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Mn基低温脱硝催化剂性能优化研究进展

工程科学学报 2025年第1期47卷 142-157页

作者：许芸邬博宇庄柯张乾徐静馨张深根朱法华张柏林国家能源集团科学技术研究院有限公司低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室南京210023 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

氮氧化物(NO_(x))是我国首要大气污染物,主要采用选择性催化还原(SCR)技术进行排放控制.研发高效、稳定的低温脱硝催化剂可避免高能耗的烟气再热,具有显著的节能降碳效益.锰氧化物(MnO_(x))因多变的化学态和丰富的晶格缺陷而表现出优良... 详细信息

氮氧化物(NO_(x))是我国首要大气污染物,主要采用选择性催化还原(SCR)技术进行排放控制.研发高效、稳定的低温脱硝催化剂可避免高能耗的烟气再热,具有显著的节能降碳效益.锰氧化物(MnO_(x))因多变的化学态和丰富的晶格缺陷而表现出优良的氧化还原性能,并具有极强的表面酸性,在催化还原NO_(x)反应中表现出良好的低温活性,但N_(2)选择性低、抗H_(2)O/SO_(2)性能差,难以实现长期的高效稳定脱硝.近年来,改性提升Mn基催化剂的研究十分广泛,加快了Mn基催化剂工业应用的步伐.本文从低温活性、N_(2)选择性和稳定性三个方面,总结了Mn基催化剂的脱硝反应机理、元素掺杂改性、催化剂结构设计等最新研究进展,指出了当前的研究重点和难点,可为下一步研究提供参考.

关键词：氮氧化物选择性催化还原锰基催化剂 N2选择性稳定性元素掺杂

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多源固废协同制备土壤固化剂及固化机理

森林工程 2025年第1期41卷 195-204页

作者：褚锋吴思吴传山马亚李骏山东高速建设管理集团有限公司济南230000 山东高速济德公路有限公司山东德州253000 山东高速工程检测有限公司济南230002

为实现冶金固废材料的高值化、规模化利用,采用冶金固废材料(高炉矿渣、粉煤灰、电石渣、石膏)协同制备土壤固化剂,通过正交配比优化试验研究不同固废材料对固化土力学性能的影响并获取最优的参数配方。系统研究固废基固化剂(SWC)固化... 详细信息

为实现冶金固废材料的高值化、规模化利用,采用冶金固废材料(高炉矿渣、粉煤灰、电石渣、石膏)协同制备土壤固化剂,通过正交配比优化试验研究不同固废材料对固化土力学性能的影响并获取最优的参数配方。系统研究固废基固化剂(SWC)固化土的力学性能(无侧限抗压强度、劈裂强度、延迟成型)和耐候性能(水稳定性、冻融循环),并与PO 42.5硅酸盐水泥(OPC)进行对比。结果表明,电石渣对固化剂体系起到重要作用,合理的石膏掺量对强度增长有积极作用;固化土的强度随SWC掺量和养护龄期的增加而增大,4%掺量下的固化土7 d无侧限抗压强度大于1 MPa,劈裂强度与OPC固化土基本相当;SWC固化土表现出更久的施工容许延迟时间,拌和后12 h内强度无下降趋势;掺量大于5%时水稳定系数大于90%,同掺量下抗冻系数与水泥相比提高3%~5%,具备良好的水稳定性与抗冻性;X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析表明,SWC固化土在水化过程中会生成膨胀性水化产物钙矾石(AFt)和硅酸钙(C-S-H),钙矾石晶体对改善固化土的劈裂强度和抵抗开裂变形能力提高作用显著。

关键词：道路工程固化剂力学性能固化土工业固废

NiO含量对NiMo/Al2O3催化剂在焦炉煤气中噻吩加氢脱硫性能的影响

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低碳化学与化工 2025年

作者：李姣姣秦志峰李晓红杜朕屹于峰翟志强吴琼笑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山西东义煤电铝集团煤化工有限公司东莞市能源投资集团有限公司

焦炉煤气作为气体资源，常被用作化工原料，然而其中噻吩（C4H4S）等硫化物杂质的存在对催化剂具有较强毒害作用，工业上常通过二级镍钼加氢脱硫对噻吩进行深度脱除。为探究金属负载量对催化剂性能的影响，采用浸渍法制备了不同NiO含量... 详细信息

