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中高温环境下VOCs在活性炭上的吸附性能研究

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化工学报 2019年第12期70卷 4811-4820页

作者：张智马修卫李津津杨林军东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室

选用3种商用活性炭及其分别经HCl溶液和KOH溶液浸渍改性的商用活性炭,研究中高温烟气环境下,反应空速、吸附温度对挥发性有机物(VOCs)吸附性能的影响,以及VOCs种类、吸附剂特性等与VOCs吸脱附效果的关系。研究发现:空速对吸附穿透时间... 详细信息

选用3种商用活性炭及其分别经HCl溶液和KOH溶液浸渍改性的商用活性炭,研究中高温烟气环境下,反应空速、吸附温度对挥发性有机物(VOCs)吸附性能的影响,以及VOCs种类、吸附剂特性等与VOCs吸脱附效果的关系。研究发现:空速对吸附穿透时间影响较大,但对饱和吸附量影响不显著。吸附温度与VOCs浓度对饱和吸附量存在较大影响,150℃时甲苯的饱和吸附量仅能达到90℃时的40%。高沸点吸附质更易被吸附,更难被脱附。

关键词： VOCs 活性炭吸附沸点脱附

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长治煤与生物质混合灰熔融特性研究

燃料化学学报 2018年第2期46卷 129-137页

作者：马修卫李风海马名杰房倚天河南理工大学化学化工学院河南焦作454000 菏泽学院化学化工学院山东菏泽274000 中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原030001

采用灰熔点测定仪、X射线荧光仪、X射线衍射仪和Fact Sage软件相结合对生物质(花生壳、稻壳)与高灰熔点长治煤混合灰的熔融特性及其熔融机制进行了研究。结果表明,两种生物质灰都可以降低长治煤的灰熔融温度,花生壳灰助熔效果优于稻壳灰... 详细信息

采用灰熔点测定仪、X射线荧光仪、X射线衍射仪和Fact Sage软件相结合对生物质(花生壳、稻壳)与高灰熔点长治煤混合灰的熔融特性及其熔融机制进行了研究。结果表明,两种生物质灰都可以降低长治煤的灰熔融温度,花生壳灰助熔效果优于稻壳灰,这主要与它们的化学组成和赋存形态有关。低熔点长石类矿物(钙长石、钠长石)和白榴石的生成是花生壳与长治煤混合灰熔融温度降低的主要原因;长石类矿物的生成及其与SiO_2结合生成的低温共熔物引起稻壳与长治煤混合灰熔融温度降低。热力学计算表明,在碱性氧化物Na_2O、CaO、K_2O存在时,SiO_2和Al_2O_3优先与其反应生成低熔点硅铝酸盐,一定程度上抑制了高熔点莫来石矿物的生成,从而起到助熔作用。混合灰的熔融过程可以分为含钾矿物熔融和含钙矿物熔融两个阶段,两类矿物熔融顺序:含钾矿物先于含钙矿物。

关键词：长治煤生物质混合灰灰熔融温度矿物学特性

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铁掺杂材料对高湿环境VOCs的吸附研究

工程热物理学报 2023年第12期44卷 3480-3487页

作者：程堂颖李津津马修卫杨林军东南大学能源与环境学院能源热转换与控制教育部重点实验室南京2210096

果壳掺杂含铁化合物,制备铁掺杂果壳炭,研究了铁掺杂对VOCs在高湿环境中吸附的影响。结果表明,铁掺杂后,果壳炭比表面积增大,中孔结构增加,亲水性和极性更低。在80%的相对湿度下,对VOCs能保持干燥条件下70%~90%的吸附能力。VOCs吸附过... 详细信息

果壳掺杂含铁化合物,制备铁掺杂果壳炭,研究了铁掺杂对VOCs在高湿环境中吸附的影响。结果表明,铁掺杂后,果壳炭比表面积增大,中孔结构增加,亲水性和极性更低。在80%的相对湿度下,对VOCs能保持干燥条件下70%~90%的吸附能力。VOCs吸附过程会受到π-π作用和π-EDA作用的影响,因此高石墨化的结构有利于VOCs的吸附过程。水蒸气减缓了吸附过程中VOCs的传质速率,而果壳炭的中孔结构则有利于VOCs的传质过程。

关键词：铁掺杂果壳炭 VOCs 吸附

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氮掺杂生物炭高湿环境下吸附甲苯的性能研究

高校化学工程学报 2023年第3期37卷 498-505页

作者：程堂颖李津津马修卫周磊吴昊杨林军东南大学能源与环境学院能源热转换与控制教育部重点实验室江苏南京210096 南昌航空大学环境与化学工程学院江西南昌330063 南京师范大学能源与机械工程学院江苏南京210042

