宝钢焦炭质量预测模型Ⅱ. 焦炭质量预测模型的建立和应用

在总结国内外焦炭质量预测模型的基础上，采用改进的GMDH方法，以大量SCO（Simulated Coke Oven)炉炼焦试验数据为基础，建立了适用于宝钢的SCO炉焦炭质量预测模型，再校正到生产焦炉。实践表明，该模型能很好地预测大生产焦炭质量，指导宝钢炼焦配煤生产。预测平均偏差DI15^150为0．16％，CRI 0．65％，CSR 0．82％。     

大同煤在炼焦配煤中的利用途径

根据大同煤粘结性弱和软化点高的特点,以及试验配煤中各种煤的丝炭质含量高的特点,提出了在炼焦配煤中多用大同煤的途径.即配以粘结性好的强肥煤,井在多用大同煤的同时,相应降低瘦煤用量.牛工业铁箱试验结果表明,在配煤中大同煤用量增加到35%时,焦炭强度和现行配煤(大同煤占10%)所得焦炭强度基本一样,甚至大同煤用量45%的配煤所得焦炭强度也能符合冶金要求。     

利用焦化工艺处理废塑料技术研究 Ⅱ. 200 kg焦炉中试试验

利用200 kg焦炉考察两种废塑料(PS和WMP)与首钢炼焦配煤按不同比例均匀混合共焦化所得焦炭的质量变化规律，以期能为焦化工艺处理废塑料技术的工业应用提供基础数据。研究表明：废塑料与煤共焦化所得焦炭冶金焦率和焦炭质量降低明显，且随着废塑料添加比例增加，所得焦炭质量劣化程度整体加大；与添加同比例的PS相比，添加WMP虽得到较差的冶金焦率，但所得焦炭的转鼓强度（M40和M10）和反应后强度（CSR）均优于添加PS的情形；废塑料与炼焦配煤简单混合共焦化，严重影响焦炭质量，不能应用于工业实践。     

热处理对煤焦反应性及微观结构的影响

用热天平和XRD考察了热处理对二种煤(河北蔚县褐煤、四川湔江烟煤)镜质组半焦微观结构和反应活性的影响。TGA结果表明，热处理温度增加，蔚县煤镜质组(YXV)与湔江煤镜质组(JJV)焦炭的反应性降低；YXV焦炭的反应性随着热处理时间的增加而急剧下降，但一定热处理时间(60 min)后，其下降趋势变缓；热处理时间对JJV焦炭的影响较小。XRD结果表明，在热处理温度为900 ℃，初焦热处理时间为60 min时，YXV焦炭晶格结构发生明显改变，900 ℃以上，YXV焦炭芳香堆垛高度Lc随着热处理时间的增加而增加；热处理时间对JJV焦炭的影响不如YXV显著，而只有在较高的热处理温度(1 200 ℃)下，碳的微观结构才出现明显的有序化。热处理导致的焦炭微观碳结构趋于有序化是焦炭反应性下降的主要原因。     

基于布谷鸟算法与BP神经网络的煤灰变形温度预测

以120种煤样为数据基础,采用布谷鸟算法(CS)优化BP(Back Propagation)神经网络,建立了CSBP模型对单煤、煤掺添加剂和配煤等3类样本的煤灰变形温度(DT)样本进行预测。模型以煤灰化学成分及其组合参数等13个变量作为输入量,以变形温度(DT)作为输出量。CSBP模型预测结果与BP神经网络模型预测结果进行对比发现,无论是单煤、煤掺添加剂还是配煤,CSBP模型较BP模型对煤灰变形温度(DT)的预测都更加精准,平均相对误差分别达到了3.11%、4.08%和4.22%。另外,对比3类样本预测结果发现,无论是CSBP模型还是BP模型,相比单煤预测而言,煤掺添加剂及配煤的预测误差都有明显的增加。     

焦炭界面结合指数

自从实施多种煤配合炼焦以来,煤种间配合的适应性一向凭经验作定性判断,缺少一个直观的、定量的指标。焦炭界面结合指数是根据近代配煤炼焦的粘结机理提出来的。该机理认为,在加热过程中,具有粘结性的煤颗粒的内部和外部同时进行着裂解和缩聚反应,煤粒间的粘结过程只在煤粒接触表面之间进行。本文系在显微镜下观雾并定量测定焦炭界面结合状态,企图以焦炭界面结合指数直观而定量地标志两个煤种间配煤炼焦的适应程度。     

干馏和炼焦

949.煤的选择粉碎和焦炭形成理论的关系1958,№6,144—148)——试验室和半工业试验的研究指出,应用选择粉碎方法可增加配煤中气煤和弱粘结煤的用量以及改进现用配煤的焦炭质量.配煤的选择粉碎降低了焦炭的结构强度(无裂纹的焦炭强度),这是由于煤粒间     

