生物质炭与神木煤CO_(2)气化反应性及动力学研究

采用热重分析仪研究了生物质炭与神木煤热解特性与CO_(2)气化反应性,通过缩核模型、均相模型和混合模型对生物质炭焦与神木煤焦的动力学特性进行了拟合。结果表明,生物质炭的起始热解温度低于神木煤,热解失重率高于神木煤;在1000~1200℃气化温度下,生物质炭焦与神木煤焦的气化速率随气温温度的升高而升高,同等气化条件下,生物质炭焦的气化速率较神木煤焦更快;通过缩核模型、均相模型和混合模型对气化反应速率变化趋势的拟合,可知生物质炭焦的活化能为60~66 kJ/mol,神木煤焦的活化能为110~128 kJ/mol。

电化学反应性捕集CO_(2)研究进展与挑战

CO_(2)捕集是控制温室气体排放的关键技术之一,电化学CO_(2)还原是关闭人工碳循环的有效途径,但CO_(2)捕集和电化学CO_(2)还原过程均为能源密集型过程。过去的研究将两者视为相互独立的技术和科学领域进行发展。通过直接电解捕集介质(如胺基富液和碳酸氢盐),将上游的碳捕集和下游的电化学还原过程进行集成耦合,可以避免高能耗的捕获介质再生和CO_(2)释放环节,避免CO_(2)的运输和存储操作,降低整体工艺的运行成本,提升整个碳循环的能量效率和经济效益,为节约能源和经济高效地捕集利用CO_(2)提供了一个潜在的解决方案。总结了目前电化学反应性捕集CO_(2)的研究进展,论述了在电极和电解质方面取得的成果,讨论了影响集成电解效率的限制因素,并分析了各类因素的潜在影响机制和可能的反应路径。最后,强调了直接电化学还原捕集介质领域的主要挑战和机遇,并对未来耦合碳捕集与电化学利用过程的发展进行展望。

钙添加剂对Na_(2)CO_(3)催化高铝煤焦水蒸气气化反应性的影响

以孙家壕高铝煤为实验煤样,将煤样在800℃制成煤焦,采用热重分析仪(TGA)研究了钙添加剂对孙家壕煤焦Na_(2)CO_(3)催化水蒸气气化反应性的影响。结果表明:Ca(OH)_(2)对孙家壕煤焦水蒸气气化具有催化作用,在对孙家壕煤焦进行800℃Ca(OH)_(2)催化水蒸气气化时,Ca(OH)_(2)的负载量在15%(质量分数,下同)时达到饱和;通过比较Na_(2)CO_(3)和Ca(OH)_(2)对孙家壕煤焦800℃水蒸气气化的催化活性,发现Na_(2)CO_(3)的催化气化活性比Ca(OH)_(2)的催化气化活性大,负载5%Na_(2)CO_(3)和10%Ca(OH)_(2)的孙家壕焦的800℃水蒸气气化反应性相等;添加10%Ca(OH)_(2)添加剂可以使负载10%Na_(2)CO_(3)的孙家壕煤焦在700℃,750℃,800℃,850℃时的水蒸气气化反应性指数分别提高42.31%,77.60%,137.00%和153.00%,Ca(OH)_(2)对Na_(2)CO_(3)的催化气化活性的提高幅度随着温度升高而增大;尽管Ca(OH)_(2)的催化气化活性不如Na_(2)CO_(3),但添加Ca(OH)_(2)可以显著提高负载Na_(2)CO_(3)孙家壕煤焦的水蒸气气化反应性,Ca(OH)_(2)和Na_(2)CO_(3)催化剂在煤焦气化过程中存在协同作用,Ca(OH)_(2)通过抑制Na_(2)CO_(3)的失活作用,从而促进了Na_(2)CO_(3)对孙家壕煤焦水蒸气气化的催化作用。因此,钙添加剂能够提高负载Na_(2)CO_(3)的高铝煤焦的水蒸气气化反应性,钙添加剂对Na_(2)CO_(3)催化气化活性具有促进作用。

