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高碱煤与煤矸石掺烧SO_(2)和NO减排及结渣抑制研究

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化工学报 2022年第12期73卷 5581-5591页

作者：黄顺进张丽颜井冲王志刚雷智平李占库任世彪王知彩水恒福安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学计算机科学与技术学院安徽马鞍山243002 德州学院化学与化学工程学院山东德州253023

结渣和沾污是高碱煤燃烧锅炉中普遍存在的难题。同时,源于采煤和洗煤的大量固废煤矸石出于经济和生态考虑亦须实现减量化处理和资源化利用。基于此,通过掺烧高碱煤与煤矸石抑制煤灰沾污和结渣发生以及实现煤矸石的资源化利用,同时考察... 详细信息

结渣和沾污是高碱煤燃烧锅炉中普遍存在的难题。同时,源于采煤和洗煤的大量固废煤矸石出于经济和生态考虑亦须实现减量化处理和资源化利用。基于此,通过掺烧高碱煤与煤矸石抑制煤灰沾污和结渣发生以及实现煤矸石的资源化利用,同时考察掺烧过程中污染气体(SO_(2)和NO)的释放及减排行为。结果表明,高碱煤与煤矸石静态的掺烧反应服从三维扩散模型,在一定比例下掺烧反应活化能低于单一燃料燃烧的活化能。掺烧过程中焦炭和CO可还原NO,同时灰分中过渡金属组分可促进NO原位减排,而SO_(2)的减排效果很大程度上取决于两燃料的掺烧比例及其灰分组成。掺烧过程中碱金属有效固留于灰渣中,从而降低煤灰沾污和结渣倾向,而碱土金属(Ca,Mg等)可同时与灰分组成中的硅铝及气相中SO_(2)发生竞争反应。此外,通过改变掺烧煤矸石矿物组成可调节灰渣组成及熔融温度。本研究结果可为通过掺烧高碱煤与煤矸石来缓解锅炉沾污和结渣难题提供科学参考。

关键词：结渣和沾污高碱煤煤矸石 SO_(2)和NO减排灰熔融温度

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高温煤焦油增韧酚醛泡沫的制备及性能表征

燃料化学学报 2022年第5期50卷 530-537页

作者：程锦远李占库闫洪雷雷智平颜井冲任世彪王知彩康士刚水恒福安徽工业大学化学与化工学院煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243032

以高温煤焦油为原料,部分替代石油基苯酚合成可发泡性酚醛树脂,通过发泡工艺制备煤焦油酚醛泡沫。利用气相色谱质谱仪和红外光谱仪分别对高温煤焦油和酚醛泡沫进行分析表征;采用光学显微镜、热重分析仪、极限氧指数仪、导热系数仪等对... 详细信息

以高温煤焦油为原料,部分替代石油基苯酚合成可发泡性酚醛树脂,通过发泡工艺制备煤焦油酚醛泡沫。利用气相色谱质谱仪和红外光谱仪分别对高温煤焦油和酚醛泡沫进行分析表征;采用光学显微镜、热重分析仪、极限氧指数仪、导热系数仪等对酚醛泡沫的表观形貌、压缩强度、粉化率、热稳定性、阻燃性能和隔热性能进行表征。结果表明,煤焦油酚醛泡沫的压缩强度有所降低,但是泡沫的韧性提高,其粉化率下降。同时煤焦油酚醛泡沫具有良好的热稳定性,当替代率为10%−15%时,极限氧指数最高为36.1%,导热系数最低为0.034 W/(m·K)。这说明,高温煤焦油能够部分替代苯酚制备出性能优良的酚醛泡沫,为高温煤焦油的高值化利用提供了新的思路。

关键词：高温煤焦油酚醛树脂酚醛泡沫增韧

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低温煤焦油增韧酚醛泡沫的制备及性能表征

燃料化学学报（中英文） 2023年第6期51卷 748-756页

作者：程锦远李占库闫洪雷雷智平颜井冲任世彪王知彩康士刚水恒福安徽工业大学化工学院煤清洁转化与高值化利用省重点实验室安徽马鞍山243002

本研究以低温煤焦油为原料,部分替代石油基苯酚制备煤焦油基酚醛泡沫(CPF),对CPFs的化学结构、表观形貌、压缩强度、粉化率、热稳定性、阻燃性能和隔热性能进行了表征。结果表明,CPFs与常规酚醛泡沫的化学结构相似。与常规酚醛泡沫相比,... 详细信息

