自动工业分析仪快速分析煤焦

焦炭和煤工业分析长期以来一直沿用焦炭和煤的国标分析方法[1,2],但分析速度慢,分析周期长(分析水需90min,灰分至少90min),而使用自动工业分析仪运用快速分析法分析煤焦至今未见报道.     

煤及煤焦微观结构特征与气化反应性

研究了不同煤化度煤及煤焦的微观结构及其对气化反应性的影响。结果表明,褐煤焦具有丰富的分支孔系统和较大的比表面积,并含有较多对气化有催化作用的可交换阳离子。无烟煤焦分支孔贫乏,比表面积很小。煤焦的总孔容、比表面积和芳核大小之间有很好的对应关系。不同煤化度煤焦气化反应性差异很大,脱矿物质后煤焦反应性差异显著减小,但是脱矿物质前后煤焦的反应性随煤化程度的变化趋势相似。     

煤焦与生物质焦共气化反应特性研究

以晋城无烟煤和生物质(肉骨粉Meat and Bone Meal:MBM)为原料,在固定床上采用快速热解法制备了煤和生物质焦样。采用扫描电子显微镜结合X射线能谱分析仪(SEM-EDX)分析了煤焦和MBM焦的表面形态和组成;在热天平上采用等温热重法进行了煤焦/MBM焦混合物的水蒸气气化研究。实验结果表明,煤/MBM焦混合物的共气化实验碳转化率高于两者不存在协同作用时的计算值,这是由于MBM焦含有较多的Na、Ca等元素,这些物质对煤焦气化起到了催化作用。当对MBM焦进行脱灰处理后,其气化反应性显著下降。混合物中MBM焦的质量分数在20%~80%时,随着MBM焦含量的增加,混合物中的煤焦反应性相应提高。     

载铁煤焦中铁化学形态的研究

利用ＥＸＡＦＳ，ＸＡＮＥＳ和ＸＲＤ方法对负载三氯伦铁的地焦中铁化学形态进行了表征，并着重考察煤的铁负载量对铁化学形态的影响。在６００℃热解条件下，两种褐煤载铁半焦中铁主要以晶相Ｆｅ３Ｏ４存在，而烟煤载铁半焦中以Ｆｅ３Ｏ４，ＦｅＯ和α－Ｆｅ混合物相存在。     

先锋褐煤焦的铁催化CO2脉冲气化

利用脉冲反应技术研究了先锋褐煤焦ＣＯ２气化反应的铁催化作用，并考察了铁负载量，催化剂前体和制备方法对化活性的影响。研究结果表明，催化剂前体为Ｆｅ（ＮＯ３）３时活性最高ＦｅＣ６Ｈ５Ｏ７次之，ＦｅＣｌ３最小。离子交换制备方法可显著提高ＦｅＣｌ３催化活性，这些因素主要表现在对煤焦表现催化剂浓度的影响，铁对碳化聚丙烯腈的Ｃ 气化具有异常高的催化活性，其活的种可能为铁碳化合物。     

在Ar气流中热处理KOH-煤焦制大比表面积活性炭

本文将煤焦与ＫＯＨ混合，在Ａｒ气流中进行低温、高温二次热处理，制得了比表面积为２９１８ｍ２／ｇ的活性炭。考查了操作条件对产品性能的影响，同时用Ｘ射线衍射分析研究了煤焦制活性炭过程中的结构变化特征     

高温下制焦温度对煤焦气化活性的影响

研究了高温下扎莱诺尔、后布连、东胜、西山和沈阳五种煤焦的碳转化率和气化速率与制焦温度的关系，并考察了气化温度对不同制焦温度下所制得扎莱诺尔煤焦气化活性的影响。实验表明：制焦温度对煤的气化活性的影响不尽相同，在较低的制焦温度1000℃下，五种煤焦表现出很大的气化速率和碳转化率的差距，但随制焦温度的提高煤焦的气化活性下降，制焦温度在1200℃时，四种煤焦的气化速率逐步接近，当制焦温度达到1400℃时，除沈阳煤外，四种煤焦的气化反应速率与碳转化率分别趋于相同。从五种煤以及不同制焦温度下所制得相应焦的SEM分析发现，当制焦温度超过相应煤灰分的软化温度时，制焦温度将直接影响焦中矿物质的分散程度及聚集状态。随着温度的提高，矿物质颗粒也开始从初始的随机分散分布发展到团聚，温度越高，聚集态的矿物质颗粒尺寸越大，其催化作用也越弱。在高温下灰份的熔融是制焦温度影响煤焦气化速率的最重要原因之一。     