CaO对神木烟煤煤焦-CO_2催化气化反应性及动力学影响研究

在常压、850℃-1 000℃气化温度、固定床上,研究了催化剂CaO含量对神木烟煤煤焦-CO2气化反应的影响,通过改进随机核化模型来计算煤焦气化动力学参数。实验表明:CaO的存在对煤焦-CO2气化反应有明显的催化作用。在850℃-950℃气化温度下,CaO质量分数在15%左右催化效果最好;在1 000℃气化温度下,CaO质量分数在20%左右催化效果最好;添加了催化剂的煤焦样品,指前因子和活化能之间存在一定的补偿效应。

油渣半焦与水蒸气及CO_(2)共气化特性研究

研究煤直接液化残渣的气化特性可促进煤直接液化残渣的高效利用,进而提高煤液化工艺的经济性和环境效益。以神华煤直接液化残渣制得的油渣半焦及脱灰油渣半焦为实验样品,利用常压热重,研究气化温度950、1000、1050℃和气化剂浓度30%、60%、90%条件下油渣半焦与水蒸气及CO_(2)单独气化反应性的差异,以及在气化温度1000℃和气化剂浓度60%条件下脱灰油渣半焦与水蒸气及CO_(2)单独气化反应性的差异、油渣半焦与水蒸气及CO_(2)共气化的协同效应。研究发现:油渣半焦与CO_(2)的气化反应性除个别条件外,均高于与水蒸气的气化反应性;脱灰油渣半焦与CO_(2)的气化反应性明显低于与水蒸气的气化反应性。油渣半焦与不同浓度的CO_(2)和水蒸气共气化反应的碳转化率实验值均略低于计算值,油渣半焦与不同浓度的CO_(2)和水蒸气共气化产生了负的协同效应。油渣半焦与水蒸气及CO_(2)气化,同一气化剂配比下反应性指数R′均随气化温度的升高而增大,同一气化温度下反应性指数(R′)均随气化剂配比的升高而增大。相同条件下,油渣半焦在CO_(2)气氛下反应性指数高于水蒸气气氛;脱灰油渣半焦CO_(2)气氛下的反应性指数(R′)显著低于水蒸气气氛的反应性指数。油渣半焦的反应性显著高于脱灰油渣半焦,在CO_(2)气氛下该种情况更显著。

秸秆焦的表面特征及CO_2气化反应性的研究

在700～1000℃热解温度条件下制备了稻秸秆和麦秸秆焦并进行了SEM和BET、表面积测试分析,采用等温热重法研究了这些秸秆焦的CO_2气化反应特性。结果表明:在较低热解温度(700℃)下,秸秆热解焦中尚含有一定量未析出的焦油;在700～1000℃范围内,随热解温度上升秸秆焦的BET表面积逐渐增加,而气化反应活性却有所下降;在800～1100℃气化温度范围内,秸秆焦的气化反应性随气化温度明显增加,两种秸秆焦的表观活化能则随热解温度稍有增加,稻秸秆和麦秸秆焦的表观活化能范围分别为183.58～196.50kJ/mol和147.27～184.01 kJ/mol。

基于COMSOL-PHREEQC的CO_(2)+O_(2)地浸采铀反应运移数值模拟

铀资源是的世界上重要的战略资源,如何安全高效开发利用铀资源,对保障国家能源供应和国家战略安全意义重大。CO_(2)+O_(2)地浸采铀是砂岩型铀矿采冶的主要方式,研究CO_(2)+O_(2)溶浸过程中水动力场和化学场的耦合机制是预测地浸采铀过程中铀动态浸出的关键核心。以内蒙古某煤铀共存矿床为对象,通过COMSOL构建地浸过程中溶质运移的对流与弥散模型,通过PHREEQC构建砂岩型铀矿CO_(2)+O_(2)溶浸过程的热力学数据库,利用iCP平台(Interface COMSOL-PHREEQC)建立COMSOL-PHREEQC耦合框架的CO_(2)+O_(2)地浸采铀的反应运移数值模型,模拟了CO_(2)+O_(2)地浸过程中铀矿动态浸出过程。同时,基于参数敏感性分析定量比较了不同参数对铀浸出效果影响的重要性程度。研究结果表明,本模型能够模拟预测CO_(2)+O_(2)溶浸过程中铀的反应运移过程。模拟结果发现CO_(2)+O_(2)地浸采铀过程中,抽、注液孔周围水动力强,溶浸液与铀矿物发生强烈的化学反应,形成高浓度的铀区;在水动力作用弱的地方,溶浸液不能及时到达,形成低浓度铀区。浸出铀的运移过程主要受对流和弥散作用控制。浸出铀可以通过下部煤层采动裂缝进入采煤工作面和采空区内,影响煤矿安全开采活动。参数敏感性分析结果揭示抽液流量、CO_(2)和O_(2)体积分数是铀浸出率的关键控制因素,而铀的浸出率与地层渗透率、地下水流速之间并不是呈单调的递增关系。研究结果对砂岩型铀矿CO_(2)+O_(2)地浸开采具有一定的指导作用。

