煤粉燃烧过程中AAEM的迁移机理及结渣沾污成因

煤粉燃烧产生的飞灰导致炉膛和烟道内出现结渣沾污现象,飞灰的黏附特性受煤中碱金属/碱土金属(Alkali and Alkaline Earth Metals,AAEM)的影响,为减少飞灰在换热面上的沉积,分析其燃烧过程中AAEM的赋存形态和迁移机理,论述了AAEM蒸汽冷凝对飞灰特性产生的影响,同时分析了飞灰在换热面上的沉积机理。结果表明,燃烧温度和AAEM赋存形态的差异导致其析出过程和析出量不同。温度升高会促进AAEM的释放,随着AAEM在萃取液中的溶解性降低,在燃烧时释放更困难;释放到气相中的AAEM在换热面或飞灰表面异相冷凝形成黏性层,增大了换热面对飞灰的捕集效率;在气相中均相冷凝形成气溶胶,气溶胶作为前驱体在后续聚并过程中形成亚微米飞灰;飞灰的沉积受分子扩散、布朗运动、涡流碰撞、热泳、重力沉降、惯性碰撞等多种因素影响,重力沉降、惯性碰撞主要影响大粒径飞灰颗粒的运动轨迹,其他因素则主要影响小颗粒的运动;在换热面上形成的沉积层会出现分层结构,沉积内层的生成主要由无机蒸汽冷凝和小粒径飞灰沉积造成,外层沉积层主要由大颗粒飞灰沉积形成。黏附在换热面上的飞灰影响锅炉热效率、高温下腐蚀金属壁面,对锅炉的安全稳定运行埋下隐患。因此部分学者提出煤粉的水洗、掺烧、吹灰、换热面涂层、结构改进等方案来减缓沉积层的形成。但由于煤中成分多变,难以准确预测对燃料结渣沾污行为,应加强不同赋存形态元素的研究、不同形态飞灰的沉积及飞灰形成过程中复杂的物理化学,为结渣沾污的防治提供理论支持。

热解温度及AAEM元素对生物质快速热解焦油的影响

生物质热解受热解温度、热解速率和碱金属及碱土金属（AAEM）元素影响显著。利用热裂解气相色谱质谱联用法（Py-GC/MS）针对热解温度及AAEM元素对生物质快速热解焦油的影响展开深入研究,通过样品热解前后的失重情况分析了热解温度及AAEM元素对生物质（稻壳和木屑、酸洗稻壳和酸洗木屑）热解特性的影响规律,利用气相色谱质谱仪（GC/MS）对热解焦油组分及含量进行了在线半定量分析,并对热解焦油组分分子量分布情况展开了讨论。结果表明生物质Py-GC/MS快速热解实验,酸洗脱除AAEM元素致使热解失重率减小。500~900℃范围内随温度的升高,大分子焦油成分逐渐减少,逐渐转化为轻质组分。AAEM元素限制了焦油前体的聚合,进一步抑制了含氧杂环类碳环（糠醛等）的生成。稻壳的热解焦油的相对分子质量主要分布在110~129。木屑快速热解焦油产率明显高于稻壳,且热解焦油中分子量分布广泛,含有更多较大分子量（150~209）的化合物成分。

纳米Pd-Ga/P(AAEM-St)复合材料的超声制备及表征

为了研究复合材料的形貌、结构、热稳定性及纳米粒子与基体P(AAEM-St)聚合物之间的相互作用。在不使用还原剂及乳化剂的条件下,超声辐射引发乳液聚合制备纳米钯镓/乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯-苯乙烯共聚物[Pd-Ga/P(AAEM-St)]复合材料。并采用XRD、FTIR、TEM、XPS和TG等分析方法对其进行表征。结果表明:在P(AAEM-St)基体中既存在合金Ga5Pd,又存在纳米钯和纳米镓粒子;镓失去部分电子,一部分流向钯生成合金Ga5Pd,一部分与聚合物基体产生相互作用;纳米钯、镓和钯镓合金粒子的存在对基体P(AAEM-St)的热学性能有一定影响。

