铁基助熔剂对煤的灰熔融特性影响研究

研究选用皖北朱仙庄煤样,利用微机灰熔点测定仪,研究加入不同质量比的助熔剂Fe_2O_3对朱仙庄煤灰熔融性的影响,结合XRD及FTIR对样品的矿物组成进行分析。结果表明,随着助熔剂Fe_2O_3添加量的增加,煤的灰熔点出现先降低后又升高的变化趋势,当Fe_2O_3添加量在3.5%时可使煤样灰熔点降至1228℃;对煤灰的XRD及FTIR图谱分析得知,加入Fe_2O_3助熔剂可生成低温共熔物从而降低了煤灰熔融温度。     

用大同烟煤半焦氧化制取芳香羧酸

选用大同烟煤低温干馏600℃半焦,在210℃到270℃,氢氧化钾和水溶液中用氧气氧化,考察了碱煤比、反应温度、氧初压、反应时间及水量对芳香羧酸产率的影响。实验结果表明,碱煤比和氧初压是影响芳香羧酸产率的主要因素。     

云南三种褐煤固体热载体新法干馏实验研究

云南三种褐煤样在１０ｋｇ／ｈ固体热载体新法干馏连续试验装置上进行了研究。煤样粒度＜２．５ｍｍ，煤样经过干燥并预热到１００－１２０℃，热载体粉焦温度为６００－７２０℃，干馏时粉焦与原料煤混合比为３－５，燃烧用空气预热温度为３５０℃，干馏温度范围５００－６５０℃。干馏焦油产率４－１４％，粗汽油产率 ０．５－０．８％，煤气产率 ９０－１９０ｄｍ３／ｋｇ，为中热值煤气，可作城市煤气用，半焦反应性好，可作无烟燃料。此工艺方法简单，投资省，生产费低。     

半焦加压燃烧的污染物排放及灰渣特性

为研究煤加压分级转化中的半焦燃烧过程,建立了半焦加压燃烧机理实验研究系统.以陕西黑龙沟煤半焦为对象,研究了燃烧压力(0.1~0.5 MPa)、半焦种类(煤气和N2下热解所得)、半焦粒径(0~3和0~6 mm)对半焦燃烧污染物排放和灰渣矿物转化的影响.结果表明,随着燃烧压力的升高,碳氧化物排放量增多,NO和SO2减少,NO排放浓度随压力升高呈多峰分散分布,SO2排放滞后且峰值减小,半焦粒径越大,半焦燃烧产生的CO2和NO越多,CO和SO2越少,煤气气氛热解所得半焦在燃烧时释放出的4种污染物均略大于氮气气氛.同时,随着压力的升高或半焦粒径的减小,由于半焦燃烧过程由非均相燃烧向均相燃烧过渡,灰渣中高温矿物减少,低温矿物增多,不同气氛下制得的半焦燃烧灰渣特性差别很小.     

煤加压低温热解制取焦油和煤气特性

为了提高煤在分级转化中的高效洁净利用,建立了煤加压热解实验系统.以陕西黑龙沟煤为对象,研究了不同温度(500~700℃)、压力(0.1~0.5 MPa)、气氛(N2与煤气)、粒径(0~3mm与0~6 mm)对低温热解焦油、煤气产率和品质的影响规律.结果表明,随着温度升高,焦油产率先增加后减小,在温度为600℃时达到最高,煤气产率逐渐增加.随着压力的增加,焦油产率在N2气氛下降低,煤气气氛下升高;而热解煤气产率在N2气氛下升高,煤气气氛下降低;大颗粒煤热解焦油产率高于小颗粒煤的热解产率,但当压力达到0.5 MPa时,热解焦油与煤气产率几乎不受粒径影响.升高压力虽降低了热解煤气中CO与H2的含量,但促进更多轻质碳氢化合物(如CO2,CH4,C2H4,C2H6)的析出,因此提高了热解煤气热值,同时煤焦油品质也因焦油中苯、甲苯、苯酚及萘的实际收率增加而提高.     