活性点数对煤焦气化反应的影响：I.气化活性的评价

在活性点评价装置上，以二氧化碳与煤焦进行气化反应，测得了高温时煤焦的活性点数，实验发现其活性点数随煤种而变。煤化程度低的煤种具有较多的活性点数，随煤化程度的提高。活性点数相应减少，气化反应速率与活性点数成线性关系，不同煤种的气化速率的数十倍差别是由于煤焦具有的活性点数的差异所致。活性点数是表征煤焦气化活性的一种重要标准。     

神府煤热解的结构变化及煤焦加氢反应性研究

将煤加氢过程分解为原煤热解和焦加氢两个过程,在固定床反应器内研究了煤热解和焦加氢反应。采用红外气体分析仪、拉曼光谱仪和X射线衍射仪,分析研究了煤热解过程中气体组分含量与煤焦微观结构变化的相互关系以及煤焦微观结构对其加氢反应特性的影响。结果表明,热解温度对煤焦的微观结构和加氢反应性有较大影响,400-800℃,随着温度升高,煤焦拉曼分峰面积比A_(D1)/A_G、A_(D2)/A_G、A_(D3)/A_G、A_(D4)/A_G均上升,A_G/A_(All)减小。800-900℃,A_G/A_(All)增大,无序碳的相对含量增加,石墨化进程明显。煤焦的XRD分析与拉曼光谱分析结果一致。400-800℃,随着温度升高,煤焦中碳结构晶面间距d_(002)先增加后减小,堆垛高度L_(002)增加,晶面间距与堆垛高度比d_(002)/L_(002)减小,煤焦中石墨碳结构的含量增加。800-900℃,d_(002)减小,L_(002)明显增大。采用拉曼分峰比(aA_(D1/G)+bA_(D2/G)+cA_(D3)/G+dA_(D4/G))与加氢反应性特征参数τ_(0.5)进行线性拟合,得到代表碳微晶结构加氢反应性的拟合因子,且拟合因子越大,相应碳微晶的加氢反应性越好。     

乙苯脱氢氧化铁系催化剂的活性相及钾的助催作用

与机械混合法相比,用KOH水溶液浸渍法制成的K_2O-Fe_2O_3催化剂性能较佳。负载型多元催化剂的性能与C-64I相近。SEM、XPS和EDAX证实,经使用后,上述负载型多元催化剂表面形态明显改变,表面铁/钾原子比上升。连续升温XRD证实,在乙苯脱氢通常所采用的温度区间,载于表面的KOH会迅速和氧化铁相互作用生成K_2Fe_2O_4。本文认为K_3Fe_2O_4可能是活性相并据此对实验结果作出较为合理的解释。     

控制自由基聚合制备Fe_3O_4/SiO_2/P(AA-MMA-St)磁性复合微球

用原硅酸乙酯对Fe3O4纳米粒子进行表面改性得到Fe3O4/SiO2磁流体.在Fe3O4/SiO2磁流体存在下,以1,1-二苯基乙烯(DPE)为自由基聚合控制剂,利用乳液聚合法制备了Fe3O4/SiO2/P(AA-MMA-St)核-壳磁性复合微球.用红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)、透射电镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)对所制备的磁流体、磁性高分子复合微球的结构、形态、性能进行了表征.研究发现,原硅酸乙酯水解后能在Fe3O4表面形成硅膜保护层从而避免Fe3O4的酸蚀,使Fe3O4/SiO2/P(AA-MMA-St)复合微球的比饱和磁化强度比同样条件下制备的Fe3O4/P(AA-MMA-St)微球提高了28%;DPE能有效控制自由基在Fe3O4/SiO2磁流体表面均匀地引发单体聚合,得到平均粒径为422 nm,无机粒子含量为40%,比饱和磁化强度为34.850 emu/g,表面羧基含量为0.176 mmol/g的磁性复合微球.     

层状纳米光催化复合材料H0.8Fe0.8Ti1.2O4/TiO2的合成及性质

用固相合成法制备出K0.8Fe0.8Ti1.2O4,并用离子交换反应制备出H0.8Fe0.8Ti1.2O4;通过C3H7NH2层间膨胀,TiO2粒子的插入和紫外光分解等反应,合成出一种新的层状光催化纳米复合材料-H0.8Fe0.8Ti1.2O4/TiO2.X射线衍射和漫反射等表征结果表明 该样品的层间高度为0.47nm,禁带能隙为2.18和2.88eV.用(>400 nm的光照射30 min,0.4 g样品可使甲基橙溶液(20 mg/L)的降解率达到22.1%.而同样条件下标准TiO2(P-25)仅为6.2%,表明所研制的层状纳米复合材料具有较高的光催化活性.     