纳米银/P(AAEM-St)复合材料的原位超声合成与表征

超声原位引发乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)与苯乙烯(St)聚合,制备纳米银/P(AAEM-St)复合粒子。UV-Vis和XRD结果证明了纳米银粒子且其具有面心立方结构。TEM结果表明纳米银粒径在10～30 nm,且较均匀的分散在聚合物基体中。

新型清除剂——乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)树脂

组合化学,不仅可用于化合物的合成,还可用于化合物的纯化,介绍了一种新型清除剂——乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯,用于提纯仲胺。

煤/石油焦共气化过程中AAEM的催化转化行为

以富含碱金属及碱土金属的准东煤和石油焦为原料,在热重反应器上分别进行了水蒸气及CO2条件下的共气化实验,探究了AAEM的赋存形态对其转化行为及燃料气化特性的影响规律.研究表明,准东煤与石油焦在水蒸气条件下的共气化反应速率明显快于CO2条件,来自煤中的AAEM促进了石油焦的气化.在CO2气氛中,不同赋存形态矿物的催化作用存在较大差异,盐酸溶态的Ca起主要催化作用,并在气化过程中生成CaS.而在水蒸气气氛中,不同赋存形态矿物的催化作用差异较小,气化过程中含Ca组分主要生成CaO.

AAEM赋存形态对生物质半焦反应活性的影响

为深入研究碱金属碱土金属元素(AAEM)赋存形态对生物质热解半焦反应活性的影响,采用化学分析分馏法与ICP-AES测定半焦内AAEM元素赋存形态的分布情况,用热重分析法分析AAEM元素赋存形态对半焦反应活性的影响.结果表明:半焦中Na、K元素以水溶态为主,Mg、Ca元素则以不溶态为主;370℃下,NH4Ac溶态AAEM元素主要在反应中后期起作用;经H2O、NH4Ac、HCl洗后半焦比反应速率依次降低;在碳转化率较小时,AAEM对焦炭反应活性起促进作用,碳转化率大于一定值时,原始半焦活性低于H2O洗半焦活性;NH4AC溶态AAEM对半焦反应活性的催化作用相对稳定,HCl态AAEM对生物质快速热解半焦反应活性的影响最大.

纳米Pd/P(AAEM-St)复合材料的制备与表征

超声引发乳液聚合制备了纳米钯/乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯-苯乙烯共聚物[Pd/P(AAEM-St)]复合材料,研究了复合材料的结构及热稳定性。XRD结果表明Pd2+被还原成了Pd粒子,FTIR结果表明纳米粒子与聚合物基体之间存在相互作用,TG结果表明纳米粒子的存在对P(AAEM-St)基体的热稳定性有一定影响。

新型水性功能单体AAEM的合成

研究了酯交换法合成AAEM的路线与条件,并通过考察反应时间、反应温度、催化剂选用、酯醇比等进行工艺优化,通过气相色谱对产品进行了分析,制备的AAEM产品收率85%以上,AAEM产品主含量在93%以上。

AAEM的制备及其在丙烯酸涂料中的应用和展望

综述了丙烯酸树脂的发展概况及AAEM的制备方法和在丙烯酸树脂中的应用状况。

升温速率影响下AAEM对热解油重质组分生成影响

生物油中重质组分直接影响其进一步利用,而生物质内在碱/碱土金属(AAEM)在热解制备生物油过程中具有催化作用,耦合升温速率影响生物油产率和成分。为了阐明不同升温速率下AAEM对生物油重质组分生成的影响,本文利用傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR-MS)表征生物油重质组分。结果表明,AAEM促进重质组分的催化裂解与脱氧反应,抑制O>4类组分生成。同时AAEM促进糖类与酚类大分子分解,且快速升温过程极大促进上述反应发生。

