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TG-FTIR研究煤油共热解产物逸出行为

燃料化学学报（中英文） 2024年第4期52卷 525-535页

作者：周晓东吴浩刘景梅黄雪莉刘婷钟梅马凤云新疆大学化学学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆乌鲁木齐830017 新疆大学化工学院新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆乌鲁木齐830017

煤油共液化过程中煤与重油先发生共热解,而后加氢转化为小分子产品。因此,阐明重油对煤热解逸出产物的影响规律是调控共液化产物组成的重要热化学基础。本研究采用TG-FTIR对比研究塔河渣油(AR)和淖毛湖煤(NMH)单独热解及其共热解过程,... 详细信息

煤油共液化过程中煤与重油先发生共热解,而后加氢转化为小分子产品。因此,阐明重油对煤热解逸出产物的影响规律是调控共液化产物组成的重要热化学基础。本研究采用TG-FTIR对比研究塔河渣油(AR)和淖毛湖煤(NMH)单独热解及其共热解过程,结合热解活化能计算,探索共热解过程中塔河渣油(AR)对淖毛湖煤(NMH)热解产物逸出产物的影响。结果表明,单独热解时AR先于NMH发生热解反应。两者1∶1(质量比)混合共热解时,相比于单独热解计算的理论值,最大失重峰温度前移7℃,失重率增加约3%,共热解平均活化能降低23.6 kJ/mol,表明AR率先热解会诱发NMH热解,降低热解反应能垒。TG-FTIR结果显示,AR产生的烷烃类自由基会与NMH热解产生的含氧自由基结合,形成醇、醚等烷基类含氧有机化合物,从而抑制煤中羧基转化为CO_(2)的过程。研究结果有助于揭示共液化反应过程中重油对煤液化产物组成的影响。

关键词：塔河渣油淖毛湖煤共热解含氧官能团诱导促进

粉煤灰基Y型分子筛的制备及其对CO_(2)加氢性能的研究

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分子催化（中英文） 2024年第3期38卷 245-253,I0003页

作者：李江圆李健庹昌民伍香连艾沙·努拉洪新疆大学化工学院新疆大学与科技部共建碳基能源化学与利用国家重点实验室新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆乌鲁木齐830017

以粉煤灰为原料制备Y型分子筛,并探究其CO_(2)加氢活性.采用化学焙烧法活化粉煤灰,以Na_(2)CO_(3)作为化学活化剂,探究焙烧温度、焙烧时间、粉煤灰与碳酸钠的质量比对活化粉煤灰的影响,实验结果表明在焙烧温度800℃、焙烧时间2 h、粉煤... 详细信息

以粉煤灰为原料制备Y型分子筛,并探究其CO_(2)加氢活性.采用化学焙烧法活化粉煤灰,以Na_(2)CO_(3)作为化学活化剂,探究焙烧温度、焙烧时间、粉煤灰与碳酸钠的质量比对活化粉煤灰的影响,实验结果表明在焙烧温度800℃、焙烧时间2 h、粉煤灰与Na_(2)CO_(3)质量比为1.0∶0.8条件下,粉煤灰焙烧后产物以霞石为主.以洗涤后产物为原料,采用水热合成法制备Y型分子筛,探究HCl/SiO_(2)比、晶种加入量、H_(2)O/SiO_(2)比、水热温度、水热时间对分子筛结晶度影响,在HCl/SiO_(2)=2.7,晶种加入量为6%,H_(2)O/SiO_(2)=80,水热温度100℃、水热时间12 h所制备的Y型分子筛结晶度最高.将所制备的Y型分子筛进行CO_(2)加氢实验,实验结果表明在反应温度600℃,反应压力为4.0 MPa条件下,CO_(2)转化率达到60%,CH_(4)选择性达44.9%.

