内蒙褐煤微波热解特性研究

研究了内蒙褐煤、热解半焦及煤-半焦混合物在微波场中的升温特性,并对比研究了300℃～750℃温度范围内,内蒙褐煤微波热解和常规热解的特性.研究表明,内蒙褐煤是一种弱微波吸收剂,需添加一定量的半焦作为微波吸收剂才能进行热解反应；在添加10％～30％半焦的范围内,随着半焦添加量的增加,煤-半焦混合物的热解升温速率逐渐增加,焦油和气体产率增加,半焦和热解水产率降低；在添加30％半焦,终温保温20 min的条件下,与常规热解相比,微波热解油、半焦和热解水的产率降低,气体产率增加,其中CO和H2产率显著提高.

内蒙褐煤催化解聚过程中催化剂与助剂作用探究

在催化解聚概念的基础上,使用格金干馏炉,采用同时添加催化剂和助剂、仅添加催化剂、仅添加助剂的方式,进一步探究了催化剂和助剂对内蒙褐煤催化解聚过程的影响。结果表明,催化剂和助剂在一定程度上促进了气相和液相产物生成,并且对煤的解聚过程产生了干预:仅添加助剂时,煤中的羟基和脂肪侧链的断裂程度加深;仅添加催化剂时,促进了煤中桥键的断裂、脱氢和芳构化;当催化剂和助剂复合添加时,在各方面都体现了仅添加催化剂和仅添加助剂时的叠加结果,但在增加焦油收率方面体现了一定程度的协同效应,更有利于焦油生成,焦油收率由原煤的5. 84%提高到了7. 28%。

两种细菌降解内蒙古褐煤过程及液相产物分析

以少动鞘脂单胞菌和红城红球菌对氧化的内蒙古褐煤(氧化煤)进行了降解实验研究.通过测定这两种细菌每天降解氧化煤后离心液相产物的pH值和降解率,发现降解率与pH值有密切的联系,当pH值在8.1~8.2之间,两种细菌均表现出较好的降解效果;当pH值大于8.4时,细菌的生物活性降低,导致氧化煤被降解效率受到抑制.少动鞘脂单胞菌和红城红球菌的最大降解率分别为50.86%和52.86%,说明这两种细菌均能有效降解氧化煤,其中红城红球菌的降解率高于少动鞘脂单胞菌的降解率.通过紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)和气相色谱-质谱联用(GCMS)等方法对降解的液相产物进行分析,结果表明,两种细菌对氧化煤降解的液相产物主要包含酯类和酰胺类物质.

低阶煤催化热解特性及动力学研究

低阶煤储量大,煤化程度低,具有反应活性高、挥发分较多等特点,直接燃烧利用率低,污染大,难以充分发挥价值。前人对煤热解催化剂进行大量研究,但鲜见用白云石负载镍作为催化剂应用于低阶煤催化热解的研究。为了实现低阶煤分质高效利用,以内蒙古褐煤为研究对象,采用等体积浸渍法制备白云石负载的镍基催化剂(Ni-白云石)并添加铜为助催化剂,采用热重分析法研究不同催化剂对内蒙古褐煤热解过程的影响,将制得的催化活性最好的催化剂进行电镜扫描,并且对制得的催化剂的活泼热解阶段进行动力学研究。研究表明:无催化剂条件下,煤样热解失重质量较少,热解转化率为14.67%;加入10%的白云石的原煤热解转化率为21.84%,比无催化剂原煤的热解转化率提高了6.17%;负载10%Ni后白云石催化原煤的热解转化率比白云石更高,可达28.14%,说明催化剂能促进煤热解行为,降低热解活化能,但不同催化剂的催化效果不一样,其中负载镍铜比1∶0.2的白云石催化剂对内蒙古褐煤热解的催化效果最好,Cu^(2+)过量会降低催化效果;扫描电镜下观察到金属离子Ni^(2+)和Cu^(2+)均匀地负载在白云石载体表面,白云石负载镍铜双金属后,催化剂的表面积和孔径均有所减小;建立催化热解反应动力学模型并求解动力学参数,当没有加入催化剂时,煤样在300~500℃热解段的活化能为96.3546 kJ/mol;加入白云石后,煤样的活化能下降至80.2132 kJ/mol。可见白云石对煤热解具有一定的催化效果。白云石负载镍基催化剂使煤热解活化能大幅度降低,仅为28.7431 kJ/mol。不同催化剂能有效地降低煤热解活化能,对内蒙古褐煤的热解有显著的促进作用。动力学分析结果与热重分析结果较好地吻合。因此,得出在活泼热分解阶段不同催化剂的催化效果为负载10%Ni/Cu(1∶0.2)-白云石>负载10%Ni-白云石>负载10%Ni/Cu(1∶0.5)-白云石>白云石。