加压下煤的着火特性的研究 Ⅱ.煤及煤焦性质的影响

在加压条件下,研究了煤化程度、煤的岩相成分、煤焦及其制备方法、添加催化剂等与着火特性的关系。随煤化程度增加,煤的着火点和燃烧时间随之增加。所研究煤中镜质组的着火点高于丝质组的,而快速成焦后丝质组焦的着火点高于镜质组的。快速干馏焦的着火点显著地低于慢速干馏焦的,且煤焦着火温度随干馏温度增加而下降。在无烟煤及煤焦中添加催化剂K,Na碳酸盐后,可使着火点下降。     

多环芳烃交叉反应率QSAR模型构建及半抗原设计

多环芳烃(PAHs)作为主要环境污染物和致癌物受到广泛关注。免疫分析技术应用于多环芳烃检测时,由于其潜在交叉反应物太多,很难通过实验来确定所有的交叉反应率(CR)。本研究采用定量构效关系(QSAR)中的比较分子力场分析法(CoMFA),对芘多克隆抗体的CR进行了预测。结果表明,化合物的CR与其三维结构相关,立体场贡献率95%,静电场贡献率5%,相关性结果与随机选取的测试化合物的实际CR进行了比较,证明模型具有良好的预测能力。该模型被用于预测其他17种多环芳烃的CR,同时运用分子模拟和量子化学计算,从空间结构、疏水性、原子电荷、前线分子轨道和静电势比较了引入连接臂的三种半抗原,最终确定1-芘丁酸为最佳半抗原。     

唐村煤焦的反应性及其催化气化的初步研究

采用反应速度常数、反应温度,表观活化能三个动力学参数;评价了唐村焦样及其它四种来源于不同工艺过程与不同母体煤的焦炭与CO_2反应的反应性。试验表明,由含C79.81%,H4.99%(可燃基)和活性组份>90%的唐村煤于850℃下炼制的焦炭具有极好的反应性。对于唐村焦炭一水蒸汽系统,于常压、850℃下反应50分钟,催化剂加入量皆为5%(Na/C)时,Na_2S 可使炭的转化率提高到87.5%,Na_2CO_3—80.0%,Na_2S_2O_3—73.0%,Na_2SO_4—70.6%。而不如催亿剂时,其转化率仅为20.9%。试验还发现,NaNO_3与Na_2S 一样,对于唐村煤一水蒸汽反应具有良好的催化作用。     

煤中Se、Cd在焦化过程中迁移规律的研究

利用现代分析测定仪器和实验室模拟手段,以煤及固相(焦炭)、液相焦化产物(焦油、氨水)、气相焦化产物(煤气)中有害微量元素镉(Cd)、硒(Se)为研究对象。通过测定,比较不同煤化度煤种微量元素的含量,并归纳探讨了配合煤中Cd、Se元素在焦化过程中的迁移规律。发现煤化度不同的煤中,镉元素随着煤变质程度升高而减少;硒元素含量对比:QFFM,JM和SM中含量相差不大。在模拟焦化温度1 000℃环境下,分别有45%的硒和48%的镉元素转移到焦炭中,2%的硒和7%的镉转移到氨水中,12%的硒和15%的镉转移到焦油中,并通过物料衡算,发现有41%的硒和30%的镉释放到煤气中。     

高硫炼焦煤化学结构及硫赋存形态对硫热变迁的影响

利用红外、拉曼、热重及XANES等技术对不同煤阶高硫炼焦煤的化学结构、原煤及焦样形态硫分布进行了准确判定,对煤中化学结构及硫赋存形态与硫的热变迁行为进行了关联分析。结果表明,高硫炼焦煤中硫的热变迁行为不仅与硫赋存形态有关,而且受化学结构不同的高硫炼焦煤热解挥发分释放特性的影响。较低煤阶高硫炼焦煤中脂肪结构热分解产生大量挥发分,且挥发分释放温区较宽,形态硫分解产生的活性硫与挥发分中富氢组分相结合,形成更多的含硫气体转移到气相中,提高了热解脱硫率,焦炭体相中噻吩硫相对含量高于表面,硫化物硫则与之相反。煤化程度升高,煤中稳定噻吩类硫含量增多,挥发分释放量减少,热解脱硫率降低,且形态硫在焦炭体相与表面的分布差异不明显。无机硫脱除率与黄铁矿硫分解程度直接相关,热解过程中也将形成部分新的无机硫滞留于焦中。煤结构及有机硫的赋存形态决定了有机硫脱除率,煤阶升高时有机硫脱除率明显降低。     