焦油裂解反应对循环灰催化作用的影响

以循环床锅炉循环灰为热载体、部分气化产生的半焦为锅炉燃料的煤的部分气化技术中,循环灰对降低焦油产率、提高煤气产率是有利的。以焦油的两种主要组份苯和甲苯为对象,用固定床反应器实验研究了焦油裂解过程中反应对一种烟煤形成的循环灰的催化活性的影响,测定了该种循环灰的失活系数,探讨了失活机理。实验结果表明,随着积碳量的增加,循环灰的比表面积和空隙率减小,裂解反应速率下降,裂解产物中碳产率增加。     

Fe_2O_3对煤焦热解反应的催化作用研究

采用热分析仪、滴管炉等研究了Fe_2O_3对煤焦热解过程的催化作用,借助XRD分析了Fe_2O_3在不同反应温度下的转变产物。结果表明,添加Fe_2O_3后煤焦热解吸热量明显下降,生成烟气中CO、CO_2含量显著上升;Fe_2O_3在1000℃和1100℃时的主要转化产物分别为Fe_3O_4和FeO,在1200℃时转变为Fe_3O_4、FeO和Fe。     

褐煤低温干馏实验研究

褐煤不仅燃烧效率低、水分含量高,而且温室气体排放也很大。为提高褐煤资源的利用效果,提出采用铝甑法考察干馏时温度及保温时间对褐煤干馏产物产率的影响规律,运用FTIR表征褐煤在不同干馏温度下半焦的官能团。结果表明：褐煤低温干馏的适宜条件为450～510℃,保温时间30 min。400℃干馏煤焦与原煤相比,脂肪族和芳香族基团的比值分别降低53.1%和11.8%,说明褐煤煤焦的芳构化程度逐渐增大,芳香核缩聚程度加大;半焦中氧含量减小14.4%,脱羰基比由0.473降到0.396,降低了16.3%,固定碳含量增加21.5%,C/H比增大34.7%。实验证明褐煤的干馏过程是一个去氢、脱氧、富碳的过程。     

H_2O/O_2气氛下半焦负载氧化铁高温煤气脱硫剂再生行为研究

以沉淀法制备半焦负载氧化铁高温煤气脱硫剂,在固定床反应装置上考察了温度、空速、水氧比对再生行为的影响,通过XRD,XPS,SET等测试手段对脱硫剂再生前后进行表征。结果表明,H2O/O2气氛下再生过程中尾气主要成分是H2S和SO2,并伴有单质硫生成,再生后脱硫剂主要组分是Fe2O3;较低的再生温度和较高的水氧比均有利于单质硫的生成,600℃,3 000h-1,和V(H2O)∶V(O2)=40∶1(φO2=2%)为水氧气氛下半焦负载氧化铁高温煤气脱硫剂的最佳再生条件,此条件对应的单质硫产率达到最大(44.4%);多次硫化/再生循环后,再生率都保持在较高水平(98.5%),且机械强度逐渐递增,脱硫活性仍然保持较高水平。     

磁性可回收Fe_2O_3@C-Pt催化剂的制备及其催化还原对硝基苯酚（英文）

合成了一种具有壳/核结构的水热碳包覆型Fe_2O_3@C微米球,可实现贵金属Pt催化剂的低价制备和高效利用.利用外壳水热碳的亲水特性,通过简单的常温吸附与低温焙烧的方法在Fe_2O_3@C微球表面原位负载Pt纳米颗粒,构筑了壳/核型Fe_2O_3@C-Pt催化剂.该催化剂在6min内实现对硝基苯酚的完全转化,循环10次后催化活性保持不变,表现出较高的催化活性和稳定性.作为内核的磁性γ-Fe_2O_3颗粒使得Fe_2O_3@C-Pt催化剂仅通过外加磁铁即可实现其在反应溶液中的快速分离,降低了催化剂的回收成本和时间,并显著提高回收产率.     

