合成高密度烃类燃料研究进展

本文对合成高密度烃类燃料的进展进行了总结,分别对多环烃类燃料、高张力笼状烃类燃料和添加纳米级微粒的燃料进行了评述.以烃类物质为原料,通过聚合、加氢、异构等工艺合成的多环高密度燃料拥有较高的能量密度和较佳的稳定性能,是目前高密度燃 料的发展重点.高张力笼状烃类燃料和添加纳米级微粒的燃料拥有更大的密度(一般大于1g/ cm3)和燃烧热值,是极具发展前景的新一代燃料。     

高密度航空航天燃料合成化学

高密度液体碳氢燃料是为提高航空航天飞行器性能(航程、载荷、速度)而人工合成的燃料,与常规燃料(例如航空煤油和火箭煤油)相比,具有高密度和高体积热值等优点,具有重要的应用价值。本文首先从分子结构的角度阐述高密度燃料的特征及合成策略,然后综述了几类典型燃料的合成进展,包括通过加成、加氢、异构等反应合成多环烃类燃料和烷基金刚烃类燃料,通过环丙烷化和光化学等反应合成高张力燃料(环丙烷燃料、四环庚烷燃料和五环十一烷燃料),通过聚合、缩合、烷基化等反应合成高密度生物质燃料,通过纳米颗粒表面改性制备含有硼、铝、碳等固体颗粒的纳米悬浮燃料。同时,也总结了一些重要反应涉及的催化剂和量子化学机理,以及代表性燃料的性能参数等。最后,在此基础上对高密度燃料合成化学的发展趋势进行了展望。     

CCD近红外光谱快速测定喷气燃料的冰点

从化学计量学角度研究了近红外光谱技术测定航空燃料冰点的原理．使用偏最小二乘法分别建立了短波近红外和长波近红外的航空燃料冰点快速测定模型．将近红外法冰点测定结果和标准方法（ＧＢ ２４３０—８１）测定结果进行了比较，两种结果吻合得很好（标准偏差为１．４７℃。），近红外光谱法具有分析精度高（标准偏差为０．５３℃），快速（单个样品分析时间为 ｌｍｉｎ）和操作方便的优点．实际分析结果表明，石油化工科学研究院研制的ＣＣＤ短波近红外光谱仪分析性能达到进口傅立叶近红外光谱仪水平。     

由生物质合成高密度喷气燃料

高密度喷气燃料是为先进航空航天飞行器而合成的燃料,以生物质基原料制备高密度喷气燃料符合国家可持续发展战略并可拓展燃料来源。本文综述了近年来由生物质基原料制备高密度喷气燃料的研究进展,燃料种类包括链烷烃、带支链的单环烷烃以及多环烷烃,燃料合成原料包括环酮（醇）、呋喃醛（醇）、芳香族含氧化合物（苯酚、苯甲醚、愈创木酚）、蒎烯等生物质及其平台化合物。发动机的推进性能高度依赖于所用燃料的性能,其中,最重要的性能是密度和低温性能。本文总结了典型燃料的性能以讨论分子结构的影响,增加燃料分子中环的个数会增加燃料密度但是也会导致低温性能不期望的变化,引入支链可改善低温性能。同时讨论了烷基化、缩合、加成、加氢脱氧等燃料合成反应涉及的催化剂、反应机理及其调控等关键因素,最后对由生物质基原料合成高密度喷气燃料的发展趋势进行了展望。本文将有助于探索及发展高密度燃料合成的方法及工艺。     

纳米金属燃料

应用纳米技术制备的纳米金属燃料已应用到社会生活和高科技领域。本文简单介绍它的热力学、制备方法和在各种领域中的应用。     

快速热裂解半焦作为粉煤锅炉及气化燃料的研究

用微分固定床反应器研究了云南先锋褐煤快速热裂解半焦和原煤的氧化和水蒸汽气化反应动力学,获得了动力学参数,并对动力学规律进行了讨论。还采用TG技术和自行设计的颗粒下落管式燃烧炉进一步探索了这种半焦作为粉煤锅炉燃料的可行性。     

