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煤矸石在新型动态循环淋溶装置中的淋溶特性

中国环境科学 2016年第7期36卷 2090-2098页

作者：赵洪宇李玉环宋强舒元锋吕俊鑫舒新前中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古呼和浩特010051

采用新型循环淋溶装置对煤矸石进行连续240h的淋溶实验,研究了煤矸石中重金属在淋溶过程中的溶出规律,通过向淋溶液中添加聚丙烯酰胺(CPAM)考察了固体颗粒物的沉降特性.结果表明:随着淋溶反应时间延长,煤矸石中碱金属Na元素溶于水,形成... 详细信息

采用新型循环淋溶装置对煤矸石进行连续240h的淋溶实验,研究了煤矸石中重金属在淋溶过程中的溶出规律,通过向淋溶液中添加聚丙烯酰胺(CPAM)考察了固体颗粒物的沉降特性.结果表明:随着淋溶反应时间延长,煤矸石中碱金属Na元素溶于水,形成碱性溶液,这两种因素导致淋溶反应初期淋溶液p H值升高.As、Zn离子浓度在淋溶时间为1~24h时呈上升趋势,而在24~72h,离子浓度呈下降趋势.淋溶液中Cr、Pb、Ba离子浓度在120h内均呈现上升趋势,而在120~240h,对于Cr离子来说,淋溶液的碱性环境促使Cr离子溶出率增大,但取样次数的增多也对Cr离子的浓度降低起到促进作用;淋溶液稀释和Ba离子的沉淀化合物形成,导致淋溶液中Ba离子浓度降低.120~240h,淋溶液中有机物被微生物的生化作用分解以及取样后外加塌陷区水体对淋溶液中COD和BOD起到稀释作用,使COD和BOD降低.在淋溶反应24h内,淋溶液中TON和NH_3-N出现波浪式变化,淋溶时间大于24h时,TON和NH_3-N总体呈升高趋势.随着淋溶时间延长,淋溶液中的固体颗粒物沉降速度逐渐变慢,延长了沉降时间.煤矸石中一些含氮化合物溶解于水中,使淋溶液中电离出NH_4^+离子,形成碱性环境.

关键词：煤矸石径向流循环淋溶淋溶液特性重金属

新疆富铁低阶煤在水蒸气气化过程中的矿物转化特性

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煤炭学报 2023年第3期48卷 1365-1375页

作者：吕俊鑫王永刚鲍亚寒林雄超许德平中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

富铁煤在我国分布广泛,研究富铁煤在高温高压下的矿物转化特性对于其高效利用十分必要。采用加压固定床反应器,研究了新疆准东富铁低阶煤(ZC)在水蒸气气化过程中的矿物转化特性。利用XRD、SEM-EDS和拉曼光谱等手段对原煤、热解半焦和气... 详细信息

富铁煤在我国分布广泛,研究富铁煤在高温高压下的矿物转化特性对于其高效利用十分必要。采用加压固定床反应器,研究了新疆准东富铁低阶煤(ZC)在水蒸气气化过程中的矿物转化特性。利用XRD、SEM-EDS和拉曼光谱等手段对原煤、热解半焦和气化过程的残渣进行了矿物组成、形貌特征和有机碳微观结构分析。研究发现,典型新疆富铁低阶煤中的铁主要以菱铁矿和铁闪锌矿的形式存在。在灰化过程中,500℃温度使原煤中的含铁矿物转化为赤铁矿,标准灰化温度815℃部分形成铁尖晶石和铁橄榄石等含铁的低温共熔玻璃体。在氮气气氛下热解,半焦中铁的存在形式主要是单质铁。典型新疆富铁低阶煤在水蒸气气化过程中,首先在炭基体表面形成含钙、钠的硅铝酸盐低熔点矿物相。随着气化压力的增加,这种低熔点矿物相含量增加,说明压力能够促进含钙、钠低熔点硅铝酸盐的生成。压力升高到3 MPa,钙铁斜长石晶相含量增加,升高的压力能够促进富铁矿物参与到硅铝酸盐玻璃相的形成过程中,这将使灰的熔融温度进一步降低。气化时间对矿物转化的影响较为复杂,随着气化时间的增加,气化残渣中含铁矿物相的种类和含量都有所增加,在气化时间3 h条件下,主要生成含铁的硅铝酸盐低温共熔物和含铁硅酸盐,如钙铁辉石和钙铁榴石,这主要是因为随着气化时间的增加,阻碍灰分颗粒相互接触的炭基体消失,使得矿物相得到充分的接触。未反应的含铁矿物在气化剂的存在下被氧化生成赤铁矿。含铁矿物的存在,同时也促进了低温共熔物在炭基体表面的聚集,在一定程度上抑制了碳结构由有序向无定型的转化。