移动床中稻壳与固体热载体混和传热干馏的试验研究

对稻壳在热载体移动床中的混合干馏规律进行了试验研究,设计了一套固体热载体温和干馏实验装置,测定各种工况下的稻壳混和平馏煤气产率、煤气组份与热值。试验表明：选择循环灰温度在７００～８００℃,稻壳与循环灰量的混和比例为１：６～１：１０为最佳运行参量。研究结果对于煤气－蒸汽联产技术中稻壳移动床干馏煤气炉的设计和运行具有现实的指导意义。     

磁性氧化铁纳米线的制备与表征

通过溶胶-凝胶法在氧化铝模板（AAO）中制备出了磁性Fe_2O_3纳米线阵列,然后去除AAO模板得到磁性Fe_2O_3纳米线。用SEM,TEM,FTIR,EDX,VSM对磁性纳米线的形貌、微结构和磁性能进行表征。SEM和TEM结果显示磁性纳米线的直径约为50～80nm,长度在8～10μm,长径比为120～180;FTIR和EDX结果表明制备的产物是磁性Fe_2O_3纳米线;VSM结果表明磁性氧化铁纳米线阵列存在明显的磁各向异性。此外,采用Zeta电位仪对磁性Fe_2O_3纳米线表面的电性进行了研究,结果表明纳米线表面带正电荷,有利于和动物细胞相结合。     

煤沥青基类石墨烯碳/Fe_3O_4复合物的制备及其锂电性能研究

采用具有低软化点的煤沥青作为碳源,原位包覆Fe_3O_4纳米粒子制备Fe_3O_4/煤沥青基碳复合材料(简称Fe_3O_4/C),并研究复合物作为锂离子电池电极材料的性能.结果表明,所得煤沥青碳呈类石墨烯状包裹在Fe_3O_4纳米粒子周围,包覆前后所得产物的尺寸变化不大,约为200~400nm.XPS和热重分析证明复合物中存在C、O和Fe元素且Fe_3O_4含量为92.4%.采用交流阻抗、倍率性能和循环稳定性等对复合物进行电化学性能测试,所得的产品Fe_3O_4/C-700的电阻值为26.80Ω,比纯品Fe_3O_4的电阻值(126.04Ω)明显降低,说明煤沥青基碳具有提升Fe_3O_4导电性的功能.在0.1A·g~(-1)的电流密度下,Fe_3O_4/C-700复合物的放电比容量达993mA·h·g~(-1),比单纯Fe_3O_4的放电比容量(821mA·h·g~(-1))增加约21%;在0.4A·g~(-1)的电流密度下循环100次效率保留值为80.48%,表现较好的循环稳定性.所得煤沥青基类石墨烯碳原位包覆Fe_3O_4纳米粒子,有效抑制了后者在锂离子充放电过程中体积膨胀引起的聚集,同时增强了Fe_3O_4纳米粒子的导电性,使其表现出令人满意的电化学性能.     

电化学表面处理和Ti掺杂制备高光电化学性能的Fe2O3光阳极

通过金属有机物分解的方法合成了Ti掺杂Fe_2O_3光阳极.通过XRD、紫外—可见吸收光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)对Fe_2O_3光阳极进行表征,并对Fe_2O_3光阳极进行了光电化学表征.为了提高Ti掺杂Fe_2O_3光阳极的光电性能,对Ti掺杂Fe_2O_3光阳极的Ti掺杂浓度进行了优化.光电化学测试结果表明电化学表面处理能够提高Ti掺杂Fe_2O_3光阳极的光电化学性能.说明Ti掺杂和电化学表面处理可以增加Fe_2O_3光阳极光电流.基于Mott-Schottky曲线和电化学阻抗谱(EIS)分析了Fe_2O_3光阳极光电流增加的机理.     

影响燃煤还原气体生成特性的因素

利用傅里叶红外气体分析设备,在自制的固定床反应器上对能够显著影响再燃煤还原气体生成特性的因素进行了实验研究.结果表明,神木煤在N2和CO2气氛下受热生成的还原气体主要有CO、CH4和HCN4·CO2气氛有利于原料煤中的C更多地转化为CO,CH4在N2和CO2气氛下的生成特性及产率相近.O2对神木煤的CO、CH4及HCN的生成特性影响很大,氧的存在降低了CO开始形成的温度及产率,也降低了CH4的生成温度和产率.O2使得HCN开始生成的温度大幅度降低,当w(O2)为6%时HCN的产率明显增加,同时O2的存在还增加了NO的产率.无论是在N2气氛还是在CO2气氛下,快速升温时CH4的产率均高于程序升温时的值,但CO的产率均小于程序升温时的值.升温速率对HCN的影响与煤种有关,除TC煤外,快速升温时HCN的产率均比程序升温时低.     