稳定剂对COM燃料流动性的影响

ＣＯＭ(油煤混合燃料 )燃料是将煤粉分散在燃油中 ,加入稳定剂制得的一种流体燃料。由于使用方便、热值高、价格便宜。因此 ,作为廉价的石油替代品具有广阔的用途。ＣＯＭ燃料的质量指标主要有 :稳定性、流动性、碳含量的高低。前文已讨论了稳定剂结构对ＣＯＭ稳定性的影响[1] ,至于影响ＣＯＭ流动性的主要因素 ,至今文献报道的很少。中昭广、杉山浩等较详细地讨论了多支链高分子量非离子型表面活性剂对水煤浆 (ＣＷＳ)流动性的影响[2 ] 。他们的研究结果表明 :稳定剂的支链越多、分子量又较大时 ,ＣＷＳ的流动性就越好。本文以多元醇 -ＰＯ…     

DME洁净燃料技术的研究开发(英文)

二甲醚（ＤＭＥ）由于具有高的十六烷值,在燃烧过程中可降低氮氧化物等有害气体的排放,实现无烟燃烧,可作柴油发动机的洁净替代燃料,被认为是"二十一世纪的洁净燃料"。此外,ＤＭＥ液化气的物性与液化石油气相似,燃烧性能优于液化石油气（ＬＰＧ）,可作优良的民用洁净燃料。九十年代初,中国科学院山西煤炭化学研究所在国内首先提出以ＤＭＥ替代ＬＰＧ作洁净民用燃料。他们在实验室研究开发了氧化铝和分子筛两种类型的甲醇脱水制二甲醚催化剂,考察了工艺条件对反应的影响;确定了产品的分离、精制过程;对催化剂制备放大后进行了寿命试验并在１升催化剂的模试装置上进行了验证;提出了适合中、小规模生产的甲醇催化脱水制ＤＭＥ液化气工艺流程并进行了５００ｔ／ａ甲醇脱水制ＤＭＥ液化气的工业试验,甲醇单程转化率为～７８％,ＤＭＥ收率为～９８％：对所生产的ＤＭＥ液化气进行燃烧试验、环境卫生及卫生防疫检测,结果符合国内有关标准。     

异辛烷/正庚烷/乙醇三组分燃料着火的化学动力学模型

提出一个包括异辛烷、正庚烷和乙醇的三组分燃料的着火动力学模型, 该机理包括50 个组分和193 个反应. 通过路径分析和灵敏度分析, 给出了基础燃料在高低温条件下的不同反应路径和影响氧化过程的重要基元反应. 该机理预测的单组分(异辛烷、正庚烷、乙醇)燃料、双组分基础燃料和三组分燃料的点火延迟时间与实验值有很高一致性. 本文机理包含较少的组分数与反应数, 因而可适用汽油掺烧乙醇的多维计算流体动力学(CFD)数值模拟.     

美科学家研制光学燃料或可取代石油燃料

据国外媒体报道,美国堪萨斯州立大学科学家不久前研制出一种光学燃料,这种光学燃料可以取代石油燃料成为汽车的代用燃料。     

从植物中提取氢气的新技术

美国科学家研究出一种从植物中提取氢气的新技术。这标志着制取清洁、廉价氢燃料的研究取得了新进展。 美国威斯康星-麦迪逊大学的科学家给从植物中提取的葡萄糖溶液加压并将其加热到200℃,再用一种无机催化剂处理。起催化作用的是分布在有许多微孔的氧化铝材料     