为了研究含氮官能团对甲苯与水蒸气竞争吸附的作用机制,制备氮掺杂开心果壳基生物炭(PBN)和对照组(PB),通过吸附实验和密度泛函模拟研究含氮官能团对高湿环境下甲苯吸附的影响。结果表明,氮掺杂后,生物炭孔隙结构更加发达,亲水性和极性... 详细信息

为了研究含氮官能团对甲苯与水蒸气竞争吸附的作用机制,制备氮掺杂开心果壳基生物炭(PBN)和对照组(PB),通过吸附实验和密度泛函模拟研究含氮官能团对高湿环境下甲苯吸附的影响。结果表明,氮掺杂后,生物炭孔隙结构更加发达,亲水性和极性更低。在80%的相对湿度下,PBN和PB吸附低质量浓度(ρ0为110 mg·m^(-3))甲苯的容量分别为干燥条件下吸附量(223.56和123.01 mg·g^(-1))的79.2%和64.2%,PBN的水蒸气吸附等温线的形状呈现疏水的“S”形。含氮官能团会促进甲苯的吸附,抑制水蒸气的吸附,π-π作用、疏水作用和范德华作用是影响甲苯吸附的主要作用。

关键词：吸附甲苯水蒸气生物炭密度泛函理论模拟

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燃煤有机污染物排放及其控制技术研究展望

化工进展 2019年第12期38卷 5539-5547页

作者：李津津陈扉然马修卫张智杨林军能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 江苏南京210096 绍兴市依高检测科技有限公司浙江绍兴312000

有机污染物排放是导致大气复合型污染、诱发雾霾、产生光化学烟雾的重要诱因,是当前研究的热点问题。燃煤是有机污染物的来源之一。本文综述了燃煤有机污染物的排放特性,包括燃煤有机物的排放浓度及主要组分,影响燃煤有机物生成的因素,... 详细信息

有机污染物排放是导致大气复合型污染、诱发雾霾、产生光化学烟雾的重要诱因,是当前研究的热点问题。燃煤是有机污染物的来源之一。本文综述了燃煤有机污染物的排放特性,包括燃煤有机物的排放浓度及主要组分,影响燃煤有机物生成的因素,指出燃煤有机污染物浓度较低,苯系物是其重要组成之一。分析了烟气系统中有机物的迁移转化以及烟气处理设施(选择性催化还原脱硝、湿法脱硫、电除尘、湿式电除尘、低低温电除尘)的协同去除作用。最后基于吸附技术和催化技术的研究现状,展望了未来燃煤有机污染物控制的研究方向为:结合现有设备的协同去除作用,优化工艺条件,开发适合燃煤有机物的高效吸附剂和催化剂,开发集高效吸附/氧化/烟气协同净化技术于一体的燃煤有机物高效控制技术。

关键词：煤燃烧有机污染物吸附氧化协同治理

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生物质对呼盛褐煤灰熔融特性的影响

化工进展 2015年第3期34卷 710-714,719页

作者：李振珠李风海马修卫马名杰薛兆民河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000 菏泽学院化学化工系山东菏泽274000

灰熔融特性对煤与生物质共气化意义重大。为探索生物质对褐煤灰熔融特性的影响规律,向呼盛褐煤中分别加入不同质量比例的花生壳、玉米秸秆和松木屑,采用ALHR-2型智能灰熔点测定仪对混合灰样的灰熔点进行了测定,X射线荧光仪(XRF)和X射线... 详细信息

灰熔融特性对煤与生物质共气化意义重大。为探索生物质对褐煤灰熔融特性的影响规律,向呼盛褐煤中分别加入不同质量比例的花生壳、玉米秸秆和松木屑,采用ALHR-2型智能灰熔点测定仪对混合灰样的灰熔点进行了测定,X射线荧光仪(XRF)和X射线衍射仪(XRD)分析了灰熔融特性变化的原因。结果表明生物质能够在一定程度上降低呼盛褐煤的灰熔融温度,这与生物质灰分含量以及混合灰样化学组成有关,且生物质掺混比例与混合灰熔融特征温度呈现非线性关系;莫来石的生成和消失使花生壳与呼盛褐煤混合灰样和玉米秸秆与呼盛褐煤混合灰样的灰熔融特征温度出现了波动;高熔点硅线石含量的降低、低熔点钙长石含量的增加、以及低熔点白榴石和斜辉石的生成导致了松木屑与呼盛褐煤混合样灰熔融特征温度降低。