神府煤Ni-Mo-S/Al_2O_3催化液化动力学研究

对煤液化产物进行溶剂的分级处理,采用集总的方法得到Ni-Mo-S/Al2O3催化神府煤液化动力学模型。该模型包括了煤、前沥青烯、沥青烯和油气之间的相互转化,考虑了连串反应、平行反应和逆向转化以及结焦反应的影响,可以较好地模拟Ni-Mo-S/Al2O3催化神府煤液化过程。基于建立的Ni-Mo-S/Al2O3催化神府煤的动力学模型,求得神府煤催化液化的表观活化能为125~244 kJ/mol。通过对计算得到的模型参数分析表明,在高温阶段存在明显的油气向沥青烯以及沥青烯向前沥青烯的逆向转化。当温度高于420℃时,出现前沥青烯和沥青烯结焦反应现象。     

煤质对H2/Ar等离子体热解制乙炔的影响

选取12种不同变质程度的煤，通过等离子体热解实验考察了煤的挥发分产率、煤中氧质量分数、灰分产率对乙炔收率和结焦的影响。研究结果表明，挥发分产率为30%～40%的烟煤，热解时具有较高的乙炔收率；含氧量越高的煤，生成的碳氧化物越多，相应的乙炔收率较低；煤中的矿物质与乙炔收率之间并不存在相关性，但煤中的矿物质有利于CO的生成。影响结焦量的主要因素与煤的矿物质密切相关，煤中掺入二氧化硅和天然河沙能够明显增加结焦量，改变结焦形态。     

Ca-Fe/bentonite载氧体煤化学链燃烧反应特性

以天然石膏粉、膨润土(bentonite)和Fe(NO3)3·9H2O为原料,通过机械混合造粒法制备了钙基复合载氧体。在小型流化床反应器中,水蒸气作为气化-流化介质,研究了温度、活性组分含量及循环次数对复合载氧体反应活性的影响,同时考察了不同煤种化学链燃烧反应特性。实验结果表明,CaSO4含量为60%,Fe2O3为活性助剂的CaSO4-Fe2O3/ben(Ca-Fe/ben)载氧体平均磨损速率为0.089%/h。反应温度为900℃时,碳转化率达到95%所需的时间为20.8min,CO2平均干基浓度为95.99%,表现高的反应活性。10次氧化/还原反应后,CO2平均干基浓度保持在80%,载氧体保持良好的循环反应活性。同时,实验发现高挥发分高灰分的煤种更适于煤的化学链燃烧,且CO2浓度均保持在90%以上。粒径分布曲线表明循环反应中载氧体表现强的抗磨损能力。     

煤热解过程中含氮产物的析出及金属离子的催化特性研究

选择3种典型煤种为研究对象,通过脱灰和添加含Fe、Ca、Na等金属盐,研究煤热解过程中金属离子对含氮气相产物析出特性的影响以及与煤种和温度的交互关联。结果表明,脱灰煤HCN和NH3的产率均比原煤样下降,而随温度的升高HCN的产率逐渐增大,NH3的产率则先增加后减小,在800℃有最大值。金属离子对不同变质程度煤的含氮气相产物析出的催化作用不同;Fe和Na抑制中等变质程度煤HCN的析出,而对低变质程度煤起促进作用,Ca则对HCN的析出均有一定的促进作用。而对于NH3的形成,3种离子均对中等变质程度煤有抑制作用,而对低变质程度的煤则有促进作用。不同金属离子对HCN和NH3析出的催化作用均有一定的范围。煤热解时含氮气相产物的析出是煤中固有多种金属离子共同作用的结果。     

焦煤中添加废塑料和脱硫剂的焦化过程研究

在模拟焦化室和焦化条件下，进行了焦煤中直接添加废塑料和脱硫剂后的焦化过程的研究，分析了焦化过程中焦炉煤气H2S脱除效果及脱硫剂和废塑料的添加对焦炭硫和锌及其在焦炭中残留率的影响。结果表明，焦煤的焦化过程中，直接添加ZnO、Fe2O3或冶金粉尘(MD)作为脱硫剂，当关键脱硫组分ZnO和（或）Fe2O3与可挥发性硫的摩尔比(nZn+Fe/nS)为1.2时，焦炉煤气H2S脱除效果均较好，塑料本身的热分解使得焦煤中添加质量分数为5%的废塑料后焦炭产率从81.52％降到77.61％；当焦煤中添加质量分数为5％的废塑料，并以ZnO为脱硫剂时，由于塑料中硫的质量分数相对焦煤要高，所以需要增nZn+Fe/nS到1.7，才能取得较好的煤气脱硫效果，与此同时焦炭中锌和硫的质量分数均有不同程度的增加。     

Detection of Cholangiocarcinoma with Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Radial Basis Function Neural Network Classification