燃料高速燃料动态温度的测量

利用多通道高温计测量燃料高速燃烧动态温度的方法，在爆炸激波管中模拟异辛烷，正庚烷、正辛烷、正庚烷＋异辛烷混合物等烷烃高速燃烧。并用该方法考察了氧气对异辛烷高速燃烧温度的影响，及上述烷烃的辛烷值与高速燃烧温度的关系。结果表明，对于富含异辛烷 合物，增加氧含量可以使高速燃烧温度增加；随着烷烃辛烷值的增加，高速燃烧温度下降，与利用传感器测量结果相吻合。本文所述的方法可以用于各种气－液相混合物高速燃烧温度的测量。     

含氧燃料燃烧中燃料氧迁移路径及含氧中间体生成特性

与碳氢燃料相比, 含氧燃料在燃烧过程中容易生成醛类等非常规污染物, 这些含氧中间体的生成与燃料中氧的释放密切相关. 本文从燃料氧迁移路径的角度来研究含氧中间体的生成特性及规律. 并采用分子束质谱结合真空紫外同步辐射光电离技术(SVUV-PIMS)探测了丙烷、二甲醚、乙醇三种低压预混火焰中的主要含氧中间体, 并获得了其摩尔分数分布. 结果表明: 与外部氧相比, 燃料氧更易形成含氧中间体. 生成的最主要的含氧中间体取决于燃料氧在分子中的结构. 二甲醚火焰中甲醛为最主要的含氧中间体; 乙醇火焰中乙醛为最主要的含氧中间体; 丙烷火焰中, 甲醛和乙醛的含量均很小, 但碳氢中间体乙烯、乙炔和丙烯的含量较高.     

非醚合氢化铝的制备及性质研究

本文论述了大晶粒α-AlH_3的合成条件,从而制得高纯度产品;对α-AlH_3和α′-AlH_3的稳定性进行比较研究表明,α′-AlH_3也是一种相当稳定的非醚合氢化铝;提出了α-AlH_3与α′-AlH_3的分离方法。     

航空煤油替代燃料模型构建方法及HEF航空煤油替代燃料模型

本文在完善燃烧化学特性参数,发展更准确的混合物特性参数计算方法的基础上,提出一套完整的、精确的航煤替代燃料模型构建方法。并采用定容燃烧弹实验系统首次测量了初始温度420和460 K、压力0.1 MPa,实际HEF航煤以及代表性组分十氢萘的层流火焰传播速度,为本文发展和验证替代燃料模型提供充分的实验数据。依据该方法提出了摩尔分数为65%正十二烷、10%正十四烷、25%十氢萘三组分HEF航煤替代燃料模型。充分的的实验和计算结果验证表明,替代燃料模型与实际HEF航煤在物理特性和燃烧化学特性方面有很高的相似性。本文提出的HEF航煤替代燃料模型和实验测量的层流火焰传播速度,为后续化学反应机理的发展与验证奠定了基础。     

燃料及燃料/氧化剂比对LaFeO3纳米粉体的影响

采用溶液燃烧法合成了钙钛矿型LaFeO3纳米粉体,系统考察了不同燃料及燃料/氧化剂的摩尔比对LaFeO3晶相组成和结构的影响.用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对纳米粉体的晶相组成、晶粒大小及微观形貌进行了表征.实验结果表明:制备LaFeO3的适宜的燃料/氧化剂比随燃料的不同而变化,甘氨酸为燃料,在燃料/氧化剂比为化学计量比时可得到19.0 nm LaFeO3纳米晶体;柠檬酸为燃料,贫燃时(-50%)产物LaFeO3晶型最好,而乙二醇为燃料,富燃时(+40%)LaFeO3晶型最好,产物为蓬松的多孔网状纳米结构,晶粒尺寸为28.0 nm.     

