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煤气化渣吸附Hg性能研究：气化渣表面硫-汞反应特性

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洁净煤技术 2024年

作者：杨鑫王雅慧王建成常丽萍鲍卫仁太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室太原理工大学环境工程与科学学院大气污染物识别与控制山西省重点实验室

煤中含的硫和汞在气化过程中会迁移至气体、废水和气化渣中，造成环境污染。硫和汞具有很强的亲和力，科学认识这两种元素在气化过程中的迁移规律，进而提出科学的调控方法意义重大。本研究利用固定床性能评价装置考察了不同工况条件下... 详细信息

煤中含的硫和汞在气化过程中会迁移至气体、废水和气化渣中，造成环境污染。硫和汞具有很强的亲和力，科学认识这两种元素在气化过程中的迁移规律，进而提出科学的调控方法意义重大。本研究利用固定床性能评价装置考察了不同工况条件下气化渣对Hg0的吸附性能，并通过N2吸附-脱附、SEM、XPS等表征手段揭示了硫和汞在气化渣表面的反应特性。研究结果表明，硫和汞主要富集在细渣表面，细渣具有良好的Hg0吸附性能，且物理吸附起主导作用。进一步研究发现，气化渣表面未燃碳含量越高、矿物质含量越多，气化渣表面硫和汞的反应活性越好。此外，气氛也会影响气化渣的汞吸附性能。这些发现为煤气化渣的高值化资源化利用提供了新思路，为合成气中硫和汞的协同脱除提供了理论指导和研究基础，有助于推动清洁煤技术的可持续发展。

关键词：气化渣硫汞反应机理

利用脱碳气化渣矿化封存CO_(2)制备碳酸钙的影响研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第8期52卷 1193-1202页

作者：李翔宇李旭樊盼盼鲍卫仁常丽萍王建成省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024 太原理工大学环境科学与工程学院山西太原030024

本实验研究了浸出剂种类、浓度、反应时间、温度和液固比等对脱碳气化渣中钙浸出率的影响,并讨论了CO_(2)流量、温度、碳酸化时间对碳酸化效率和生成的沉淀碳酸钙(PCC)晶型结构的影响规律。结果表明,在2 mol/L盐酸、液固比为20 mL/g、... 详细信息

本实验研究了浸出剂种类、浓度、反应时间、温度和液固比等对脱碳气化渣中钙浸出率的影响,并讨论了CO_(2)流量、温度、碳酸化时间对碳酸化效率和生成的沉淀碳酸钙(PCC)晶型结构的影响规律。结果表明,在2 mol/L盐酸、液固比为20 mL/g、反应温度为50℃、反应时间为90 min的浸出条件下,钙浸出率最高,为98.79%。在碳酸化阶段,CO_(2)流量主要影响碳酸化效率,通过优化碳酸化反应条件,CO_(2)流量300 mL/min,反应温度60℃,反应120 min时,最高碳酸化效率可达99.59%。而反应温度和时间则会对碳酸钙晶型和形貌产生显著影响,降低反应温度和缩短反应时间更有利于球霰石型碳酸钙的生成。

关键词：煤气化灰渣间接碳化二氧化碳减排沉淀碳酸钙晶型调控

基于全二维气相色谱法定量分析煤焦油中的噻吩类含硫化合物

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现代化工 2024年

作者：冀志刚孔娇王美君闫伦靖常丽萍鲍卫仁太原理工大学化学工程与技术学院省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室太原理工大学化学工程与技术学院煤科学与技术教育部重点实验室

建立了一种全二维气相色谱-氢火焰检测器（GC×GC-FID）定量分析煤焦油中8种典型噻吩类含硫化合物的方法。采用外标法定量分析，8种含硫化合物标准曲线的线性相关系数R为0.999 0～0.999 9，检出限为0.19～0.26 mg/L，加标回收率在100.0%... 详细信息

建立了一种全二维气相色谱-氢火焰检测器（GC×GC-FID）定量分析煤焦油中8种典型噻吩类含硫化合物的方法。采用外标法定量分析，8种含硫化合物标准曲线的线性相关系数R为0.999 0～0.999 9，检出限为0.19～0.26 mg/L，加标回收率在100.0%～115.0%之间，相对标准偏差为0.72%～5.5%（n=6）。该方法操作简单，重复性好，适用于煤焦油中噻吩类含硫化合物的定量分析，可为其资源化利用提供理论基础。