焦炉煤气作为气体资源，常被用作化工原料，然而其中噻吩（C4H4S）等硫化物杂质的存在对催化剂具有较强毒害作用，工业上常通过二级镍钼加氢脱硫对噻吩进行深度脱除。为探究金属负载量对催化剂性能的影响，采用浸渍法制备了不同NiO含量（5%、10%、15%和20%，质量分数）的NiMo/Al2O3催化剂；在反应温度250～390℃、压力1 MPa和原料空速4500 h-1条件下，对催化剂焦炉煤气噻吩加氢脱硫性能进行了测试；并通过N2吸/脱附、XRD、H2-TPR和XPS等表征手段，探究了NiO含量对NiMo/Al2O3催化剂性能的影响。结果表明，在270～370℃区间内，催化剂的C4H4S转化率从大到小依次为Ni5Mo15/Al2O3、Ni10Mo15/Al2O3、Ni15Mo15/Al2O3和Ni20Mo15/Al2O3；尤其是Ni5Mo15/Al2O3催化剂，290℃时C4H4S转化率达到70%,330℃时达到90%，明显高于其他3种催化剂。这归因于该催化剂在预硫化过程中，生成了更多活性物种MoS2，硫化程度较高；但随着NiO含量增加，可能发生NiO包覆MoO3的现象，导致催化剂硫化程度下降，催化性能减弱。

关键词： NiO含量焦炉煤气噻吩加氢脱硫 NiMo/Al O

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乳酸合成技术研究进展

山东化工 2024年第21期53卷 113-115,118页

作者：王诗桥隋建才邢涛李涛山东能源集团煤气化新材料科技有限公司山东济南250200

乳酸作为一种重要的有机酸,在食品工业、医药制造、生物可降解塑料以及农业等领域有着广泛的应用。本文综述了乳酸的合成方法,包括传统的发酵法以及新兴的化学转化法、酶化法、电化学合成法。相比之下,发酵法主要集中在基因工程菌株的... 详细信息

乳酸作为一种重要的有机酸,在食品工业、医药制造、生物可降解塑料以及农业等领域有着广泛的应用。本文综述了乳酸的合成方法,包括传统的发酵法以及新兴的化学转化法、酶化法、电化学合成法。相比之下,发酵法主要集中在基因工程菌株的改良、发酵工艺的优化、高收率稳定菌株的筛选等方面;化学转化法上研究者们正致力于改进合成路径,需要寻找更加环保和可持续的生产方法;酶化法结合了发酵法的生物相容性和化学转化法的可控性,有望在未来的乳酸生产中发挥更大的潜力;电化学合成法在工程转化上存在能耗较高的问题。并对未来乳酸合成技术的研究方向进行了展望,强调了开发高效、低成本、环境友好的乳酸生产工艺的重要性。

关键词：乳酸发酵法酶化法工艺优化

特厚煤层覆岩关键层判定及运移规律相似模拟研究

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煤炭技术 2025年第1期44卷 63-70页

作者：冉丛江王恩茂王树鑫宋炳霖苏光浩国家能源集团新疆能源有限责任公司乌鲁木齐830000 山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590

为摸清宽沟煤矿W1123工作面在实体煤及采空区下开采的覆岩运移规律,搭建综放面走向方向物理相似模拟实验模型,利用全站仪和百分表对模型回采过程中工作面覆岩运移以及下沉值进行定期全方位监测,探讨关键层及特厚煤层对覆岩垮落的影响,... 详细信息

为摸清宽沟煤矿W1123工作面在实体煤及采空区下开采的覆岩运移规律,搭建综放面走向方向物理相似模拟实验模型,利用全站仪和百分表对模型回采过程中工作面覆岩运移以及下沉值进行定期全方位监测,探讨关键层及特厚煤层对覆岩垮落的影响,分析覆岩运移规律。结果表明:层厚为15.9 m的粗粒砂岩为主关键层;W1145工作面回采至104 m时,工作面覆岩老顶垮落,形成由主关键层组成的拱形稳定结构,回采至192 m时,回采特厚煤层产生较强矿压汇集至主关键层,其控制的覆岩结构发生失稳,产生较大面积垮落,矿压显现强烈,回采结束时,最大下沉值达1.4 m;W1123工作面回采至396 m时,距工作面前方10 m处岩层出现裂隙并突然垮落,两工作面发生贯通,最大下沉值达2.6 m,回采结束时,最大下沉值达1.38 m。为采空区岩层的稳定性研究提供科学依据。