基于数据驱动的聚合空调特性建模及控制策略

随着越来越多的可控负荷接入电网,空调负荷(air conditioning loads,ACLs)由于其响应速度快、调节潜力大、具有蓄冷储热等特征可作为柔性负荷参与平抑可再生能源引起的波动。在实际对ACLs进行聚合的过程中,室外温度、ACLs的温度和ACLs的数量等外部条件的变化会对聚合模型造成一定的影响。但现有大多数对ACLs的控制方法未考虑聚合ACLs外部特性模型(aggregate ACLs′external model,AAEM)的时变特征。文中提出一种基于数据驱动的AAEM及相应的负荷跟踪控制策略,考虑到基于ACLs热力学特性的ACLs的成本函数,采用神经网络对时变聚合ACLs的AAEM进行快速计算,降低AAEM的计算复杂程度。基于数据驱动的AAEM负荷跟踪控制策略有效减少了ACLs的开关状态切换次数及其调用总成本。基于实际用户的仿真结果验证了该方法的有效性。

高氯准东煤中典型矿物元素对颗粒物生成的影响

在高温沉降炉上,进行了高氯高碱准东煤、低氯低碱准东煤和由低氯准东煤处理制得的调质准东煤在含不同浓度HCl的模拟空气中的燃烧实验。利用DLPI进行了颗粒物的分级收集,对其质量粒径分布和矿物元素分布特性进行了讨论分析。结果表明,高氯高碱准东煤的超细模态颗粒物生成量和峰值粒径均明显大于其他两种煤,其主要成分为Na和Cl。Ca的迁移特性与其形态密切相关,原煤中的Ca主要以无机矿物形式存在,主要迁移进入粗颗粒物而对超细颗粒物生成贡献较小。气氛中加入不同浓度HCl气体后,低钠煤和调质煤产生细颗粒物中Cl含量均升高,但生成量无显著变化。表明HCl并未显著促进矿物的气化,但会促进NaCl形式矿物蒸气的形成,进而促进成核形成超细颗粒物。

挥发分-半焦交互反应对生物质热解半焦特性的影响

挥发分-半焦交互作用是生物质热化学利用过程普遍存在的现象。为了解析交互反应对生物质热解半焦特性的影响,利用一阶固定床/流化床反应器及快速热裂解仪进行实验。针对挥发分-半焦交互反应,对碱金属和碱土金属（AAEM）元素的析出特性展开了研究,同时分析了交互反应对生物质热解半焦反应活性的影响。结果表明在700-900℃范围内,交互反应的存在使得热解成焦率较无交互反应下有所提高。热解过程中交互反应导致了单价K元素析出量增加,对二价Ca/Mg元素的析出影响较小。挥发分-半焦交互反应的存在使得半焦反应活性对温度的敏感度降低,随温度的升高其反应速率的下降幅度变缓。

纯丙乳液膜耐水白性影响因素研究

对丙烯酸乳液配方进行设计和工艺调整,重点考查了功能单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)用量及滴加方式、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)用量及滴加方式、硅烷偶联剂A-171用量、硬单体用量、乳化剂用量等对乳液耐水白性的影响。

碱金属碱土金属对神府煤焦气化活性的影响

利用热重法和X射线衍射法,研究了神府煤热解焦CO_2气化过程中,碱金属碱土金属(AAEM)催化剂对气化活性和微晶结构的影响。比较了负载方式(先热解后负载和先负载后热解)、催化剂种类(Na、K、Ca)以及催化剂添加量(金属原子质量分数1%、3%、5%)的影响。结果表明,对碱金属催化剂,先热解后负载焦样的反应活性比先负载后热解的更好,而碱土金属负载方式对活性的影响则相反;Na和K的催化能力相接近,且两者都比Ca强;煤焦气化活性随AAEM负载量的增加而增强。负载AAEM催化剂均能抑制煤焦石墨化进程,其中,K的抑制作用最强,Ca的抑制作用最弱;抑制作用随添加量增加而增强。

碱金属与碱土金属在煤炭热转化过程中的影响研究进展

对比阐述了AAEMs在煤炭热转化过程的影响与作用,论述了催化气化中炭结构转变、碱金属形态变化、催化剂失活等过程。AAEMs是催化气化的催化剂,是活性炭制备过程的造孔剂,也是高AAEMs煤利用过程的有害组分,同样也是煤灰提铝过程的焙烧活化剂。AAEMs与炭相互作用影响炭的表面结构,进而影响气化剂在炭表面的吸附与反应,而AAEMs与炭的相互作用也会影响AAEMs的挥发与释放,耦合催化气化与煤灰资源化利用可以有效降低催化剂回收成本。通过对比认识AAEMs在煤炭热转化中的影响与作用,以期为AAEMs作用下煤炭热转化过程提供新思路与方法。