The aim of this study was to explore the possibility of applying Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy as a medical diagnostic tool based on a neural network classifier for detecting and classifying cholangiocarcinoma. A total of 51 cases of bile duct tissues were obtained and later characterized by FTIR spectroscopy prior to pathological diagnosis. The criteria for classification included 30 parameters for each FTIR spectra, including peak position(P), intensity(I) and full width at half-maximum(FWHM), were measured, calculated and subsequently compared against the normal and cancer groups. The FTIR spectra were classified by the radial basis function(RBF) network model. For establishing the RBF, 23 cases were used to train the RBF classifier, and 28 cases were applied to validate the model. Using the RFB model, nine parameters were observed to be pronouncedly different between cancerous and normal tissue, including I₁₆₄₀, I₁₅₅₀, I₁₄₆₀, I₁₄₀₀, I₁₂₅₀, I₁₁₂₀, I₁₀₈₀, I₁₀₄₀ and P₁₀₄₀. In the RBF training classification, the accuracy, sensitivity, and specificity of diagnosis were 82.6%, 80.0%, and 84.6%, respectively. While validating the classification, the accuracy, sensitivity, and specificity of diagnosis were 78.6%, 75.0%, and 81.2%, respectively. The results suggest that FTIR spectroscopy combined with neural network classifier could be applied as a medical diagnostic tool in cholangiocarcinoma diagnosis.     

二氧化碳和水气氛对高钠煤转化过程中钠迁移的影响

对新疆的两种高钠煤（伊犁煤YL、呼图壁煤HTB）进行了N₂、CO₂和H₂O气氛和不同温度下钠迁移的研究。采用逐级萃取和湿法消解法确定了原煤、半焦中钠的赋存形态,定量研究了两种煤中钠的挥发及迁移规律。结果表明,YL煤的形态钠中水溶钠占80.08%,HTB煤的形态钠中不溶钠占61.54%。不同气氛下,升高温度都可促进两种煤中钠的挥发,半焦中水溶钠比例减小,醋酸铵可溶钠比例会出现先增加后减少现象,盐酸可溶钠比例呈增加趋势。对于YL煤,CO₂气氛可抑制钠的挥发,H₂O蒸气可促进钠的挥发;900℃时,YL煤CO₂气氛下钠挥发仅为N₂气氛下的50.25%,而H₂O气氛钠挥发为N₂气氛下的111.45%。对于HTB煤,CO₂气氛也可抑制钠的挥发,900℃时CO₂气氛下钠挥发为N₂气氛的80.91%;HTB煤在H₂O蒸气下,800℃之前钠挥发高于N₂,当900℃时,钠挥发略低于N₂气氛。YL煤形态钠中以水溶钠为主,其挥发的同时会向盐酸可溶钠及不溶钠转变。而HTB煤形态钠中以不溶钠为主,其次是水溶钠,CO₂和H₂O气氛能促进不溶钠向其他可溶态钠转变。     

Molecular iodine preconcentration and determination in aqueous samples using poly(vinylpyrrolidone) containing membranes

Membranes for preconcentration of molecular iodine were developed by two different routes: (i) UV-grafting of 1-vinyl-2-pyrrolidone in the pores of microporous poly(propylene) host membrane (grafted membrane), and (ii) physical immobilization of preformed poly(vinylpyrrolidone) (PVP) in a plasticized cellulose triacetate matrix to form the polymer inclusion membrane (PVP-PIM). The UV-grafted PVP-membrane was found to be hydrophilic (water uptake capacity = 166 wt.%), while the PVP-PIM was found to be highly hydrophobic (≈2 wt.%). PVP-PIM was found to uptake only I₂ from aqueous sample whereas I₂ and I₃⁻ were sorbed in the grafted membrane. This selectivity of PVP-PIM towards I₂ was attributed to its hydrophobicity that allows only neutral I₂ to interact with PVP in the membrane matrix. Thus, the selective preconcentration and quantitative determination of I₂ in aqueous sample was carried out using PVP-PIM. As PVP-PIM was optically transparent, the characteristic absorbance of PVP–I₂ complex (λ_max = 361 nm) could be used for quantitative determination of I₂ in the membrane. The instrumental neutron activation analysis (INAA) of the I₂-loaded PIM samples indicated that 82% could be sorbed into the PIM samples from the solution within 10 min of equilibration time. This membrane was applied to I₂ determinations in the samples of ¹³¹I radiotracer. The concentration level of iodine species in these samples were in sub-ppb level. Therefore, these samples were ideal for testing the preconcentration efficiency of the membrane towards I₂ by monitoring the radioactivity of ¹³¹I. The amounts of I₂ in the aqueous samples were standardized by conventional solvent extraction of I₂ with the chloroform for validating the preconcentration efficiency of PVP-PIM. The detection limit of I₂ in aqueous samples by INAA hyphenated with PVP-PIM was found to be 0.3 ppb for a sample size of 25 mL.