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非极性有机溶剂提质改性印尼褐煤的理化特性研究

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中国电机工程学报 2015年第19期35卷 4965-4971页

作者：李建刘猛段钰锋马贵林黄冰冰王林伟能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 江苏省南京市210096

选取非极性有机溶剂正乙烷在高压反应釜内对印尼褐煤进行加压提质改性,分析印尼褐煤在改性前后煤质特性、孔隙结构、微观形貌以及煤中化学组分和结构的变化规律,阐明有机溶剂加压提质改性褐煤的作用机理。结果表明,褐煤改性后的固产率... 详细信息

选取非极性有机溶剂正乙烷在高压反应釜内对印尼褐煤进行加压提质改性,分析印尼褐煤在改性前后煤质特性、孔隙结构、微观形貌以及煤中化学组分和结构的变化规律,阐明有机溶剂加压提质改性褐煤的作用机理。结果表明,褐煤改性后的固产率随改性温度的升高而降低,在改性温度为300℃,压力为12 MPa时,褐煤经正己烷改性后的固产率为74.4%。印尼褐煤改性后水分含量显著降低,固定碳含量升高,[O]/[C]和[H]/[C]降低,热值大幅度提高,表明印尼褐煤经有机溶剂改性后煤阶升高。随着改性温度的升高,褐煤中大孔数量迅速增加,褐煤表面轮廓和线条逐渐清晰,煤的致密程度增加。通过13C核磁共振波谱分析,发现印尼褐煤经正己烷加压提质改性后,煤中的羰基碳和羧基碳,氧化的脂肪碳以及甲氧基碳的相对强度均减少约20%,而与氧相邻的芳香碳和质子化芳香碳的相对强度分别增加45%和14%,说明大部分含氧官能团被脱除,芳构化程度加深,煤阶提升。含氧官能团的脱除主要发生在化学位移δ147处的二羟基酚,δ55处的甲氧基和δ173处的羧基。

关键词：非极性有机溶剂褐煤加压提质改性理化特性

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褐煤提质改性对水煤浆特性的影响

煤炭科学技术 2010年第9期38卷 112-116页

作者：高志芳朱书全吴晓华安徽工业大学安徽省冶金工程与资源综合利用重点实验室安徽马鞍山243002 中国矿业大学(北京)化学与环境学院北京100083 中国科学院科技政策与管理科学研究所北京100190

根据影响水煤浆特性的因素及褐煤提质改性后的煤质特性,选取内蒙古宝日希勒褐煤和相应提质改性后煤样作为研究对象,应用激光粒度测试仪定量分析了煤样的粒度分布,采用扫描电镜(SEM)定性分析了煤样颗粒形态的变化,结合煤样的制浆结果,研... 详细信息

根据影响水煤浆特性的因素及褐煤提质改性后的煤质特性,选取内蒙古宝日希勒褐煤和相应提质改性后煤样作为研究对象,应用激光粒度测试仪定量分析了煤样的粒度分布,采用扫描电镜(SEM)定性分析了煤样颗粒形态的变化,结合煤样的制浆结果,研究了褐煤提质改性后对粒度分布的影响,分析了堆积效率与颗粒球形度的关系以及堆积效率对提质褐煤成浆性的影响。结果表明:褐煤经提质改性后,堆积效率由65.52%提高到67.88%,水煤浆浆体质量分数相应提高了9.22%,且水煤浆的流变性和稳定性均得到明显改善。

关键词：褐煤提质改性水煤浆成浆特性粒度级配堆积效率

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生物质快速热解技术及产物提质改性研究进展

生物质化学工程 2011年第6期45卷 43-48页

作者：徐俊明戴伟娣许玉蒋剑春中国林业科学研究院林产化学工业研究所生物质化学利用国家工程实验室国家林业局林产化学工程重点开放性实验室江苏省生物质能源与材料重点实验室江苏南京210042 中国林业科学研究院林业新技术研究所北京100091

综述了国内外生物质快速热解技术的研究进展,分析了不同形式的快速热解装置及其优缺点,探讨了生物油在提质改性方面存在的问题,并提出了生物油精炼的发展方向。

关键词：生物质快速热解提质改性研究进展

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生物油提质改性研究进展

化工生产与技术 2013年第1期20卷 26-28,44页

作者：卫文娟李宝霞金湓华侨大学化工学院福建厦门361021

从乳化、催化加氢、催化裂解、催化酯化、重整制氢、萃取和膜分离等7个方面阐述了生物油的提质改性技术及其研究进展。认为生物油低热值、强酸性和高粘度等特性影响了其广泛应用,因此必须对生物油进行提质改性,除了从工艺过程方面入手外... 详细信息