矿化垃圾衍生燃料热解过程HCl与H_2S析出规律

采用热重红外质谱联用法(TG-FTIR-MS)和水平管式热解炉/化学吸收法,对比研究了矿化垃圾(ARDF)和常规垃圾(NRDF)衍生燃料热解过程腐蚀性气体(HCl和H_2S)的析出特性,分析了热解温度及热解类型对析出行为的影响并对热解固相产物腐蚀性元素的赋存特点进行了考察。结果表明,慢速热解过程,两者腐蚀性气体的析出特征温度区间相似,均分为两段,HCl析出区间为200-400和420-500℃,H_2S析出区间为230-370和380-670℃,而ARDF表现为较低的HCl和H_2S析出率;快速热解过程,两者腐蚀性气体的析出受热解温度影响较大,且规律有所差别:随热解温度的升高,HCl析出率呈S型变化(先高后低再高),而H_2S析出率呈正相关,均在850℃达到峰值,其中,HCl析出率分别为48.8%(ARDF)和29.4%(NRDF),H_2S析出率分别为6.8%(ARDF)和44.6%(NRDF)。因腐蚀性气体差异性的析出规律,两类垃圾热解固相产物腐蚀性元素的赋存与热解温度相关,ARDF的Cl和S元素最高赋存率分别可达59.4%(450℃)和84.3%(750℃),而NRDF的Cl和S元素最高赋存率分别仅为36.7%(850℃)和15.2%(650℃)。说明在合适的热解条件下,相比NRDF,ARDF腐蚀性元素不易释放,倾向于固相赋存,此为不同垃圾衍生燃料的热利用提供了一定依据和参考。     

高超音速推进用吸热型烃类燃料的热稳定性研究Ⅰ.热氧化与热裂解沉积

考察了作为高超音速飞行器冷却剂的吸热型烃类燃料挂式四氢双环戊二烯exo-THDCPD、甲基环己烷MCH以及对比样航煤RP－3的热稳定性能。结果表明，三种燃料的热氧化沉积在某温度下存在波峰，热裂解沉积随温度升高迅速增加，基本呈指数关系。RP－3的热稳定性能最差，THDCPD与MCH较为接近，在高温时优于MCH。随进料流量的增加，热裂解沉积不断增加，热氧化沉积先增加，在高流量时趋于定值。Philips XL30 ESEM环境扫描电子显微镜分析表明，三者的热氧化沉积及热裂解沉积有着不同的形态。热裂解沉积均发现了含有金属微粒长条状的细丝碳，这一现象在MCH热裂解沉积中最为显著。     

Carbon Nanotubes Supported Pt-Ru-Ni as Methanol Electro-Oxidation Catalyst for Direct Methanol Fuel Cells

Carbon nanotubes (CNTs) supported Pt-Ru and Pt-Ru-Ni catalysts were prepared by chemical reduction of metal precursors with sodium borohydride at room temperature. The crystallographic properties and composition of the catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis, and the catalytic activity and stability for methanol electro-oxidation were measured by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), linear sweep voltammetries (LSV), and chronoamperometry (CA). The results show that the catalysts exhibit face-centered cubic (fcc) structure. The particle size of Pt-Ru-Ni/CNTs catalyst is about 4.8 nm. The catalytic activity and stability of the Pt-Ru-Ni/CNTs catalyst are higher than those of Pt-Ru/CNTs catalyst.     

合成气制低碳燃料醇工业侧线模试

在接近工业操作条件下,综合考察催化剂制备放大、工业粒度催化剂、反应器放大及工业合成气等放大效应对合成气制低碳燃料醇催化反应的影响。在模试反应器中采用多段蛇管换热及移热与催化剂床层合理稀释,从而保证反应温度均匀。在模试中较系统地考察了温度、压力、空速及合成气中CO_2含量对合成低碳燃料醇反应的影响。在400—405℃,14—15MPa,尾气空速4000h~(-1)条件下进行了1000小时寿命试验,结果良好。低碳燃料醇的时空产率为0.21—0.25升醇/升催化剂/小时。在燃料醇中,甲醇占74—77%,异丁醇12—15%。本工作为合成气制低碳燃醇料工业试验装置的基础设计提供数据。