关键词：粉煤灰分子筛 CO_(2)加氢固废物利用

碳纳米管模板导向制备煤沥青基电热材料及其性能调控研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第3期52卷 405-412页

作者：郭君卓雷智平闫洪雷贾同鑫杨雪李占库颜井冲水恒福任世彪王知彩康士刚安徽工业大学化学与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

本研究以煤沥青为原料、多壁碳纳米管为结构导向剂,通过炭化制备了形貌和结构可控的煤沥青基碳膜,考察了多壁碳纳米管对导电填料结构及碳膜电热性能的影响规律。研究发现,多壁碳纳米管掺杂导致导电填料的晶格排列有序度增加、晶格间距... 详细信息

本研究以煤沥青为原料、多壁碳纳米管为结构导向剂,通过炭化制备了形貌和结构可控的煤沥青基碳膜,考察了多壁碳纳米管对导电填料结构及碳膜电热性能的影响规律。研究发现,多壁碳纳米管掺杂导致导电填料的晶格排列有序度增加、晶格间距减小和石墨化程度提高;多壁碳纳米管的引入提高了碳膜的载流子浓度,进而显著提高了其导电性。掺杂2%碳纳米管,可使煤沥青基碳膜的载流子浓度提高3.2倍、电阻降低67%;在5、10和15 V电压下,煤沥青基碳膜的发热温度分别可达44、88和165℃,相对未掺杂碳膜分别提高了7、22和70℃,显示出极大的应用前景。

关键词：煤沥青碳膜碳纳米管模板焦耳电热性能

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准东高铁煤中伴生矿物对水煤浆成浆性能影响

洁净煤技术 2024年第6期30卷 68-74页

作者：刘啸天王珊文蓉蓉许燕凤高昊阳魏博新疆大学化工学院新疆煤炭清洁转化与化工过程自治区重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830017

准东黑山矿区将军庙二矿的准东高铁煤储量丰富,是优质动力煤产区,以该煤样为原料煤,考察煤中主要伴生矿物对水煤浆性能影响。用煤炭浮沉分离方法获得不同矿物含量、种类和分布规律的不同密度等级煤样,并对煤样进行成浆性影响评价。经能... 详细信息

准东黑山矿区将军庙二矿的准东高铁煤储量丰富,是优质动力煤产区,以该煤样为原料煤,考察煤中主要伴生矿物对水煤浆性能影响。用煤炭浮沉分离方法获得不同矿物含量、种类和分布规律的不同密度等级煤样,并对煤样进行成浆性影响评价。经能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线荧光仪(XRF)确定煤样中元素含量及矿物组成。最后利用SPSS软件计算不同矿物元素含量与成浆性能相关性。发现准东高铁煤密度主要集中于1.40~1.50 g/cm^(3),占整体的55.88%,而密度>1.50 g/cm^(3)煤样约占4.88%;黄铁矿、硫酸铁、高岭土和石英石含量随煤样密度增大而增加,密度>1.50 g/cm^(3)煤样中伴生矿物含量高,Al、Si、S和Fe元素含量均达到最大,其中Fe元素质量分数从煤浆样品黏度和稳定性也随制备煤样密度增加而下降,使用密度煤样制备的水煤浆黏度960 mPa·s,析水率1.37%,而采用密度>1.50 g/cm^(3)煤样制备的浆体样品整体过于稀薄,成浆黏度降至320 mPa·s,析水率达9.09%;相关性分析显示,煤中伴生Na、Mg和Ca元素在各个密度等级煤样中分布相对均匀,与成浆性能无明显相关性,而Al、Si、S和Fe元素的含量与成浆黏度和稳定性分别呈现显著和极其显著的负相关,即黄铁矿、硫酸铁、高岭土和石英石质量分数越高,水煤浆黏度、稳定性下降趋势越显著。

关键词：准东高铁煤浮沉分离煤样物性分析水煤浆性能

NiW/SAPO-11催化剂对煤焦油加氢尾油模型化合物二十烷加氢异构性能的影响

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燃料化学学报（中英文） 2024年第3期52卷 395-404页

作者：赵旭红吴玉起代正华钟梅靳立军刘洋亚力昆江·吐尔逊李建周玉生新疆大学省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室化工学院新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆乌鲁木齐830017 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室煤化工研究所辽宁大连116024 新疆宣力环保能源股份有限公司新疆哈密839009

以SAPO-11分子筛为载体,采用机械化学法制备Ni系催化剂,引入W调节其电子结构、晶粒尺寸与形态分布以及催化剂的孔结构、酸性与酸量等,基于对XRD、TEM、BET、NH3-TPD、吡啶吸附红外等结果的深入分析,探究催化剂NiW配比对催化剂性质和煤... 详细信息