神府煤掺石油焦气流床气化细渣的CO_(2)气化反应特性

采用高温热台显微镜系统对比和研究了石油焦、细渣和神府煤焦的气化反应特性,并制备了掺灰石油焦样品,采用热重分析仪对比和分析了不同样品的气化反应活性。结果表明:相比石油焦,细渣具有更为丰富的孔隙结构,其样品中存在较多孔径为2~10 nm的孔,比表面积约为石油焦比表面积的15倍;细渣石墨化程度较低,其含有的灰分促进了气化反应的进行,因而细渣的气化反应活性明显优于石油焦,但比神府煤焦稍差。

CO_(2)、水蒸气对马钢新干焦溶损反应的动力学研究

采用气—固相反应装置对马钢新干焦与CO_(2)、水蒸气的溶损反应进行了研究。结果表明,焦炭与水蒸气反应的气化率约为与CO_(2)反应的1.27倍-3.16倍,随温度升高,二者的气化率差距缩小。

超临界CO_2萃取对石油焦气化特性的影响

利用半连续超临界CO_2萃取装置对2种石油焦进行萃取,考察了不同萃取温度、压力对石油焦气化反应性的影响,比较了石油焦萃取前后元素组成、孔隙结构和气化反应性等方面的差异。结果表明,超临界CO_2萃取对石油焦有脱S、提高石油焦H/C摩尔比的效果;石油焦萃取后的比表面积、孔容和气化反应性增大,但增加幅度随萃取温度、压力的增大而减小。在萃取温度45℃,萃取压力10 MPa下,石油焦萃取后的比表面积、孔容和气化反应性改善最大。采用4种动力学模型对萃取前后的石油焦-CO_2气化动力学曲线进行拟合,结果表明,随机孔模型拟合效果较好,相关系数均在0.9以上。

碱金属K对铁焦与CO_2气化反应的影响

将铁焦置于K_2CO_3水溶液中煮沸,通过调节煮沸时间获得不同增碱量的试样。采用热重天平和气体分析仪研究铁焦在增碱处理前后几个不同温度下与CO_2气化反应时的失重和废气成分变化情况,确定了铁焦的气化开始温度,并基于未反应核模型进行铁焦的气化反应动力学分析。结果表明,碱金属K使铁焦气化开始温度明显降低;碱金属K对铁焦的气化反应有促进作用,降低了化学反应活化能和内扩散活化能,这种正催化作用在低温下比高温下更明显;铁焦气化反应在开始阶段主要受界面化学反应的控制,随后逐渐变为内扩散和界面化学反应的混合控制。

5-氨基酮戊酸光动力疗法联合CO_(2)点阵激光治疗日光性角化病的疗效观察

目的研究5-氨基酮戊酸光动力疗法(ALA-PTD)联合CO_(2)点阵激光治疗日光性角化病(AK)的疗效。方法研究对象选取2018年6月—2019年6月确诊为AK患者72例,随机分为2组。对照组(36例)采取ALA-PTD治疗,观察组(36例)在对照组基础上采取CO_(2)点阵激光预处理皮损区域,比较2组治疗效果、满意度及不良反应。结果观察组治疗总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组创面愈合时间以及痂皮脱落时间均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组治疗满意度高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组和对照组不良反应发生率差异无统计学意义(P>0.05)。结论ALA-PTD疗法联合CO_(2)点阵激光能够提升患者疗效,兼具较好的安全性,值得推广应用于临床。