关键词：全二维气相色谱法煤焦油有机硫化物定量分析分离度

微-介孔Y型分子筛对煤热解气态焦油催化改质的影响

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洁净煤技术 2024年

作者：李雪琴闫伦靖刘玉洁王美君鲍卫仁常丽萍太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室太原理工大学化学工程与技术学院

煤热解作为一种新型的洁净煤转化工艺，是实现煤炭洁净高效利用的有效手段，对我国高质量发展具有重大的战略意义。对煤热解挥发分进行催化提质，可将焦油中重质组分高效转化为苯、甲苯、二甲苯、萘(BTEXN)等轻质芳烃等高附加值化合物... 详细信息

煤热解作为一种新型的洁净煤转化工艺，是实现煤炭洁净高效利用的有效手段，对我国高质量发展具有重大的战略意义。对煤热解挥发分进行催化提质，可将焦油中重质组分高效转化为苯、甲苯、二甲苯、萘(BTEXN)等轻质芳烃等高附加值化合物，是实现焦油资源化利用的重要途径之一。采用高温水蒸气进行Y型分子筛孔道结构的调控，探究其对不同煤阶的煤样焦油中轻质芳烃的产率及其分布的影响。研究结果表明，通过高温水热处理脱除了Y型分子筛的骨架铝，形成微-介孔结构，随着水热处理温度的升高，介孔数量也随之增加，介孔比表面积和孔容也逐渐增大，但是对分子筛的结构破坏也更加严重，600oC是Y型分子筛水热脱铝的最佳处理温度。与直接热解相比，3种煤经600HTY分子筛催化提质后，BTEXN总产率分别增加了4.2倍、5.2倍和2.3倍。微-介孔Y分子筛大大降低了对焦油重质大分子物质的传质限制，提高了分子筛酸性位的可利用性，显著提高了催化剂对焦油的改质效果。

关键词： Y型分子筛介孔结构煤热解催化改质轻质芳烃

基于全二维气相色谱法定量分析煤焦油中的噻吩类含硫化合物

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现代化工 2024年第10期 226-231+236页

建立了一种全二维气相色谱-氢火焰检测器(GC×GC-FID)定量分析煤焦油中8种典型噻吩类含硫化合物的方法。采用外标法定量分析，8种含硫化合物标准曲线的线性相关系数R为0.999 0～0.999 9,检出限为0.19～0.26 mg/L,加标回收率在100.0%～11... 详细信息

建立了一种全二维气相色谱-氢火焰检测器(GC×GC-FID)定量分析煤焦油中8种典型噻吩类含硫化合物的方法。采用外标法定量分析，8种含硫化合物标准曲线的线性相关系数R为0.999 0～0.999 9,检出限为0.19～0.26 mg/L,加标回收率在100.0%～115.0%之间，相对标准偏差为0.72%～5.5%(n=6)。该方法操作简单，重复性好，适用于煤焦油中噻吩类含硫化合物的定量分析，可为其资源化利用提供理论基础。

关键词：全二维气相色谱法煤焦油有机硫化物定量分析分离度

磁选联合加压酸浸法脱除粉煤灰中重金属元素的研究

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洁净煤技术 2024年

作者：李静韩丽娜任卫国鲍卫仁常丽萍王兵王建成太原理工大学材料科学与工程学院太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室

粉煤灰是大宗工业固废，粉煤灰的露天堆存不仅占用土地还会造成粉尘污染等问题。粉煤灰含有微量的重金属元素，会通过雨水淋浸进入到土壤和水体中造成重金属污染。因此，重金属元素脱除是粉煤灰循环再利用的关键。本文以山西某煤电公司... 详细信息