五元体系Li~+,K~+//CO_3~(2-),SO_4~(2-),B_4O_7~(2-) -H_2O在288 K时的介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了五元体系Li~+,K~+//CO_3~(2-),SO_4~(2-),B_4O_7~(2-) -H_2O在288 K时的介稳相平衡关系,测定了该五元体系在288 K条件下的介稳平衡的溶解度和溶液密度,根据实验数据绘制了相应的介稳平衡相图和水图,相平衡研究结果表明该五元体系介稳相平衡中有复盐K_2SO_4·Li_2SO_4生成,其介稳相图(Li_2CO_3饱和)有4个共饱和点,9条单变量曲线,6个Li_2CO_3饱和的结晶区分别为LiBO_2·8H_2O,K_28_4O_7·4H_2O,K_2CO_3·3/2H_2O,K_2SO_4,Li_2SO_4·H_2O和复盐K_2SO_4·Li_2SO_4.     

煤中灰含量对气化反应活性的影响

本文分别以H_2O(g)、CO_2为气化剂,在固定床反应器中对沈北、大同、晋城煤进行了各种条件的气化实验。比较了在不同温度、压力及不同灰含量下各种煤焦的气化反应活性。实验结果表明,随气化温度、压力提高,各煤焦的气化反应活性均相应提高。脱灰后的大同、晋城煤焦的反应活性明显增加;沈北煤焦则是:随脱灰程度加深,其气化反应活性先降低而后增加。各煤焦水蒸汽气化反应的气相组成亦随温度的变化而变化。沈北、大同、晋城原煤焦水蒸汽气化反应的表观活化能分别为71.77kJ/mol,104.25kJ/mol,157.00kJ/mol。     

V2O5在硅胶表面的分散及助剂K2SO4作用的研究

用原位XRD方法证明V_2O_5能在硅胶表面自发分散, 但所需温度较高. 水汽对V_2O_5的分散有一定的阻碍作用. K_2SO_4可显著加快V_2O_5在SiO_2表面的分散速度, 并能降低V_2O_5/SiO_2的表面酸性. 被中和的主要是强酸位. 这可能是K_2SO_4能够改善V_2O_5/SiO_2催化剂在选择氧化反应中选择性的重要原因之一.     

Evaluation of multi-cycle performance of chemical looping dry reforming using CO_2 as an oxidant with Fe–Ni bimetallic oxides

Chemical looping dry reforming(CLDR) is an innovative technology for CO_2 utilization using the chemical looping principle.The CLDR process consists of three stages,i.e.CH4 reduction,CO_2 reforming,and air oxidation.Spinel nickel ferrite(NiFe_2O_4) was prepared and its multi-cycle performance as an oxygen carrier for CLDR was experimentally investigated.X-ray diffraction(XRD) and Laser Raman spectroscopy showed that a pure spinel crystalline phase(NiFe_2O_4) was obtained by a parallel flow co-precipitating method.NiFe_2O_4was reduced into Fe-Ni alloy and wustite(Fe_xO) during the CH_4 reduction process.Subsequent oxidation of the reduced oxygen carrier was performed with CO_2 as an oxidant to form an intermediate state:a mixture of spinel Ni_(1-x)Fe_(2+x)O_4,Fe_(2+y)O_4 and metallic Ni.And CO was generated in parallel during this stage.Approximate 185 mL of CO was generated for 1 g spinel NiFe_2O_4 in a single cycle.The intermediate oxygen carrier was fully oxidized in the air oxidation stage to form a mixture of Ni_(1+x)Fe_(2-x)O_4 and Fe_2O_3.Although the original state of oxygen carrier(NiFe_2O_4) was not fully regenerated and agglomeration was observed,a good recyclability was shown in 10 successive redox cycles.     

一种EGA—MS系统的标定方法

ＣａＣ２Ｏ４真空热分解中，第一阶段生成的ＣＯ中４７％歧化成ＣＯ２和Ｃ；第二阶段生成的ＣＯ与第一阶段生成的Ｃ发生气化反应，发生反应的比例随样品量增加而增大。用ＣａＣＯ３标定ＣＯ后再用ＣａＣ２Ｏ４标定ＣＯ可以排除这些干扰。本文提出了一个对任意气体标定的方法。