超脉冲点阵CO_(2)激光联合外用表皮生长因子治疗面部痤疮凹陷性瘢痕的疗效及对炎症反应的影响

目的:研究超脉冲点阵CO_(2)激光联合外用表皮生长因子治疗面部痤疮凹陷性瘢痕的疗效及对炎症反应的影响。方法:选取2017年3月-2020年5月笔者医院116例面部痤疮凹陷性瘢痕的患者。按抽签法分为研究组及对照组,每组58例。对照组给予超脉冲点阵CO_(2)激光治疗,研究组在对照组治疗基础上外用表皮生长因子。观察两组患者疗效、炎症反应、不良反应、症状改善情况、权重评分、皮肤定量分析及瘢痕改善情况。结果:研究组总有效率(96.55%)高于对照组(84.48%,P<0.05);治疗后研究组疼痛持续时间、红斑持续时间、结痂时间及痂皮完全脱落时间均低于对照组(P<0.05);治疗后两组斑点、红质、毛孔及皱纹评分均有所上升,且研究组高于对照组(P<0.05);治疗后ECCA、VSS评分有所下降,且研究组低于对照组(P<0.05);治疗后IL-2、IL-6水平均有所下降,但研究组低于对照组;治疗后研究组炎症反应评分低于对照组(P<0.05);两组不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:超脉冲点阵CO_(2)激光联合外用表皮生长因子可明显改善患者临床症状,缩短痂皮脱落时间,有效降低机体炎症反应,提高治疗效果。

CO_(2)响应性L-脯氨酸基纳米反应器的构筑及其催化性能

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)分散聚合法制备了一系列固载L-脯氨酸、CO_(2)响应性结构单元甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEA)含量不同的mPEG_(22)-b-P[BnMA_(x)-co-L-ProlA_(n)]-b-PDEA_(y)PBL-b-PD-(DEA)_(m)(m=0,1,2,3)和单体序列结构不同的mPEG_(22)-b-P(L-ProlA)-b-P[BnMA-co-DEA](PL-b-PBD)聚合物。利用核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、X射线光电子能谱(XPS)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物的化学结构及相对分子量分布进行了表征。采用动态光散射(DLS)对聚合物的自组装行为及形成纳米反应器后的CO_(2)响应性进行了研究。同时,结合耗散粒子动力学(DPD)模拟探究了聚合物亲疏水单体比例和序列结构对聚合物自组装结构的影响。最后,将制备的纳米反应器用于水相催化直接不对称Aldol反应,结果表明,PBL-b-PD-(DEA)_(2)具有最佳的催化性能[96%conv.,93/7(anti/syn),94%ee]。该研究为探究聚合物自组装结构对其催化性能的影响提供了新思路。

气相色谱法测定煤对CO_(2)化学反应性的研究

煤对CO_(2)化学反应性是煤的一个气化指标,是研究煤气化、燃烧技术的手段之一。煤对CO_(2)化学反应性的测定是依据国家标准GB/T 220—2018,但该标准中煤对CO_(2)反应后气体的测定方法写得比较粗略,可操作性不强。以无烟煤和烟煤为试验样品,在一定的气相色谱法工作条件下,研究了煤样分别在800℃、850℃、900℃、950℃、1 000℃、1 050℃和1 100℃对CO_(2)化学反应性的精密度,比较了气相色谱法与奥氏气体分析法的检测结果。结果表明,气相色谱法测定煤对CO_(2)反应性的精密度符合GB/T 220—2018的要求;同一个温度点,采用气相色谱法与奥氏气体分析法的测定结果无显著性偏倚。

贵州老矿煤焦加压CO_(2)气化反应动力学研究

为解析我国高灰熔融性煤的气化特性及动力学,采用Cahn Thermax 500加压热重分析仪,研究了1种典型贵州高灰熔融性煤焦在加压下与CO_(2)气化反应的特性及动力学,采用混合反应模型对实验数据进行处理,求取动力学参数。实验结果表明:气化温度越高,煤焦的反应速率越快;在0.5~3MPa压力范围内,气化压力越高,煤焦的反应速率越快;气化剂中CO_(2)浓度越高,煤焦与CO_(2)气化反应的速率越快。1 MPa下,老矿精煤快速焦与CO_(2)的反应活化能介于255.82~304.96 kJ/mol之间;2MPa下,反应活化能介于205.83~248.34 kJ/mol之间,2MPa下的反应活化能低于1MPa下的反应活化能。