从乳化、催化加氢、催化裂解、催化酯化、重整制氢、萃取和膜分离等7个方面阐述了生物油的提质改性技术及其研究进展。认为生物油低热值、强酸性和高粘度等特性影响了其广泛应用,因此必须对生物油进行提质改性,除了从工艺过程方面入手外,选择合适的乳化剂、催化剂、萃取剂或半透膜以提高分离效果、降低成本并易于实现工业化将会是今后的重点研究方向。

关键词：生物油提质改性能源进展

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生物质催化热解制油及油品改性提质研究进展

洁净煤技术 2023年第2期29卷 1-13页

作者：赵荣洋杨美玲李杰常国璋王翠苹山东科技大学土木工程与建筑学院清洁能源实验室山东青岛266590

基于国家碳中和背景,生物质作为一种重要的可再生资源,其有效利用至关重要。生物质热解制油具有规模化潜力,成为目前生物质利用的主要方式。生物质热解技术按照液化方式不同分为直接液化和间接液化,但生物质直接液化所得生物油组分不稳... 详细信息

基于国家碳中和背景,生物质作为一种重要的可再生资源,其有效利用至关重要。生物质热解制油具有规模化潜力,成为目前生物质利用的主要方式。生物质热解技术按照液化方式不同分为直接液化和间接液化,但生物质直接液化所得生物油组分不稳定,间接液化所得生物油品质取决于反应器型式、反应温度及催化剂类型等,不同制备方法的生物油品质差别较大,生物油改性提质成为其实际应用的必要条件。归纳比较了生物质热解过程中提高生物油品质的催化剂类型,着重综述了原生物油分离为轻质组分和重质组分后分别改性提质的技术路线,可转化为燃气、燃油甚至化学品,实现生物油的高值化。针对轻质油组分的改性方法有水蒸气重整制氢、催化裂解、加氢脱氧、催化酯化等,催化剂类型以分子筛及贵金属为主;而重质油组分水含量低、黏性大,相关提质研究较少,目前报道以加氢、裂化、酯化、添加溶剂、气化为主。生物油提质改性方法中,催化剂、氢源、耗能是限制其规模化、工业化应用的主要原因,降低催化剂成本及提高催化剂寿命、减少氢源使用或利用低成本氢源、简化工艺及降低反应温度是生物油提质技术发展方向。

关键词：生物质热解催化剂提质改性轻质生物油重质生物油

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生物质热解油转化为清洁燃料：从催化热解到改性提质

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洁净煤技术 2023年

作者：赵荣洋杨美玲李杰常国璋王翠苹山东科技大学土木工程与建筑学院清洁能源实验室

基于不同制备方法的生物油品质差别较大，则生物油的改性提质成为其实际应用的必要条件。生物质直接液化所得生物油组分并不稳定，间接液化得到的生物油品质取决于反应器型式、反应温度以及催化剂类型等。本文归纳比较了生物质热解过程... 详细信息

基于不同制备方法的生物油品质差别较大，则生物油的改性提质成为其实际应用的必要条件。生物质直接液化所得生物油组分并不稳定，间接液化得到的生物油品质取决于反应器型式、反应温度以及催化剂类型等。本文归纳比较了生物质热解过程通过催化提高生物油品质的催化剂系列；着重综述了生物油分离为轻质组分和重质组分后分别改性提质的处理，转化为燃气或燃油甚至化学品，实现生物油的高值化。针对轻质油组分的改性方法有水蒸气重整制氢、催化裂解、加氢脱氧、催化酯化等，催化剂类型以分子筛及贵金属为主；而重质油组分水含量低、粘性大，相关提质研究较少，目前报道的以加氢、裂化、酯化、添加溶剂、气化为主。在上述生物油提质改性的方法中，催化剂、氢源、耗能是限制其规模化、工业化应用的主要原因，降低催化剂成本及提高催化剂寿命、减少氢源使用或利用低成本氢源、简化工艺及降低反应温度是生物油提质技术发展的方向。

