论基础,为数据治理最佳实践提供参考。

糖尿病足截肢患者创伤后成长现状及影响因素分析

目的了解糖尿病足截肢患者创伤后成长现状,探讨其影响因素。方法采用便利抽样法选择2021年5-12月天津市2所三级甲等医院319例已行糖尿病足截肢术的住院患者为研究对象,采用一般人口学资料与疾病资料调查表、疾病不确定感量表、家庭关怀度量表、医学应对方式量表和创伤后成长量表对其进行调查。结果糖尿病足截肢患者的创伤后成长得分(64.29±15.99)分,疾病不确定感、应对方式(面对)、家庭关怀度、家庭人均月收入、身体质量指数(>29.9 kg/m^(2))、职业(个体)、截肢次数(2~3次)、应对方式(回避)、糖尿病足病程(>3~6月)是糖尿病足截肢患者创伤后成长的影响因素(均P<0.05),共解释创伤后成长总变异的47.50%。结论糖尿病足截肢患者的创伤后成长处于中等水平,创伤后成长受多个因素影响;护理人员应采取个性化措施,进一步帮助患者获得创伤后成长。

γ-Mo_(2)N/C催化剂的合成及其甲酸脱氢性能研究

甲酸(FA)因其H含量较高(4.4%)、易产H_(2)、可经小平台化合物合成等优势受到广泛关注,而γ-Mo_(2)N/C对FA沿H_(2)和CO_(2)路径分解具有非常高的选择性,产生CO极少,显示出较高的应用价值。基于此,本研究采用对苯二胺和钼酸铵水溶液经前驱体制备γ-Mo_(2)N/C催化剂,并对其FA分解性能进行了原位评价,采用热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征手段对催化剂的结构和表面官能团进行了分析,利用DFT对FA在γ-Mo_(2)N (200)晶面的吸附构型进行了计算,在此基础上,对催化剂性能及FA在其表面的分解机理进行了研究。结果表明,γ-Mo_(2)N/C在较低温度下即可表现出极高的催化活性,提高γ-Mo_(2)N在C载体上的分散性能有效改善FA转化率。对苯二胺与钼酸铵的物质的量比为4∶1时,催化性能最佳,在160℃、100 h的FA分解实验中,催化剂性能稳定、H_(2)选择性高(N_(2)40 mL/min, CO<5.0×10^(-5))。而DFT计算表明,FA中O-H键的H原子与γ-Mo_(2)N/C (200)晶面上N原子结合的可能性更大,而C=O键的O原子更有可能与γ-Mo_(2)N/C (200)晶面上Mo原子结合。上述结果有助于明确FA在γ-Mo_(2)N/C作用下的分解机理,也显示出非贵金属催化剂γ-Mo_(2)N/C在FA分解制H_(2)方面潜在的应用前景。

炼焦煤成焦机理再认识:“衍构成焦机理”的提出

深度认识煤质特性、探究炼焦煤成焦机理是开发精细化配煤炼焦技术的关键。传统成焦机理仅宏观地解释了炼焦煤炭化过程中的塑性和黏结现象,缺乏对煤转变为焦炭所涉及的化学反应的深层次认识。基于此,从分子水平阐述了炼焦煤成焦特性的演化机制并提出了“衍构成焦机理”,其核心观点是:煤的焦化本质是煤分子在温度作用下发生的一系列化学反应;成焦过程中的一切宏观特性都取决于煤基体的瞬态空间结构,即“结构决定性质”;炼焦过程中传热传质条件的动态变化将影响煤的热转化行为进而影响成焦特性和焦炭质量,即“环境影响行为”。基于煤分子结构特性及热解过程中共价键的断裂和重建规律,重点分析了炼焦煤的流动性、膨胀性及其演化机制,探究了煤分子空间结构重排与焦炭强度的内在联系。流动性源于煤中弱共价键的断裂,终于芳香碎片的交联缩聚。在流动过程中,煤热解碎片以分子链段的形式向孔穴相继跃迁并封闭孔隙,形成了包含塑性层和部分煤层及半焦层的低透气带,限制了挥发分的释放从而产生了膨胀压力;同时,碳基质结构发生重排,取向性增加,sp^(2)杂化和sp^(3)杂化形式的碳原子的空间排布方式决定了焦炭的强度。加热速率的合理调控将明显改善焦炭强度并实现焦化过程节能降耗。“衍构成焦机理”是对传统煤成焦机理的补充和延伸,以期为现代煤焦化工业精细化发展提供理论指导和技术支撑。

不同破眠处理对阳光玫瑰葡萄冬芽萌发的影响

【目的】寻找阳光玫瑰葡萄理想安全的破眠方法以及探究其破眠机制。【方法】以阳光玫瑰葡萄冬芽为试材,通过研究类休眠阶段和生理休眠阶段不同破眠处理对葡萄萌芽率、成花率和花穗质量的影响,并通过转录组测序筛选可能影响葡萄冬芽萌发的关键基因。【结果】在萌芽前1个月对阳光玫瑰葡萄冬芽进行单氰胺处理、石硫合剂+1-氨基环丙烷羧酸(ACC)处理,均能使萌芽提前,显著提高萌芽率,不影响成花率及花穗质量。通过分析转录组数据,筛选了PYL4、PP2C24、PP2C8、PP2C37、PP2C25、SAPK2等差异表达基因,这些基因可能通过参与激素信号传导、氧化应激等途径影响葡萄芽的萌发。【结论】5°Bé石硫合剂+0.25 mg·mL-1ACC是阳光玫瑰葡萄打破休眠的一种安全、有效的处理方法。