粉煤灰是大宗工业固废，粉煤灰的露天堆存不仅占用土地还会造成粉尘污染等问题。粉煤灰含有微量的重金属元素，会通过雨水淋浸进入到土壤和水体中造成重金属污染。因此，重金属元素脱除是粉煤灰循环再利用的关键。本文以山西某煤电公司粉煤灰为原料，用磁选法联合加压酸浸法对粉煤灰中的重金属进行脱除。实验结果表明：磁选可以初步实现对粉煤灰中的重金属元素的脱除。对磁选后的非磁性组分采用加压酸浸，深度脱除其中的重金属元素。通过正交实验和单因素实验发现，当加压酸浸的酸浓度为2.5 mol/L、液固比为10:1、酸浸温度为160℃和酸浸时间为3 h时，粉煤灰中重金属实现了有效脱除，其中Cd、Cr和Pb元素的脱除率分别为79.9%、61.7%和57.6%；而As、Se和Hg元素脱除率则达到96.6%、99.2%和94.3%。磁选-加压酸浸后，粉煤灰中的Cd、Cr、Pb、As、Se残渣态的占比升至92%、95%、97%、88%和59%。磁选法联合加压酸浸法可以脱除所选粉煤灰中大部分可迁移态重金属，从而提高了粉煤灰中残渣态重金属的占比，降低了粉煤灰中重金属元素的环境迁移性和提高样品的环境安全性。本文为粉煤灰的治理和资源化利用提供了理论基础。

关键词：粉煤灰重金属磁选加压酸浸脱除率

宁东典型中低阶煤热解过程中氮和硫元素赋存形态与其变迁规律的关联性研究

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煤炭转化 2024年

作者：崔明果陈慧君申岩峰鲍卫仁常丽萍王建成太原理工大学大气复合污染识别与控制山西省重点实验室太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室

作为分级转化比较理想的中低阶煤，认识和理解宁东典型中低阶煤在热转化过程中氮、硫元素迁移转化行为对污染物的调控至关重要。目前煤热转化工艺多以气化为主，其中热解作为气化的基础阶段，在煤热转化过程中至关重要，因此在深入认识... 详细信息

作为分级转化比较理想的中低阶煤，认识和理解宁东典型中低阶煤在热转化过程中氮、硫元素迁移转化行为对污染物的调控至关重要。目前煤热转化工艺多以气化为主，其中热解作为气化的基础阶段，在煤热转化过程中至关重要，因此在深入认识煤质特性的基础上，研究宁东地区典型中低阶煤所含硫、氮元素在热解过程中的迁移与转化规律，实验结果不仅有望为宁东中低阶煤的热转化工艺条件优化及污染物控制提供理论依据，也可为目前的气化工艺过程污染物调控提供基础数据。基于此，以宁东地区的羊场湾煤(YCW)、上湾精煤(SW)与梅花井煤(MHJ)为研究对象，使用固定床反应器，探究三种不同硫含量的煤在热解过程中HCN、NH3与H2S的释放规律，主要考察了元素赋存形态、热解温度(10 ℃/min，300 ℃～900 ℃)与升温速率(3 ℃/min～10 ℃/min，900 ℃)对氮、硫元素迁移转化的影响。结果表明：HCN的释放量随着温度升高而逐渐增加；NH3的释放主要集中在500 ℃～900 ℃，其最大释放峰温为700 ℃；H2S的释放主要集中在400 ℃～900 ℃，其最大逸出峰温为600 ℃和800 ℃，分别对应于硫铁矿硫与部分不稳定有机硫的分解。较高的灰分含量能够阻止自由基间相互结合，使更多的含氢自由基与含氮自由基结合生成HCN；季氮含量越高，NH3的释放量越大；不稳定有机硫占比越高的煤样H2S的释放越多。适宜的升温速率有利于HCN发生二次反应生成NH3；随着升温速率的增大，产生热滞后现象；当升温速率由3 ℃/min提高至10 ℃/min时，MHJ的HCN、NH3和H2S的转化率均呈明显下降趋势，HCN的转化率由4.02%降至1.28%，NH3转化率由13.80%降为3.91%，H2S转化率由38.33%降至26.04%。综上，元素赋存形态、热解温度与升温速率对热解过程中氮、硫元素迁移影响均较大。灰分含量、季氮含量与不稳定有机硫含量较低的煤样在10 ℃/min的热解条件下，氮、硫污染物的释放较低，对环境影响较小。