关键词：富铁煤低阶煤气化无机矿物碳结构

压力对溶剂法脱除焦油沥青中固体颗粒物的影响

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化工进展 2021年第2期40卷 763-770页

作者：李磊王永刚林雄超吕俊鑫何金张玉坤中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

精制沥青是制备各种功能炭材料的前体,焦油沥青需要预处理脱除其中的固体颗粒物(称为喹啉不溶物,QI)以得到精制沥青,压力是脱除QI的重要条件。本文以煤焦油沥青和添加生物质沥青的混合沥青为原料,研究压力对溶剂法脱除固体颗粒物的影响... 详细信息

精制沥青是制备各种功能炭材料的前体,焦油沥青需要预处理脱除其中的固体颗粒物(称为喹啉不溶物,QI)以得到精制沥青,压力是脱除QI的重要条件。本文以煤焦油沥青和添加生物质沥青的混合沥青为原料,研究压力对溶剂法脱除固体颗粒物的影响,测试不同压力下精制沥青的QI含量及产率,利用纳米粒度分析仪、扫描电子显微镜和高温黏度测定仪对QI颗粒形貌、粒度及脱除体系黏度进行表征和测定,分析压力对固体颗粒物絮凝沉降的影响规律。研究结果表明,增加压力对沥青收率升高有明显影响,使精制煤焦油沥青的收率由常压的64.6%(质量分数)提升至1MPa时的84.3%(质量分数),精制沥青的QI含量维持在0.06%~0.1%(质量分数)之间。添加15%生物质沥青的混合沥青,产率则由常压时的55.7%(质量分数)提升至1MPa时的72.5%(质量分数)。压力对精制沥青的QI含量影响较小,压力增大,溶剂对沥青组分尤其是重质组分的溶解能力增强,使精制沥青产率升高。较高压力也使体系的黏度略微增大,造成部分QI颗粒沉降困难,不过影响较小。中间相沥青制备的结果表明,精制沥青可以制备出具有流域型结构的中间相沥青,添加生物质沥青更好地改进了流域型的显微结构。

关键词：溶剂萃取沉降分离热解

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新疆淖毛湖长焰煤地下催化热解的反应特性

煤炭转化 2017年第3期40卷 28-33页

作者：梁新星吕俊鑫舒新前中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京博士后100083

设计了适合于地下催化热解/气化的错时喷射催化剂添加装置,在卧式热解反应器中使用四种典型催化剂对新疆淖毛湖长焰煤进行地下催化热解模拟实验.结果表明:四种催化剂可有效提高热解气中H_2和CO组分及气态产物产率,催化活性由大到小依次... 详细信息

设计了适合于地下催化热解/气化的错时喷射催化剂添加装置,在卧式热解反应器中使用四种典型催化剂对新疆淖毛湖长焰煤进行地下催化热解模拟实验.结果表明:四种催化剂可有效提高热解气中H_2和CO组分及气态产物产率,催化活性由大到小依次为8%Na_2CO_3溶液(8%为质量分数,下同),10%Ca(OH)_2溶液,10%CaO粉末,6%FNC(复合催化剂(Fe_2O_3-Na_2CO_3-Ca(OH)3));活性较高的Na_2CO_3溶液和Ca(OH)_2溶液使热解气中H_2组分提高了19%(体积分数),CO组分增加1.2倍,CH_4组分在低温热解区有所增加,但在600℃以上热解时无明显效果.半焦和焦油产率较催化前分别下降30%和20%~70%,煤气产率提高1.4倍~1.6倍.从催化活性和成本分析,在地下催化热解过程中主催化剂可选择Ca(OH)_2溶液,并配置活性最高的Na_2CO_3溶液作为辅助催化剂.