本研究以低温煤焦油为原料,部分替代石油基苯酚制备煤焦油基酚醛泡沫(CPF),对CPFs的化学结构、表观形貌、压缩强度、粉化率、热稳定性、阻燃性能和隔热性能进行了表征。结果表明,CPFs与常规酚醛泡沫的化学结构相似。与常规酚醛泡沫相比,30%CPF和40%CPF的压缩强度分别增加了18.3%和55.9%;且由于脂肪结构如烷基酚的引入,使得泡沫的韧性显著提高,其粉化率分别下降了22.9%和50.8%。此外,CPFs在低温下的热稳定性增加。尽管CPFs的极限氧指数下降,导热系数增加,但依然保持较好的阻燃和隔热性能。这说明低温煤焦油能够高比例地替代苯酚制备出性能优良的酚醛泡沫,为低温煤焦油的高值化利用提供了新的思路。

关键词：低温煤焦油酚醛泡沫韧性表征

锡林郭勒褐煤在超临界水和不同气氛下的液化性能

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煤炭转化 2022年第1期45卷 43-49页

作者：张恺王知彩雷智平任世彪康士刚颜井冲李占库水恒福安徽工业大学化学与化工学院煤洁净转化与高值化利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243002

研究了锡林郭勒褐煤在超临界水和N_(2)气氛下,以及K_(2)CO_(3),FeS+S和KOH三种催化剂分别作用下的液化性能,并与其在供氢溶剂四氢萘和H_(2)气氛下的液化性能进行比较。结果表明:锡林郭勒褐煤在供氢溶剂四氢萘和H_(2)气氛下具有较高的液... 详细信息

研究了锡林郭勒褐煤在超临界水和N_(2)气氛下,以及K_(2)CO_(3),FeS+S和KOH三种催化剂分别作用下的液化性能,并与其在供氢溶剂四氢萘和H_(2)气氛下的液化性能进行比较。结果表明:锡林郭勒褐煤在供氢溶剂四氢萘和H_(2)气氛下具有较高的液化活性,在420℃、无催化剂条件下褐煤的液化转化率和油水气收率分别为76.8%和51.0%;而在相同温度、添加5%甲酸的超临界水和N_(2)气氛下,褐煤的液化转化率和油水气收率分别降为32.0%和29.2%,且褐煤液化主要转化为附加值高的油气部分。K_(2)CO_(3),FeS+S和KOH三种催化剂对锡林郭勒褐煤在超临界水中液化都具有较好的催化活性,按催化活性由高到低排序为K_(2)CO_(3),FeS+S,KOH;420℃时K_(2)CO_(3)对锡林郭勒褐煤具有最好的催化效果,褐煤的液化转化率和油水气收率最高,分别为46.5%和42.2%。气氛对锡林郭勒褐煤在超临界水中的液化性能具有较大的影响,在CO气氛下锡林郭勒褐煤的液化活性最高,420℃时褐煤的液化转化率和油水气收率最高,分别为52.2%和44.4%。这是由于在CO气氛下能够发生水煤气变换反应,可以为液化过程提供原位活性H,从而促进了油气收率和液化转化率的提高。

关键词：褐煤超临界水催化剂 N_(2)气氛液化

研究论文高碱煤与煤矸石掺烧SO和NO减排及结渣抑制研究

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化工学报 2022年

作者：黄顺进张丽颜井冲王志刚雷智平李占库任世彪王知彩水恒福安徽工业大学化学与化工学院安徽工业大学计算机科学与技术学院德州学院化学与化学工程学院

结渣和沾污现象是高碱煤燃烧锅炉中普遍存在的难题。同时，源于采煤和洗煤的大量固废煤矸石出于经济和生态考虑亦需实现减量化处理和资源化利用。基于此，本文通过掺烧高碱煤与煤矸石抑制煤灰沾污和结渣发生以及实现煤矸石的资源化利用... 详细信息