关键词：煤热解氮迁移硫迁移热解温度升温速率元素赋存形态

气流床煤气化细渣分级浮选及EDLVO理论分析

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化工进展 2024年

作者：樊盼盼樊晓婷杨进进樊民强董连平鲍卫仁王建成太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室太原理工大学矿业工程学院太原理工大学化学工程与技术学院太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室

煤气化渣是煤气化过程中产生的固体废弃物，其资源化利用制约着现代煤化工产业绿色、低碳发展。煤气化细渣粒度细、质量小、动量低的特点造成浮选过程中高灰分微细矿物在浮选泡沫产品中的夹带，严重影响了浮选精炭产品质量。本文采用分... 详细信息

煤气化渣是煤气化过程中产生的固体废弃物，其资源化利用制约着现代煤化工产业绿色、低碳发展。煤气化细渣粒度细、质量小、动量低的特点造成浮选过程中高灰分微细矿物在浮选泡沫产品中的夹带，严重影响了浮选精炭产品质量。本文采用分级浮选的工艺对煤气化细渣进行了浮选条件优化。+0.045 mm粒度级煤气化细渣采用载体浮选，研究了载体添加比例对浮选效果的影响。试验结果表明，提高载体添加量可显著增强浮选效果，设计试验条件下，浮选完善度达到71.53%，浮选精炭产品可燃体回收率为87.57%，相较于未添加载体的常规浮选方法提高了20.57%。通过EDLVO理论计算了载体颗粒与煤气化细渣颗粒间的相互作用力，载体浮选过程中，载体颗粒与煤气化渣残炭颗粒之间的静电作用力表现为吸引力，容易发生粘附行为，促进了微细颗粒的团聚，提高了浮选效果。-0.045 mm粒度级采用絮凝浮选的方法，随絮凝剂用量的增加，颗粒絮团体积增大，-0.045 mm粒度级浮选完善度呈先增大后减小的趋势，最高为39.61%，浮选精炭产品灰分降低不明显。絮团图像分析表明，絮凝剂的加入促进了颗粒之间的团聚，增大了颗粒的表观粒度。但非选择性团聚导致浮选精炭产品灰分偏高，后续应进一步提高絮凝选择性。本研究提出的煤气化渣分级浮选工艺对于降低微细粒高灰颗粒对浮选精炭的夹带作用，进一步提高精炭产品质量具有一定的理论指导意义。

关键词：煤气化渣浮选分级浮选载体浮选絮凝浮选 EDLVO理论

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煤气化细渣疏水-亲水双液炭/灰分离实验

矿产综合利用 2024年第3期45卷 63-69页

作者：薛中华董连平樊民强杨崇义王建成鲍卫仁太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 太原理工大学煤科学与技术教育部与山西省重点实验室山西太原030024

这是一篇矿业工程领域的论文。煤气化细渣是煤气化过程中产生的一种固体废物,其中残炭严重制约了其资源化利用,从煤气化细渣中提取残炭是一个紧迫的问题。本研究应用疏水-亲水双液分离技术来提取煤气化细渣中残碳,其主要的影响因素有搅... 详细信息

这是一篇矿业工程领域的论文。煤气化细渣是煤气化过程中产生的一种固体废物,其中残炭严重制约了其资源化利用,从煤气化细渣中提取残炭是一个紧迫的问题。本研究应用疏水-亲水双液分离技术来提取煤气化细渣中残碳,其主要的影响因素有搅拌速度、搅拌时间、疏水液体用量、矿浆浓度、矿浆温度和疏水液体种类。疏水-亲水双液分离技术对煤气化细渣有优异的提碳降灰效果,其碳产品的灰分可达30%以下,灰质产品的灰分可达95%以上。通过表征分析揭示了分离机理,结果表明残炭对煤油的吸附强度远超灰质,使得煤油处理过的残炭疏水性大幅度增加,容易被油相捕获。本研究可为煤气化细渣的高效提碳降灰提供重要指导,有助于实现煤气化固废的综合利用。

关键词：矿业工程煤气化细渣疏水液体团聚疏水-亲水双液分选

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