关键词：长焰煤地下催化热解催化剂活性热解气错时喷射

钙、镍离子负载方式对烟煤热解-气化特性影响及煤焦结构分析

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煤炭学报 2015年第12期40卷 2939-2947页

作者：赵洪宇李玉环任善普宋强吕俊鑫舒元锋阎杰曾鸣舒新前中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古呼和浩特010000 河北建筑工程学院土木工程学院河北张家口075000

为研究采用不同负载方式负载钙离子和镍离子后烟煤的热解气相产物分布、焦油组分分布、半焦的碳微晶结构特性,在实验室小型固定床反应器上对酸洗后采用不同负载方式负载钙离子和镍离子的贺西烟煤进行热解实验。通过扫描电镜-能谱分析仪(... 详细信息

为研究采用不同负载方式负载钙离子和镍离子后烟煤的热解气相产物分布、焦油组分分布、半焦的碳微晶结构特性,在实验室小型固定床反应器上对酸洗后采用不同负载方式负载钙离子和镍离子的贺西烟煤进行热解实验。通过扫描电镜-能谱分析仪(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、静态氮吸附仪等实验设备探索钙、镍离子不同负载方式的煤样热解后煤焦物理、化学结构变化。实验结果表明:由于离子交换法负载的金属是将活性组分与煤的大分子有机结构相结合,而浸渍法则使活性组分进入煤的孔隙中,机械混合只是使活性组分存在于煤颗粒外表面,活性组分存在状态的不同,进而导致热解反应性出现差异变化。H-EX-Ca,H-IM-Ca,H-MM-Ca生成轻质焦油分别为2.15%,2.17%,1.87%,此时轻质焦油(沸点低于360℃)占总焦油的质量分数分别为46.24%,38.96%,29.36%。与负载镍离子相比,采用离子交换和浸渍法负载的钙离子对于重质焦油的催化裂解作用较强。负载的金属离子分布越均匀,煤焦的微晶结构参数(堆垛高度Lc、微晶尺寸La及晶层间距dm)变化程度越小,进而阻碍煤焦的石墨化进程,提高煤焦的气化反应性。

关键词：烟煤热解负载方式金属离子产物特性碳微晶结构动力学

地方传统艺术融入初中美术教育的实践——以泉州木雕为例

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新课程研究 2024年第27期 81-83页

作者：吕俊鑫福建省泉州市南安南星中学

在当前多元文化交融的教育背景下，初中美术课程正面临着新的机遇与挑战。课后辅导作为美术课程的有机补充，被赋予了更深远的意义。尤其是在地方传统艺术领域，课后辅导为师生提供了共同研讨和实践的宝贵场所。教师通过设计系统性的课... 详细信息

在当前多元文化交融的教育背景下，初中美术课程正面临着新的机遇与挑战。课后辅导作为美术课程的有机补充，被赋予了更深远的意义。尤其是在地方传统艺术领域，课后辅导为师生提供了共同研讨和实践的宝贵场所。教师通过设计系统性的课后辅导课程，不仅能够深化学生对地方艺术形式的认知，还能够培养他们对民族文化的认同感和创新精神。

关键词：初中美术课后辅导地方传统艺术

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地下催化热解对无烟煤焦结构的影响研究

煤炭工程 2018年第1期50卷 121-123,127页

作者：梁新星吕俊鑫舒新前中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

由于地下热解或者气化的原料为几百米甚至千米以下的原始煤层,地面催化法很难直接用于地下催化热解或者气化。文章设计了特殊的地下催化热解法,在卧式热解反应器中使用Ca(OH)_2催化剂对新疆昌吉某无烟煤进行了催化热解实验,获得了催化... 详细信息

由于地下热解或者气化的原料为几百米甚至千米以下的原始煤层,地面催化法很难直接用于地下催化热解或者气化。文章设计了特殊的地下催化热解法,在卧式热解反应器中使用Ca(OH)_2催化剂对新疆昌吉某无烟煤进行了催化热解实验,获得了催化前后的热解煤焦并对煤焦进行了比表面积、XRD及煤焦气化反应活性测试。实验结果表明:Ca(OH)_2活化了热解煤焦,使比表面迅速增加,孔径分布更加复杂;催化剂加快了煤中有机官能团的热裂解,阻碍了芳香族自由基的热缩聚反应,延缓了热解半焦的有序化与石墨化进度并使煤焦反应活性能力提高。