以SAPO-11分子筛为载体,采用机械化学法制备Ni系催化剂,引入W调节其电子结构、晶粒尺寸与形态分布以及催化剂的孔结构、酸性与酸量等,基于对XRD、TEM、BET、NH3-TPD、吡啶吸附红外等结果的深入分析,探究催化剂NiW配比对催化剂性质和煤焦油加氢尾油模型化合物正二十烷(n-C_(20))加氢异构性能的影响规律。结果表明,Ni/SAPO-11负载W后,比表面积不同程度增加,W质量分数为0.5%时比表面积达到最大值149 m^(2)/g;Ni的平均粒径减小,W质量分数为1%时降至最小值4.43 nm,比Ni/SAPO-11减小36%,且Ni^(0)的含量和表面酸量均最高。此外,W促进了Ni的还原,使得还原峰温向低温方向移动。XPS分析表明,随着W含量的增加,Ni^(0)的结合能降低,W5+的结合能升高。二十烷(n-C_(20))的加氢异构产物分布显示,3Ni1W/SAPO-11作用下n-C_(20)的转化率和异二十烷(i-C_(20))的收率均最高,分别为88.23%和75.72%,且以单支链异二十烷(Mono-i-C_(20))为主,收率达71.65%。在线取样结果显示,n-C_(20)在金属位点与酸功能的双重作用下先生成单支链异构体,随着反应的进行向多支链异构体转化,不稳定的多支链异构体会进一步裂解成小分子烷烃。

关键词： SAPO-11 长链烷烃 NiW催化剂加氢异构

大型燃煤锅炉中含Na/Cl/S组分的演变与受热面结渣倾向的数值模拟

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动力工程学报 2024年第2期44卷 251-259页

作者：王毅斌王肖肖李鹏谭厚章魏博西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049 新疆大学化工学院新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室乌鲁木齐830046

提出了一种考虑煤中含Na/S/Cl组分多步释放、气相组分相互作用、气-固反应以及盐蒸气冷凝耦合灰颗粒黏附的结焦模型,以预测炉内受热面气态碱金属组分冷凝行为、受热面结焦风险以及炉膛出口Na/S/Cl组分分布特性。结果表明:炉膛出口气态... 详细信息

提出了一种考虑煤中含Na/S/Cl组分多步释放、气相组分相互作用、气-固反应以及盐蒸气冷凝耦合灰颗粒黏附的结焦模型,以预测炉内受热面气态碱金属组分冷凝行为、受热面结焦风险以及炉膛出口Na/S/Cl组分分布特性。结果表明:炉膛出口气态含Na组分主要以NaO_(2)、NaCl、Na_(2)SO_(4)和NaOH形式存在;最上层燃烧器至分离燃尽风(SOFA)喷口区域、最下层燃烧器至冷灰斗转角区域的水冷壁结焦风险高;炉膛出口区域后屏过热器底部颗粒黏附位置相对集中,炉内辐射式过热器结焦速率远高于气态钠盐冷凝速率,对流受热面颗粒沉积速率约是钠盐蒸气冷凝速率的3~4倍。

关键词：燃煤锅炉碱金属结渣冷凝模拟

准东高铁煤中伴生矿物对水煤浆成浆性能的影响

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洁净煤技术 2024年

作者：刘啸天王珊文蓉蓉许燕凤高昊阳魏博省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆大学新疆煤炭清洁转化与化工过程自治区重点实验室新疆大学化工学院

以准东黑山矿区将军庙二矿的准东高铁煤为原料煤，考察煤中伴生矿物对水煤浆性能的影响。采用煤炭浮沉分离方法获得矿物含量不同的煤样，并对不同煤样进行成浆性的影响评价。通过能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线荧光仪(XRF)确定... 详细信息