微波消解-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定生物质中的碱金属和碱土金属

为研究并解决测试生物质样品中碱金属和碱土金属含量的干扰,采用微波消解-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法对生物质中的碱金属和碱土金属钾、钙、钠、镁元素进行测定,考察了样品消解后不同的酸体系,共存元素干扰对钾、钠、钙、镁含量测定的干扰研究。经过研究表明,接近分析标准曲线酸浓度的样品干扰小,铅、铟、钛、锰元素对钠元素测定造成干扰,砷、铜、镉对钙元素测定干扰,铝对钾元素测定有干扰,镁测定不受共存元素干扰影响,运用干扰系数法可以减少共存元素对测定元素的误差。各待测元素标准曲线相关系数大于0.9996,检出限为0.0014~0.023 mg/L,玉米芯各元素的相对标准偏差为0.98%~1.9%,加标回收率为80.2%~106%;西瓜皮的各元素相对标准偏差为0.91%~2.3%,加标回收率为85.3%~106%。方法用于测定国家标准物质GBW07603,各元素结果均在标准值参考范围内。方法用于测定生物质中碱金属和碱土金属的结果,用t检验法与离子色谱测定值进行比对,结果无显著性差异。

稻杆的热溶剂提质及多级分离

采用1-甲基萘(1-MN)为溶剂,在不同温度下(250、300、350℃)对稻秆进行热溶剂提质及多级分离,获得3种主要固体产物:低分子量萃取物(soluble)、高分子量萃取物(deposit)和萃取残渣(residue),以及少量气体产物和液体产物。对各组分的元素组成、化学结构、物理化学特性等进行了详细分析,并采用ICP-MS测定了其碱金属和碱土金属(AAEM)含量。结果发现,低分子量萃取物收率随着温度的升高而增大,350℃时碳基收率达到33.48%。3种固体产物的碳含量和氧含量随着温度的升高而分别升高和降低,350℃时soluble、deposit的碳含量分别高达82.36%、80.59%,氧含量分别低至9.50%、12.03%,稻杆原样中高达86.99%的氧以H2O或CO2的形式释放。soluble几乎无灰,deposit的灰含量也低于1.50%。3种固体产物的高位发热量显著高于稻杆原样。FT-IR结果表明,稻杆热溶剂处理过程中除发生了脱水反应、脱羧基反应外,还有明显的芳香化反应。soluble和deposit的Na、Mg和K含量极低,而且随温度的升高其含量逐渐降低。总之,热溶剂提质及多级分离法实现了温和条件下的生物质脱水脱氧提质,并获得低灰低氧含量、高碳含量和发热量的多种产物,此方法有较好的应用前景。

交联改性丙烯酸酯乳液及其在装饰纸上的应用研究

以甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM)为交联单体,通过种子乳液半连续法制备了丙烯酸酯乳液型胶黏剂。利用红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电子显微镜、万能材料试验机等,考察了AAEM用量对丙烯酸酯乳液的聚合影响及在装饰纸上的应用研究。红外分析表明AAEM成功参与了乳液共聚反应。AAEM改性后的丙烯酸酯乳液粒径和黏度分别达到90 nm和21.0 mPa·s以下,单体转化率高达97%以上;改性后的乳胶膜交联度最高达到90.61%。同时,AAEM改性还提高了乳胶膜的热稳定性和耐水性能。胶膜纸的浸渍试验验证了丙烯酸酯乳液成功浸渍到纸张内部,极大提高了装饰纸的机械性能、表面胶合强度、表面耐水性能。浸渍后的胶膜纸挥发分的量和预固化度基本维持在12%~15%和62%~65%,其拉伸强度和断裂伸长率最高分别达到25 MPa和26.9%,同比浸渍前分别提高了13 MPa和25.1个百分点,接触角最高达113°,表面胶合强度达到0.826 MPa。