关键词：覆岩运移规律关键层物理相似模拟实体煤下沉值

聚合物辅助生成焦磷酸铌NbP1.8O7用于钠离子电池负极

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 182-188页

作者：李忠涛吕青刘涛邢涛刘海燕中国石油大学(华东)化学化工学院重质油国家重点实验室山东青岛266580 山东能源集团有限公司大型煤气化及煤基新材料国家工程研究中心山东济南250100

提出一种利用聚合物合成焦磷酸铌NbP1.8O7的简易方法,采用聚合物辅助一步煅烧,通过调控含磷聚合物的加入量来制备纯相的焦磷酸铌,调控煅烧升温速率以进一步提高负极材料的无定型化,考察电极材料的电化学性能。结果表明:优化后的电极材... 详细信息

提出一种利用聚合物合成焦磷酸铌NbP1.8O7的简易方法,采用聚合物辅助一步煅烧,通过调控含磷聚合物的加入量来制备纯相的焦磷酸铌,调控煅烧升温速率以进一步提高负极材料的无定型化,考察电极材料的电化学性能。结果表明:优化后的电极材料电化学储钠性能优异;制备5℃/min升温速率下的趋于无定形的焦磷酸铌在1 000 mA/g的电流密度下循环5 000圈后可逆放电比容量仍有164.6 mA·h/g,在2 000 mA/g的大电流密度下循环5 000圈后仍有101.37 mA·h/g的高可逆比容量。

关键词：钠离子电池负极材料聚阴离子化合物焦磷酸铌

整体煤气化燃料电池发电与甲醇联产系统运行特性

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洁净煤技术 2023年第3期29卷 49-55页

作者：孙少东李智袁本峰李延安刘云刘鑫路文学张志伟李成新西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049 山东能源集团有限公司大型煤气化及煤基新材料国家工程研究中心山东济南250000 中国科学院上海应用物理研究所上海201800

基于实际煤化工系统,开展煤气化化工与固体氧化物燃料电池、燃气透平耦合技术研究是加快IGFC工程化及商业化发展的新思路。选取山东能源集团旗下内蒙古荣信化工多喷嘴对置式水煤浆气化生产甲醇系统,借助化工流程分析软件Aspen Plus开展... 详细信息

基于实际煤化工系统,开展煤气化化工与固体氧化物燃料电池、燃气透平耦合技术研究是加快IGFC工程化及商业化发展的新思路。选取山东能源集团旗下内蒙古荣信化工多喷嘴对置式水煤浆气化生产甲醇系统,借助化工流程分析软件Aspen Plus开展煤气化化工与固体氧化物燃料电池、透平工艺流程构建,通过仿真计算研究运行参数对整体煤气化燃料电池发电与甲醇联产(IGFC-CMP)系统的影响,并对典型条件下系统化工品产出、电力和热力出力进行分析。在此基础上分析气化炉关键参数对各关键部件出力、效率及其他运行参数的影响。结果表明,甲醇生产装置联合燃料电池发电,使系统整体效率由57.71%提高至59.22%,说明新系统在能源利用效率方面具有优越性。水煤浆浓度由55%提升至60%时,对燃料电池功率和效率影响最大,对整体效率提升较小。燃料电池效率由42.46%提升至68.42%,功率由2.65 MW提升至4.22 MW,透平1功率由6.23 MW提升至6.56 MW。抽气占比由0提升至51.59%时,由于抽气量相对合成气总量不到2%,因此对甲醇产量影响较小,整体效率由59.20%提升至60.70%。通过抽取部分净化气实现“化工品-热-电”供给调节可行,建议通过设置并联备用机组实现发电机组扩容,以减少运行调控难度及维持燃料电池高效率。通过对原甲醇生产系统的优化设计,不仅提高了系统整体能效,也实现了从单一输出化工品、余热到“化工品-热-电”联供的转变,为缓解化工系统生产用电压力,优化产品多样性和经济性提供新思路。