结渣和沾污现象是高碱煤燃烧锅炉中普遍存在的难题。同时，源于采煤和洗煤的大量固废煤矸石出于经济和生态考虑亦需实现减量化处理和资源化利用。基于此，本文通过掺烧高碱煤与煤矸石抑制煤灰沾污和结渣发生以及实现煤矸石的资源化利用，同时考察掺烧过程中污染气体(SO和NO)的释放及减排行为。结果表明，高碱煤与煤矸石静态掺烧反应服从三维扩散模型，在一定比例下掺烧反应活化能低于单一燃料燃烧的活化能。掺烧过程中焦炭和还原性气体CO及灰分中过渡金属组分可催化NO原位还原减排，而SO的减排效果很大程度上取决于两燃料的掺烧比例及其灰分组成。掺烧过程中碱金属有效固留于灰渣中，从而降低煤灰沾污和结渣倾向，而碱土金属(Ca，Mg等)参与硅铝成分与SO脱除(即固硫)的竞争反应。此外，通过改变掺烧煤矸石矿物组成可调节煤灰组成及熔融温度。本研究结果可为通过掺烧高碱煤与煤矸石来缓解锅炉沾污和结渣难题提供科学参考。

关键词：结渣和沾污高碱煤煤矸石 SO 和NO减排灰熔融温度

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基于煤基腐殖酸的高效减水剂合成与性能表征

化工进展 2023年第7期42卷 3634-3642页

作者：王知彩刘伟伟周璁潘春秀闫洪雷李占库颜井冲任世彪雷智平水恒福安徽工业大学化学与化工学院煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243032

为了探索褐煤高值化利用途径,利用2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠(AMPS)和丙烯酸(AA)分别对褐煤氧化解聚腐殖酸(OHA)和商品化腐殖酸(NHA)进行接枝共聚改性,制备了两种煤基腐殖酸(CHA)高效减水剂,考察了接枝共聚物结构及其单体配比对水泥... 详细信息

为了探索褐煤高值化利用途径,利用2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠(AMPS)和丙烯酸(AA)分别对褐煤氧化解聚腐殖酸(OHA)和商品化腐殖酸(NHA)进行接枝共聚改性,制备了两种煤基腐殖酸(CHA)高效减水剂,考察了接枝共聚物结构及其单体配比对水泥砂浆和净浆流动度的影响,结合接枝共聚物结构表征对两种CHA高效减水剂的吸附性能及砂浆流动性、减水率、坍落度和机械强度等应用性能进行了评价,并与商品减水剂FDN-C进行了对比。结果显示,AMPS与AA接枝共聚改性可以显著提高CHA的水泥浆体流动性和减水率。其中,AA/AMPS=0.15时,接枝共聚物的改性效果最好;OHA接枝共聚改性效果优于NHA。OHA和NHA接枝共聚物的混凝土减水率分别达到24%和22%,28d抗压强度分别提升31.7%和40.0%,并且保坍能力明显高于FDN-C。CHA的芳香度高及含有丰富的酚羟基和羧基,有利于AMPS和AA接枝共聚反应,可以作为石油替代品用于制备水泥等材料的高效分散剂。

关键词：褐煤氧化腐殖酸高效减水剂合成分散吸附

重油热稳定性及其对油煤共加氢液化性能的影响

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煤炭转化 2022年第6期45卷 62-71页

作者：王知彩涂明远潘春秀孙磊康士刚李占库颜井冲任世彪雷智平水恒福安徽工业大学化学与化工学院煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243032

以长庆催化裂化重油(FCC)和催化裂解重油(DCC)两种重油及魏墙煤(WQ)为原料,通过重油热处理、加氢处理及油煤共液化,利用元素分析、红外光谱分析及热重分析等手段对产物结构组成进行了分析表征,考察了两种重油热稳定性及其对油煤共加氢... 详细信息