以准东黑山矿区将军庙二矿的准东高铁煤为原料煤，考察煤中伴生矿物对水煤浆性能的影响。采用煤炭浮沉分离方法获得矿物含量不同的煤样，并对不同煤样进行成浆性的影响评价。通过能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线荧光仪(XRF)确定煤样中元素含量及矿物组成。最后利用SPSS软件计算不同矿物元素含量与成浆性能的相关性。结果表明，准东高铁煤的密度集中在1.40～1.50 g/cm3，黄铁矿、硫酸铁、高岭土和石英石的含量随着煤样密度的增大而增加，并且与成浆黏度和稳定性均负相关；密度＞1.50 g/cm3的煤样中伴生矿物含量高，其成浆黏度降低至320 mPa·s，析水率高达9.09%；煤中伴生的Na、Mg和Ca元素分布相对均匀，与成浆性能无明显相关性；而黄铁矿、硫酸铁、高岭土和石英石含量越高，水煤浆黏度、稳定性下降趋势越显著。

关键词：准东高铁煤浮沉分离煤样物性分析水煤浆性能相关性分析

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生物质气压烘焙技术研究进展

化工进展 2024年第5期43卷 2494-2511页

作者：石鎏胡振中李显孙一鸣童珊刘显哲郭丽刘豪彭冰李硕罗光前姚洪华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧与低碳利用全国重点实验室湖北武汉430074 新疆大学化工学院新疆煤炭清洁转化与化工自治区重点实验室新疆乌鲁木齐830002 新疆维吾尔自治区计量测试研究院新疆乌鲁木齐830011

气压烘焙技术具备反应条件温和、能耗低、脱氧效率高、能量回收率高、半焦燃料品质近似次烟煤等优势,是一种有希望替代传统烘焙的新型技术之一。本文介绍了气压烘焙的发展脉络,综述了气压烘焙工况优化(包括原料种类、温度、压力、时间)... 详细信息

气压烘焙技术具备反应条件温和、能耗低、脱氧效率高、能量回收率高、半焦燃料品质近似次烟煤等优势,是一种有希望替代传统烘焙的新型技术之一。本文介绍了气压烘焙的发展脉络,综述了气压烘焙工况优化(包括原料种类、温度、压力、时间)、产物组成与理化特性,阐述了气压烘焙宏观反应路径和微观反应机理,着重介绍了半焦的燃烧、热解、气化利用途径,回顾了气压烘焙的反应器设计及其在含氯固废、污泥等处置中的拓展。最后对气压烘焙技术可将生物质转化为高品质固体燃料,直接替代煤炭进行了总结和展望。

关键词：生物质气压烘焙脱氧优化产物特性

催化转移氢化制生物质基2,5-呋喃二甲醇研究进展

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燃料化学学报（中英文） 2024年第5期52卷 735-755页

作者：李微贡红辉史显磊河南理工大学化学化工学院、河南省煤炭绿色转化重点实验室河南焦作454003 天津化学化工协同创新中心天津300072

生物质基2,5-呋喃二甲醇(BHMF)可从廉价易得的糖类出发,经催化转化-选择性氢化制取,并作为一种用途广泛的化工中间体及燃料前体,尤其在改善传统聚酯性能以及合成绿色可降解的生物基聚酯新材料方面具有独特优势。BHMF制取过程中,传统的... 详细信息

生物质基2,5-呋喃二甲醇(BHMF)可从廉价易得的糖类出发,经催化转化-选择性氢化制取,并作为一种用途广泛的化工中间体及燃料前体,尤其在改善传统聚酯性能以及合成绿色可降解的生物基聚酯新材料方面具有独特优势。BHMF制取过程中,传统的氢化方式消耗了大量高品位能源氢气,且高压氢气存在安全隐患并导致基础设施投入多。本工作立足于催化转移氢化的优势,综述了甲酸、醇类及其他类型氢供体通过催化转移氢化的方式选择性加氢制取BHMF的研究进展;并针对催化转移氢化过程中不同类型氢供体、催化剂和反应工艺的特点及存在的问题,分析了反应条件、强化手段等对BHMF选择性和收率的影响以及反应体系的优劣。在此基础上,提出了转移氢化制取BHMF新型催化体系的研究方向,并对清洁高效、本质安全BHMF制取工艺的发展进行了展望,为生物质转化中特定催化体系的研发提供科学参考。

关键词： 2,5-呋喃二甲醇催化转移氢化 5-羟甲基糠醛氢供体催化剂