气流床煤气化条件下煤(焦)气化反应性评价

为了寻求适用于气流床煤气化条件的气化反应性评价方法,利用自行设计的接近现代煤气化环境的气化装置提出了一个评价煤(焦)的气化反应性的指数H_(PO),通过1组典型的煤(焦)样品在该装置上的气化试验数据对比,验证H_(PO)对煤(焦)气化反应性的表征效果。结果表明:利用气化后CO_2浓度或CO_2还原率α不能准确评价煤(焦)的气化反应性,而H_(PO)值可以避免可气化组分含量的干扰,在接近现代煤气化工艺条件下快速并较为准确地评价煤(焦)的气化反应性。

N_(2)/CO_(2)气氛下工业危废污泥热解气化的TG-FTIR分析

采用热重红外联用技术(Thermogravimetric analysis-Fourier transform infrared spectroscopy,TG-FTIR)对CO_(2)和N_(2)气氛下工业危废污泥的热化学转化特性展开研究,重点考察不同气氛对污泥热解气化过程的影响。主要分析不同气氛下污泥的热转化失重、产物析出规律及不同反应阶段的反应动力学特性。热重分析表明,CO_(2)对污泥热转化的影响主要在700℃以上温度范围;CO_(2)参与焦炭的气化反应,失重速率大幅提升,促进了CO,CH_(4),NH_(3)在高温下的析出。红外分析显示,CO_(2)和N_(2)气氛下,反应温度在1000℃左右时均有大量甲基化合物析出,且CO_(2)气氛下强度更高。各反应阶段活化能随温度升高逐渐增加,污泥与CO_(2)气化反应速率高于相同反应阶段N_(2)下的热解反应速率。

CO_2点阵激光治疗胫前慢性单纯性苔藓疗效及安全性评价

目的观察CO2点阵激光治疗胫前慢性单纯性苔藓的疗效,并分析安全性。方法选取某医院2017年6月至2019年5月收治的胫前慢性单纯性苔藓患者90例,采用随机数字表法将其分为对照组与观察组,每组45例。对照组采用卤米松乳膏治疗,观察组在对照组基础上加用CO2点阵激光治疗,两组均治疗8周。观察患者治疗前后临床病症评分,评价疗效,观察治疗期间不良反应发生情况。结果治疗后,观察组临床病症评分较治疗前明显降低,且低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组有效率为95.56%,明显高于对照组有效率77.78%,差异有统计学意义(P<0.05);两组不良反应发生率无统计学差异(P>0.05)。结论采用CO2点阵激光治疗胫前慢性单纯性苔藓疗效显著,不良反应少,值得推广。

点阵二氧化碳激光联合重组牛碱性成纤维细胞因子治疗痤疮凹陷性瘢痕的研究

目的探讨点阵二氧化碳(CO_(2))激光联合重组牛碱性成纤维细胞生长因子(rb-bFGF)对痤疮凹陷性瘢痕患者治疗效果、炎症因子及皮肤屏障功能指标的影响。方法回顾性分析2022年7月至2023年12月玉林市皮肤病医院收治的84例痤疮凹陷性瘢痕患者的临床资料,按照治疗方式分为常规组(42例,点阵CO_(2)激光治疗,间隔45 d进行1次激光治疗,共进行3次)与联合组(42例,点阵CO_(2)激光联合rb-bFGF治疗,于激光治疗后使用rb-bFGF涂抹患处,1次/d,连用1周,结痂脱落后再用1周)。两组患者治疗结束后均观察3个月。比较两组患者治疗效果,治疗前后瘢痕评估量表(POSAS)评分、血清炎症因子及皮肤屏障功能指标,以及治疗期间不良反应发生情况。结果联合组患者治疗总有效率高于常规组;与治疗前比,治疗后两组观察者和患者POSAS评分,血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)含量及经皮水分丢失量(TEWL)均降低,且联合组均低于常规组;两组患者角质层含水量均升高,且联合组高于常规组(均P<0.05);治疗期间两组患者不良反应总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论点阵CO_(2)激光联合rb-bFGF治疗痤疮凹陷性瘢痕的效果显著,能够减轻患者治疗后皮肤的炎症反应,并增强皮肤屏障功能,且不会明显增加不良反应的发生,安全性良好。