以长庆催化裂化重油(FCC)和催化裂解重油(DCC)两种重油及魏墙煤(WQ)为原料,通过重油热处理、加氢处理及油煤共液化,利用元素分析、红外光谱分析及热重分析等手段对产物结构组成进行了分析表征,考察了两种重油热稳定性及其对油煤共加氢液化性能的影响。结果表明:重油高温热稳定性较差,热处理后正己烷不溶物质量分数明显提高;FCC易于脱氢芳构化,DCC以极性组分缩合为主,催化加氢能够抑制FCC高温脱氢;以FeS+S为催化剂催化时,供氢溶剂四氢萘(THN)中WQ液化转化率显著高于非供氢溶剂甲苯中WQ液化转化率,440℃时THN溶剂中WQ转化率最高,达到71.2%;油煤共加氢液化时,FCC和DCC都可以不同程度促进WQ转化,两种溶剂中WQ共液化转化率最高分别达到80.3%(FCC,420℃)和83.5%(DCC,420℃),但是沥青烯(AS)和前沥青烯(PA)等重质产物收率高;重油热稳定性是影响油煤共液化及液化产物分布的重要因素,重油主要通过自身缩合以及与煤共液化产物作用形成重质产物;FCC/WQ共液化重质产物以AS为主,主要来自于FCC脱氢缩合;DCC/WQ共液化时DCC极性组分缩合形成以PA为主的重质产物;较低温度(低于420℃)下,FCC脱氢缩合程度低,与WQ共液化匹配性好;较高液化温度(不低于420℃)可抑制DCC极性组分缩合,DCC适合与WQ高温共液化。

关键词：魏墙煤重油热稳定性共加氢液化性能

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图像分析法测定煤的显微组分

煤炭科学技术 2003年第6期31卷 23-24,58页

作者：张代林任世彪安徽工业大学化工与环境学院安徽马鞍山243002

通过Optimas6 5图像处理与分析软件 ,对 6种单种炼焦煤样的煤岩显微组分图进行分割和统计 ,确定出最佳的灰度阈值 ,并用该灰度阈值对单种煤各显微组分进行阈值分割和识别 ,实现了用图像分析法对单种煤煤岩显微组分的测定。与传统数点... 详细信息

通过Optimas6 5图像处理与分析软件 ,对 6种单种炼焦煤样的煤岩显微组分图进行分割和统计 ,确定出最佳的灰度阈值 ,并用该灰度阈值对单种煤各显微组分进行阈值分割和识别 ,实现了用图像分析法对单种煤煤岩显微组分的测定。与传统数点测定方法相比 ,图像分析法具有准确性高。

关键词：图像分析煤显微组分

镍盐前体对Ni/γ-Al_2O_3催化剂催化加氢活性的影响

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催化学报 2007年第7期28卷 651-656页

作者：任世彪邱金恒王春燕许波连范以宁陈懿南京大学化学化工学院介观化学教育部重点实验室江苏省纳米技术重点实验室江苏南京210093

用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、程序升温还原、CO化学吸附和微反应测试等方法研究了不同镍盐前体制备的负载型Ni/γ-Al2O3催化剂的结构和催化α-蒎烯加氢活性.结果表明,用醋酸镍前体制备的催化剂的催化加氢活性远高于用硝酸镍前体... 详细信息

用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、程序升温还原、CO化学吸附和微反应测试等方法研究了不同镍盐前体制备的负载型Ni/γ-Al2O3催化剂的结构和催化α-蒎烯加氢活性.结果表明,用醋酸镍前体制备的催化剂的催化加氢活性远高于用硝酸镍前体制备的催化剂,并且这种催化加氢活性的差异与不同前体制备的Ni O/γ-Al2O3样品表面Ni2+的分散状态及还原度密切相关.当Ni2+负载量远低于其在γ-Al2O3载体表面上的分散容量时,Ni2+优先嵌入载体表面四面体空位,随着Ni2+负载量的增加,嵌入载体表面八面体空位的Ni2+的比例增大.由于醋酸根阴离子对γ-Al2O3载体表面四面体空位的屏蔽效应大于硝酸根阴离子,在醋酸镍前体制备的Ni O/γ-Al2O3样品表面,Ni2+倾向于嵌入载体表面八面体空位且易被还原为金属态Ni0,故用醋酸镍前体制备的Ni/γ-Al2O3催化剂的催化α-蒎烯加氢活性高于用硝酸镍前体制备的催化剂.

关键词：镍氧化铝负载型催化剂前驱体 α-蒎烯催化加氢