关键词：水煤浆气化制甲醇固体氧化物燃料电池燃气透平整体煤气化燃料电池

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超分子聚合物衍生的新型Nb(PO_(4))O的制备及其在钠离子电池中的应用

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西北大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 220-229页

作者：顾鑫尚鑫超王明清刘涛邢涛李跃然李忠涛中国石油大学(华东)化学化工学院/重质油国家重点实验室山东青岛266580 山东能源集团有限公司大型煤气化及煤基新材料国家工程研究中心山东济南250100

由于资源有限和成本较高,锂电池的大规模应用受到影响。相比之下,钠资源储量丰富,作为锂的替代品逐渐得到重视。然而,由于钠离子较大的半径,在电极嵌入/脱出过程中会使材料发生较大的体积变化,导致结构坍塌。要实现钠电的高性能应用,必... 详细信息

由于资源有限和成本较高,锂电池的大规模应用受到影响。相比之下,钠资源储量丰富,作为锂的替代品逐渐得到重视。然而,由于钠离子较大的半径,在电极嵌入/脱出过程中会使材料发生较大的体积变化,导致结构坍塌。要实现钠电的高性能应用,必须研发具有长循环寿命和优良倍率性能的负极材料。通过植酸三聚氰胺超分子聚合物辅助,运用一步煅烧法合成了一种新型的聚阴离子化合物氧化磷酸铌Nb(PO 4)O。该材料具备稳定的大框架结构,保证了钠离子的快速传输;表面疏松的片状结构有利于电解液和电极之间进行传质,有效缩短扩散路径。当用作钠电负极组装钠离子电池时,在1000 mA·g^(-1)的电流密度下,3000次循环以后可逆放电比容量达到133.7 mA·h·g^(-1);在4000 mA·g^(-1)的高电流密度下,可逆比容量仍有117.9 mA·h·g^(-1),与Nb_(2)O_(5)相比,具有明显的倍率性能和超长的循环稳定性。

关键词：钠离子电池负极材料聚阴离子化合物氧化磷酸铌

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应力加载下采煤工作面卸压钻孔裂隙演化特征

煤炭技术 2025年第1期44卷 1-6页

作者：魏高明刘森易欣刘红亮孙国桢西安科技大学安全科学与工程学院西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室西安710054 山东能源集团西北矿业有限公司甘肃平凉744000

采煤工作面卸压钻孔漏风诱发的煤自燃隐患威胁矿井安全生产,研究应力加载下采煤工作面或沿空预留煤柱卸压钻孔裂隙演化特征,对有效指导煤自燃预防具有重要意义。采用理论分析和实验测试相结合的研究方法,研究了3种含孔试件在单轴应力加... 详细信息

采煤工作面卸压钻孔漏风诱发的煤自燃隐患威胁矿井安全生产,研究应力加载下采煤工作面或沿空预留煤柱卸压钻孔裂隙演化特征,对有效指导煤自燃预防具有重要意义。采用理论分析和实验测试相结合的研究方法,研究了3种含孔试件在单轴应力加载过程中的应力-应变曲线,分析和划分了试件破坏过程,确定了不同应力加载下,试件孔周围裂隙发育形态分布规律和孔周裂隙位移量。结果表明:相比完整煤试件,在各项应力加载下含孔煤试件的峰值应力强度平均降低55.49%,峰值应力超过6 MPa含孔煤试件孔周围出现T形裂隙。随着外加载应力增大,孔周裂隙扩展延伸至试件发生形变破坏,试件孔周边出现大量裂隙网络,外界应力加载过程中,试件沿孔周的径向位移和环向位移均大于0.5 mm。表明含孔试件在载荷应力作用下卸压钻孔发生形变破坏,产生大量毫米尺度的裂隙网络,在钻孔周围松动圈未及时采取裂隙封堵措施的状况下,容易长时间漏风供氧而发生煤自燃隐患。

关键词：煤自燃卸压钻孔形变破坏裂隙发育漏风供氧

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