关键词：地下催化热解催化剂无烟煤煤焦

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高温配煤对新疆高碱煤灰熔融特性的影响

洁净煤技术 2023年第7期29卷 125-132页

作者：吕俊鑫林雄超吾买尔江·卡瓦杨远平鲍亚寒丁华王永刚煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100028 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 清华大学机械工程学院北京100084 兖矿新疆煤化工公司新疆乌鲁木齐830011

为了研究配煤对新疆高碱煤灰熔融行为的影响机制,采用碱金属含量差异较大的2种典型新疆准东煤按不同比例混合,探究混煤灰熔融过程中各个特征温度的影响规律及调控机制。利用XRD、SEM-EDX、XRF等对样品进行分析表征,考察单一煤灰和混煤... 详细信息

为了研究配煤对新疆高碱煤灰熔融行为的影响机制,采用碱金属含量差异较大的2种典型新疆准东煤按不同比例混合,探究混煤灰熔融过程中各个特征温度的影响规律及调控机制。利用XRD、SEM-EDX、XRF等对样品进行分析表征,考察单一煤灰和混煤灰在高温下的化学组成、矿物组成和微观形貌演变规律。利用Factsage对煤灰在高温下的相态转变及矿物组成变化进行热力学计算,揭示配煤对新疆高碱煤灰高温熔融行为的影响机制。结果表明,高碱煤灰中较高含量Na 2 O,在高温下形成长石类矿物,是导致灰熔融特性温度较低的主要原因。配煤改变了煤灰化学组成,使得煤灰中矿物质在高温下的演化行为发生变化,从而决定了混煤灰具有不同的熔融特性。但混煤灰的熔融温度变化与配煤比例呈现非线性关系。当MC煤与BS煤配比为1∶4时,混煤灰具有最低的灰熔融温度,当MC煤与BS煤配比为4∶1时,混煤灰熔融温度最高。高温煤灰中低熔点矿物拉长石、透辉石和培长石能够与石英和莫来石发生低温共熔,导致灰熔融温度降低。热力学计算结果表明,长石、堇青石、辉石和石英矿物质之间相互作用,在高温下形成低熔融温度共熔体,使得形成液相温度降低。热力学计算结果与X射线衍射结果具有相似性。

关键词：高碱煤熔融特性配煤 Factsage

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褐煤弱氧化改质脱水水质对比分析

煤炭工程 2016年第11期48卷 115-119页

作者：王小华赵洪宇李玉环宋强吕俊鑫舒新前中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古呼和浩特010000

为实现褐煤提质并解决褐煤主产地干旱缺水问题,采用自行设计的固定床反应器及电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对锡林郭勒褐煤进行不同干燥介质脱水并对冷凝水水质进行对比分析,同时对不同干燥温度下的煤样在干燥过程中产生的气体产率也... 详细信息

为实现褐煤提质并解决褐煤主产地干旱缺水问题,采用自行设计的固定床反应器及电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对锡林郭勒褐煤进行不同干燥介质脱水并对冷凝水水质进行对比分析,同时对不同干燥温度下的煤样在干燥过程中产生的气体产率也进行了研究。结果表明：两种不同粒径煤样随着干燥时间延长,煤样含水率逐渐降低,且脱水温度越高,含水率越低。相同干燥条件下,0.5～0mm煤样冷凝水中COD、BOD、NH3-N和TON值略大于6～3mm煤样。四种重金属离子的析出量均随着脱水温度的升高而逐渐增大,但煤样干燥冷凝水中重金属离子含量远低于地表水环境质量V类标准基本项目标准限值。氧气作为干燥介质时,CO2和CO的产生除了煤样自身发生分解之外,另一部分CO2和CO的产生来自煤样在干燥过程中发生的弱氧化反应。

关键词：褐煤脱水水质分析重金属低温氧化气体产率