电化学表面处理和Ti掺杂制备高光电化学性能的Fe_2O_3光阳极（英文）

通过金属有机物分解的方法合成了Ti掺杂Fe_2O_3光阳极.通过XRD、紫外—可见吸收光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)对Fe_2O_3光阳极进行表征,并对Fe_2O_3光阳极进行了光电化学表征.为了提高Ti掺杂Fe_2O_3光阳极的光电性能,对Ti掺杂Fe_2O_3光阳极的Ti掺杂浓度进行了优化.光电化学测试结果表明电化学表面处理能够提高Ti掺杂Fe_2O_3光阳极的光电化学性能.说明Ti掺杂和电化学表面处理可以增加Fe_2O_3光阳极光电流.基于Mott-Schottky曲线和电化学阻抗谱(EIS)分析了Fe_2O_3光阳极光电流增加的机理.     

乙苯脱氢制苯乙烯Fe_2O_3-K_2O系催化剂的XPS研究

对铈、钼助催的Fe_2O_3-K_2O乙苯脱氢制苯乙烯催化剂使用前后和工业用后卸下的样品作XPS研究,结果表明:用后催化剂中铁以Fe~(2+)和e~(3+)两种价态并存,表面上生成一定量羟基,反应条件下钾和氧化铁发生作用生成新相K_2Fe_2O_4,它也是活性相,表面钾被水蒸汽溶解随物料流动而迁移流失,钾的流失是失活的重要原因,还有结构因素的影响,在催化剂表面铈以CeO_2微晶存在,反应条件下部分被还原,因而增加了晶格氧的活动性和电子传递渠道,通过促进氧转移脱氢而使催化剂脱氢活性增加。     

湿煤炼焦与干煤炼焦的对比研究

利用2 kg实验焦炉,进行湿煤炼焦和干煤炼焦的对比实验,考察产物分布特性、焦炭质量特性、焦油和煤气组成特性等.研究表明,与炼焦煤水分为10%的湿煤炼焦相比,干煤炼焦具有如下特性:炼焦煤堆密度增大,所得焦炭、焦油和煤气的产量增加,焦化水的产量减少;焦炭、焦油和煤气的收到基产率增加,焦化水的收到基产率减少;焦炭和焦油的干基产率增加,煤气的干基产率减少;焦炭的孔体积减少,强度指标明显改善;焦油中芳香烃含量增加,烯烃含量减少;煤气中氢气含量增加,甲烷含量减少.     

第二代增压流化床煤部分气化炉单元中间试验研究

在热输入为2 MW加压喷动流化床煤部分气化中试试验装置上,对所构建的煤气化试验系统进行了工艺及装置试验研究,在此基础上进行了连续12 h的煤部分气化试验,以考察工艺参数对气化行为的影响.试验结果表明:中试装置的各分系统设计合理,全系统能协调稳定运行,能为第二代增压流化床联合循环发电系统(2G PFBC-CC)的下游单元提供合格的煤气和半焦;在较高的气化温度下,煤气中甲烷质量分数由于二次热解而降低,碳转化率增加;提高了入炉的蒸汽量,煤气中氢气质量分数明显上升.     

γ-Al_2O_3球和蜂窝陶瓷负载Fe_2O_3臭氧氧化降解丙烯酸废水的研究

以γ-Al_2O_3颗粒和蜂窝陶瓷为载体,采用硝酸盐浸渍法制备了负载Fe_2O_3的两种催化剂,Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂.分别测试了蜂窝陶瓷、Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂和γ-Al_2O_3、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的比表面积;以丙烯酸废水中的丙烯酸作为目标污染物,分别对比了单独臭氧氧化、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化对丙烯酸的降解效果.结果表明,Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的COD的去除率分别为93.4%和83.1%,比单独臭氧氧化时的COD去除率69.9%有大幅度的提高;Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的TOC的去除率分别为82.7%和75.2%,与单独臭氧氧化时TOC去除率相比,分别提高了31%和24%.