‘阳光玫瑰’葡萄病毒病症状差异及其对品质的影响

针对‘阳光玫瑰’葡萄病毒病普遍发生的情况,检测了田间植株的病毒种类及其对葡萄产量和品质的影响。结果显示,在显症叶片和健康叶片中均检测到葡萄卷叶相关病毒3(GLRaV-3)、葡萄病毒A(GVA)、葡萄病毒B(GVB)和沙地葡萄茎痘病毒(GRSPaV)4种病毒。对重症、轻症和无症植株的产量和果实品质进行分析发现,重症植株的产量显著低于无症和轻症植株。玫瑰香味有关的橙花醇和香叶醇2种香气物质在3类不同症状表现的植株果实中无显著性差异,而重症植株果实中芳樟醇含量显著高于无症和轻症植株果实。针对病毒病对‘阳光玫瑰’生产造成的严重危害,根据生产经验总结出了两种缓解病毒病的方法可用于指导生产。

一款小角X射线散射遥控自动换样装置

北京同步辐射装置(BSRF)小角X射线散射(SAXS)实验中,非原位样品的测量通常占据较大比重。使用传统承载单个样品的样品架,实验效率低。本工作设计了一款用于同步辐射SAXS实验的自动换样装置,它一次可承载10个样品,使用无线遥控器在实验棚屋外即可遥控样品的移动、对光和曝光,提高了实验效率。本文简要介绍该装置的基本结构、功能及应用。

施加压力对炼焦煤膨胀压力及半焦结构影响研究

焦炉大型化发展背景下,炭化室内不同部位炼焦煤层受到的荷重及成焦过程中产生的膨胀压力发生变化。为模拟不同炉型焦炉炭化室内炼焦煤膨胀压力的变化情况,通过在煤床上方施加不同压力,探究了施加压力对炼焦煤成焦过程产生的膨胀压力的影响,利用Raman光谱分析了半焦的微晶结构变化规律。结果表明:煤床上方施加压力改变了胶质体内气压,对膨胀压力增大起到不同程度的促进作用,煤最大膨胀压力随施加压力的增大而增大,当施加压力超过最大膨胀压力的1/50时,最大膨胀压力呈现逐渐减小的趋势。半焦Raman谱图中ID/IG与AD/AG随施加压力的增大而减小,表明施加压力的存在促进了热解过程缩聚反应和芳环生长,半焦微晶结构朝着有序方向演化。

《小儿痘疹方论》治疗小儿痘疹的用药特点

目的:通过数据挖掘技术,探讨南宋儿科医家陈文中《小儿痘疹方论》治疗小儿痘疹的用药特点。方法:通过Excel软件将《小儿痘疹方论》有关小儿痘疹的内服处方进行数据录入以及频数、性味归经、功效统计分析,利用IBM SPSS Statistics 25及IBM SPSS Modeler 18.0进行聚类、关联规则分析。结果:共收集内服处方84首,涉及中药140味,共计使用频次632次。从药物种类方面进行分析,药性以寒、温、平为主,药味以苦、甘、辛为主,归经主要归入肺经、肝经、脾经、胃经,药物功效以补虚、清热和解表为主;从中药总使用频次方面进行分析,用药以温药、甘味药、归脾经药、补虚药居多。通过Apriori算法关联规则分析可得到6味关联性较大的核心药物:人参、当归、茯苓、白术、白芍、甘草。通过聚类分析可得到4个有效聚类药物组合。结论:陈文中治疗小儿痘疹注重辨证,主要运用温补法,采取补虚托里、解毒、疏通营卫三法,反对妄投宣利寒凉之药损伤脾胃。

百色市草地贪夜蛾的发生特点及防控措施

病虫害对农作物产量以及质量的影响较大,广西地区因其地理位置,受草地贪夜蛾入侵较为严重。草地贪夜蛾寄主植物超过80种,主要取食禾本科植物,造成广西主要农作物减产严重。文章以百色市为例,分析了草地贪夜蛾虫害发生特点,从监控及预警体系构建以及农业防控技术、生物防控技术、生态调控技术、物理防控技术等方面提出了防治措施,为提升百色市以及广西其他地区草地贪夜蛾防控水平提供必要参考。