关键词：生物质热解催化剂提质改性轻质生物油重质生物油

速生湿加松制浆特性及高纯纤维素制备与溶解再生性能研究

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速生湿加松制浆特性及高纯纤维素制备与溶解再生性能研究

作者：黄江涛华南理工大学

学位级别：硕士

造纸工业是具有天然的绿色属性和循环经济特征的产业,在我国制造业发展过程中占有很重要的地位。我国造纸原料长期不足,严重依赖进口木材、木浆和废纸等原料,而2020年全面禁止废纸进口更进一步加剧了供给问题,纤维原料已成为阻碍我国造... 详细信息

造纸工业是具有天然的绿色属性和循环经济特征的产业,在我国制造业发展过程中占有很重要的地位。我国造纸原料长期不足,严重依赖进口木材、木浆和废纸等原料,而2020年全面禁止废纸进口更进一步加剧了供给问题,纤维原料已成为阻碍我国造纸工业可持续发展的瓶颈。充分利用国内纤维原料,促进林纸结合,是解决我国造纸纤维原料问题的关键。湿加松是湿地松和加勒比松通过授粉控制的杂交后代,具有显着的杂种优势,生长快、产木量大、松香产量高、质地好,是世界上最重要的工业树种之一,已成为我国南方主要的工业原料林树种,但目前的研究主要集中在杂交育种、松脂特性、土壤特性和造林技术等,对其作为纸浆材的制浆性能研究甚少。本文以速生湿加松为原料,探究其制浆性能,并利用其制备高纯纤维素,为湿加松资源的高附加值应用开发提供技术路线、数据支撑和理论指导。（1）研究不同树龄湿加松的材化特征并进行初步的制浆性能探究,评价湿加松作为纸浆材的潜力。首先对不同树龄的湿加松的主要组分（综纤维素、木素）、少量组分（灰分、抽出物）及纤维形态进行系统分析,结合蒸煮实验,筛选出较佳树龄的湿加松;然后,对优选的湿加松进行蒸煮和ECF漂白。结果表明,10年以上树龄的湿加松具有较好的制浆性能;与其他现有的造纸原料相比,所得12年树龄湿加松漂白浆的各项性能指标处于较优的水平,是一种优良的浆纸材。（2）以12年树龄湿加松为原料,在作为纸浆材的同时,进一步对其分离纯化制备高纯纤维素,实现其高价值利用。首先探究了碱性过氧化氢预处理对原料组分的影响,其次通过低固形物硫酸盐蒸煮工艺和改良ECF漂白工艺制备湿加松高纯纤维素,最后采用冷碱抽提、生物酶处理等工艺对高纯纤维素进行提质改性,制备出符合商用质量标准的高纯纤维素。结果表明:在碱性过氧化氢预处理中,温度（90℃）和HO浓度（2.0%）对原料中的木素和半纤维素脱除效果明显;低固形物硫酸盐蒸煮工艺中,选择适宜的用碱量（25%）和液比（1∶6）,合理的碱分配（两段碱用量分配为:55∶45）和恰当的蒸煮时间分布（1.5 h∶2.5 h∶3.0 h）,有助于木素的温和脱除,减少碳水化合物的降解。冷碱抽提和生物酶处理进一步脱除了高纯纤维素中的半纤维素和木素,最终得到符合商用质量标准的高纯纤维素。（3）以上一章获得的湿加松高纯纤维素为原料,探究其溶解再生性能,有利于后续的改性与应用。首先探究了高纯纤维素在NMMO溶液中的溶解过程以及磨浆处理对纤维素溶解性能的影响,其次探究了不同纤维素质量分数和温度对纤维素溶液流变性能的影响,最后探究了再生纤维素的基本性能,并与原生纤维进行对照。结果表明:磨浆处理有利于提高纤维素的溶解速度,12000转磨浆后的纤维溶解时间（20 min）比未处理纤维（32 min）缩短了31%;纤维素溶液粘度随质量分数的增高而提高,随温度的升高而降低。与原生纤维相比,采用乙醇作为凝固浴得到的再生纤维素表观形貌被完全破坏,但纤维素构型没有发生改变,均为纤维素Ⅱ型,而无定形区增大,结晶度则由再生前的75.51%减少到72.24%。

关键词：速生湿加松制浆性能高纯纤维素提质改性溶解再生

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废轮胎热解炭熔盐热处理除杂提质机理研究

废轮胎热解炭熔盐热处理除杂提质机理研究

作者：唐华华中科技大学

学位级别：硕士

我国废轮胎产量巨大,亟待合理地处理处置。热解可以将废轮胎转化为极具应用潜力的气液固三态产物,但废轮胎热解炭杂质组分含量高、活性差,严重阻碍了其高值化应用。因此,对废轮胎热解炭进行除杂提质意义重大。针对传统除杂提质技术中存... 详细信息