关键词：生物质呼盛褐煤灰熔融特性

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气化配煤对煤灰熔融特性的影响

煤炭科学技术 2017年第10期45卷 203-208页

作者：李海鹏刘全润张敬杰李风海马修卫河南理工大学化学化工学院河南焦作454000 菏泽学院化学化工系山东菏泽274000

为了降低煤灰对气流床气化的影响,提高气流床的气化效率,将灰熔融性不同的煤按一定比例进行配比,采用X射线荧光光谱法(XRF)研究了煤灰化学组成对煤灰熔融温度的影响,利用X射线衍射仪(XRD)分析了混合煤样加热过程中矿物组成的变化。结果... 详细信息

为了降低煤灰对气流床气化的影响,提高气流床的气化效率,将灰熔融性不同的煤按一定比例进行配比,采用X射线荧光光谱法(XRF)研究了煤灰化学组成对煤灰熔融温度的影响,利用X射线衍射仪(XRD)分析了混合煤样加热过程中矿物组成的变化。结果表明,配煤调控煤灰熔融温度的效果不同,神木煤降低方正煤与长治煤的灰熔融温度效果明显优于孙家壕煤,硅铝比较低是孙家壕煤灰熔融温度改善效果不明显的主要原因。煤的灰熔融温度与煤灰中的碱酸比和硅铝比呈负相关,与硅比呈正相关。煤的灰熔融温度不仅与煤中的化学组成有关,还与矿物质间的低温共熔作用有关。

关键词：气化配煤灰熔融特性气流床气化

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调控煤灰流动特性的气化配煤研究进展

应用化工 2017年第1期46卷 167-171页

作者：马修卫李风海樊红莉赵姬沈玉霞马名杰河南理工大学化学化工学院河南焦作454000 菏泽学院化学化工系山东菏泽274000 河南理工大学图书馆河南焦作454000

在对气化配煤调控煤灰熔融特性、结渣特性综述的基础上,从矿物质演变和量子化学角度对配煤改变煤灰化学特性机制进行了重点分析。配煤本质上改变了煤灰中易熔矿物与难熔矿物组成和含量,含钙与含铁硅酸盐矿物所形成的低温共熔物是煤灰熔... 详细信息

在对气化配煤调控煤灰熔融特性、结渣特性综述的基础上,从矿物质演变和量子化学角度对配煤改变煤灰化学特性机制进行了重点分析。配煤本质上改变了煤灰中易熔矿物与难熔矿物组成和含量,含钙与含铁硅酸盐矿物所形成的低温共熔物是煤灰熔融温度降低主要原因;莫来石、钙矾石、钙铝榴石等高熔点矿物的生成是提高煤灰熔融温度、改善高碱煤结渣特性的重要原因。进一步从煤灰化学组成与矿物组成两个方面对配煤灰熔融特性预测模型进行了阐述。最后对配煤改善煤灰流动特性研究方法和方向提出了建议。

关键词：气化配煤熔融特性结渣特性调控机制灰熔融性预测

活性炭对燃煤电厂烟气中有机污染物的吸附特性研究

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电力科技与环保 2022年第1期38卷 18-26页

作者：马修卫赵孟亮侯勇李守原吕浩杨林军东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096 山东金柯工程设计有限公司山东淄博255000

活性炭吸附是燃煤电厂烟气中有机污染物减排的有效方法。在固定床实验装置和吸附剂喷射耦合布袋除尘实验装置上开展了甲苯和氯苯的吸附脱除实验,并在实际燃煤电厂中开展了活性炭喷射脱除有机污染物试验。结果表明中高温、低浓度环境下,... 详细信息

活性炭吸附是燃煤电厂烟气中有机污染物减排的有效方法。在固定床实验装置和吸附剂喷射耦合布袋除尘实验装置上开展了甲苯和氯苯的吸附脱除实验,并在实际燃煤电厂中开展了活性炭喷射脱除有机污染物试验。结果表明中高温、低浓度环境下,甲苯的饱和吸附容量为9.9~49.9 mg/g;甲苯吸附主要以微孔吸附为主,温度升高吸附容量降低。准一级动力学模型可以较好的拟合低浓度甲苯在中高温环境下的吸附过程;较低的甲苯浓度使活性炭外表面扩散成为影响吸附速率的关键步骤。中高温环境下甲苯以物理吸附为主,也存在一定量的化学吸附。吸附喷射耦合布袋除尘对甲苯和氯苯的脱除效率分别为33.2%和44.1%,其吸附容量低于固定床上的饱和吸附容量,这主要因为活性炭与有机物分子的接触时间有限。提高吸附剂喷射量可以明显提高有机污染物的去除效率。在实际燃煤烟气中有机污染物组成复杂,活性炭喷射对不同有机污染物的去除效率不同,沸点较高的1-十二烯具有较高的去除效率,多环芳烃的总体去除效率高于24种常规的挥发性有机污染物。

关键词：吸附燃煤烟气有机污染物活性炭吸附动力学