原料组成结构对热解挥发物反应及析炭形成过程影响机制的研究

以生物质、污泥和煤3种结构差异较大的物质为原料,研究其组成结构特性对挥发物反应及析炭形成过程的影响.结果表明,煤结构中芳香碳含量高,更有利于半焦的形成;生物质结构中脂肪环醚的含量高,有利于焦油的产生;污泥结构中羧基和羰基碳含量高,更有利于小分子气体生成.生物质和煤中芳香碳较多,其沉积在反应器管壁的析炭(Coke-D)产率更高,分别为0.3%(质量分数)和1.4%(质量分数);而污泥中芳香碳占比少,生成的析炭分子量较小,主要悬浮在焦油中(Coke-S).添加高铝球改变反应程度后,由于生物质和污泥挥发物中含O、N原子的化合物含量高,挥发物更易断裂,小分子物质缩聚明显,造成Coke-S产率均明显增加,其中生物质中Coke-S增加率高达70%.而煤热解挥发物中重质组分含量高,形成的析炭芳香结构更加致密,易沉积在反应器(Coke-D)和高铝球表面(Coke-A),生成了更多的Coke-D(1.5%,质量分数)和Coke-A(0.2%,质量分数).焦油气析炭过程因原料结构的差异而有所不同.

赵琰教授基于形神一体观论治更年期综合征

形神一体观是中医整体观念的重要组成部分,在更年期综合征的临床诊治与预后中有着重要指导意义。赵琰教授从整体观念出发,认为更年期综合征属于形神共病,指出“五脏虚损”与“气血痰火郁”是该病的病机关键,当以补虚开郁、形神同调为治疗原则,补不足,损有余,杂合以治,内外同修贯穿诊治全程。本文总结赵琰对更年期综合征形神同病的认识与诊疗经验,以扩充该病中医临床诊疗思路。

COPD合并肺部感染患者血清炎症因子水平变化及预后价值

目的观察血清白细胞介素-6、C反应蛋白、降钙素原在合并肺部感染的慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者中的变化,探讨其对患者预后的预测价值。方法选择2021年1月—2022年12月本院收治的合并肺部感染的COPD患者116例作为研究对象,其中未合并肺部感染的COPD患者93例作为COPD组,并根据患者随访1年的预后情况分为死亡组(26例)和存活组(90例),另选择同期体检健康者57名作为对照组。检测两组患者血清白细胞介素-6、C反应蛋白、降钙素原水平,进行多因素COX回归风险模型分析。结果与对照组相比,COPD组和感染组血清白细胞介素-6、C反应蛋白、降钙素原水平均明显增加(P<0.05);与COPD组相比,感染组血清白细胞介素-6、C反应蛋白、降钙素原水平均明显增加(P<0.05)。死亡组患者年龄、肺部感染病程、COPD病程、COPD分级(Ⅲ~Ⅳ级)、血清白细胞介素-6、C反应蛋白、降钙素原水平明显高于存活组(P<0.05)。白细胞介素-6、C反应蛋白、降钙素原是COPD合并肺部感染患者死亡的独立预测因素(P<0.05)。血清白细胞介素-6、C反应蛋白、降钙素原最佳截断值分别为>56 ng/L、>41.26 mg/L、>4.7 ng/ml,三者联合诊断对合并肺部感染的患者预后的曲线下面积(AUC)为0.902(95%CI:0.833~0.949),诊断效能明于单项(P<0.05)。结论血清白细胞介素-6、C反应蛋白、降钙素原水平较高可能增加合并肺部感染的COPD患者死亡风险,且三者联合检测对合并肺部感染的COPD患者预后的预测价值较高。

长春工业遗产更新绩效及保护利用研究

中国东北地区见证了新中国成立后的工业发展历程,长春作为首批自主建设的首批工业城市的典型代表保留了一大批工业遗产,但随着城市城镇化的发展,长春的工业遗产保护面临空前的挑战。在梳理其工业遗产更新绩效的基础上提出工业遗产保护再利用策略,以期为同类型城市的工业遗产保护利用提供借鉴。

低阶煤热解含尘焦油气品质调控及除尘分析

“双碳”背景下,以热解技术为核心的低阶煤分级分质转化利用对煤炭加工产业绿色低碳发展具有重要意义。针对低阶煤转化过程中存在的含尘热解焦油气高温除尘及品质调控等瓶颈问题,从煤热解和挥发物反应机理出发,阐述了含尘焦油气组成及挥发物反应特性等对焦油品质、析炭行为的影响,提出利用挥发物反应规律,通过煤种特性与工况条件的优化匹配,抑制含氧化合物对析炭形成的诱导作用,并对自由基碎片进行有效供氢,进而提高焦油品质,减少析炭形成,是有效缓解后续焦油气油尘分离压力的可行方法。并基于此,详细分析了热解焦油气除尘技术及焦油原位提质相关研究进展及技术应用情况,指出利用颗粒床除尘技术通过改变过滤材料的物理、化学特性和床层的空间效应调变挥发物反应路径,可实现高温含尘焦油气除尘和原位提质的协同效果。在保证焦油产率前提下开发适用于颗粒床过滤和焦油气原位提质的多功能介质材料尤为重要。多级孔炭基催化剂作为颗粒床过滤材料,在过滤粉尘的同时可实现重质组分裂解以及富氢组分活化的功能,既可减小重质焦油在孔结构中的传质阻力,又可通过活性位和孔隙结构的组合效应实现“同步供氢”,有效提质焦油并抑制析炭,有望为大规模粉煤热解及含尘焦油气高效气固分离技术的发展提供理论指导。