我国废轮胎产量巨大,亟待合理地处理处置。热解可以将废轮胎转化为极具应用潜力的气液固三态产物,但废轮胎热解炭杂质组分含量高、活性差,严重阻碍了其高值化应用。因此,对废轮胎热解炭进行除杂提质意义重大。针对传统除杂提质技术中存在的除杂效率和环境污染等问题,本论文提出了一种熔盐热处理除杂提质方法,在脱除杂质组分的同时有效改善废轮胎热解炭的理化性质。基于废轮胎热解炭杂质组成及熔盐反应活性,筛选出了适用于废轮胎热解炭除杂的熔盐体系(Na OH-NaCO),重点探究了熔盐热处理脱除热解炭中杂质组分的影响因素和作用机理,并研究了熔盐热处理过程对废轮胎热解炭理化性质的影响。本论文主要研究结果如下:废轮胎热解炭中主要杂质组分为无机灰分和硫。其中灰分含量高达17-23%,主要成分是Zn、Si、Ca等无机元素,以Zn S、Si O、Ca CO等形式存在,其相对含量随轮胎中Zn O、Si O、Ca CO等无机组分添加量的不同而存在显著差异。此外,废轮胎热解炭硫含量高达2-3%,并且其形态分布在不同热解炭中基本一致,主要以无机硫化物和脂肪族硫形式存在。通过HSC Chemistry 6.0软件模拟计算了各典型杂质组分在不同熔盐中反应的产物分布,发现在200-600 C范围内,LiCO-NaCO-KCO、Na Cl-Ca Cl、Na NO-KNO-Na NO、Na OH-NaCO四种熔盐中Na OH-NaCO熔盐与Zn S、Si O、Ca CO等典型杂质组分反应活性最强,是适宜热解炭除杂的熔盐体系。熔盐热处理对不同废轮胎热解炭中杂质组分的脱除具有较强的普适性,脱灰率在70-90%之间。温度是影响熔盐热处理除杂效率的重要参数,在350-450 C范围内,随着温度升高,脱除效率先升高后降低,并在400 C时达到最佳;实验范围内,随着反应时间的延长和熔盐/焦炭用量比的增大,灰分脱除效率显著提升,但熔盐/焦炭用量比超过10:1后增加幅度并不明显。因为Ca CO在Na OH-NaCO熔盐中充分溶解,熔盐对Ca的脱除率普遍高于95%;由于Zn S能够与熔盐反应生成溶解性强的碱金属硫化物和锌酸钠,Zn的脱除率也能达到90%以上;而Si的脱除明显受温度和灰分组分影响,当温度升高到400 C时,Si O与熔盐反应生成NaSi O,Si脱除率最高可达到90%左右,但当温度继续升高到450 C时,NaSiO的生成会抑制Si的脱除;此外,当Zn大量存在时,ZnSi O的生成也会抑制Si的脱除。熔盐热处理后废轮胎热解炭理化性质得到明显改善。熔盐促进了热解炭表面碳质沉积物分解,使热解炭表面石墨碳含量从24.41%增加到70.90%,超过标准炭黑N550;与此同时,熔盐处理炭表面羟基含量明显增加,与橡胶分子结合能力增强,对橡胶的补强能力提升。熔盐热处理后热解炭中无机硫化物基本消失,反应性强的脂肪族硫转化为了更稳定的砜类硫,避免了其对硫化过程的干扰。此外,熔盐热处理后废轮胎热解炭粒径明显减小,平均粒径从36.63μm减小到19.08μm,达到标准炭黑N550水平,比表面积从49 m/g增加到73 m/g,表面粗糙度增加,结构度明显增大。

关键词：废轮胎热解炭熔盐热处理脱灰提质改性炭黑

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改善低阶煤成浆性能的试验研究

煤炭加工与综合利用 2011年第5期 57-58页

作者：戴爱军袁善录西北化工研究院陕西西安710600

针对低阶煤煤质特性及成浆性能差的特点,采用低温热解提质改性和配煤技术研究了如何提高低阶煤成浆性;研究表明,低温热解后的低阶煤内水减少、孔隙率下降,有利于提高其成浆性,配煤法也可改善低阶煤成浆性能。

关键词：低阶煤提质改性配煤成浆性能