用重液分离方法研究烟煤及其岩相成分的性质

选择和研究了九种代表不同岩相类型和变质程度的烟煤,将破碎至一定粒度的试样在重液中分离成>1.40、1.40—1.35、1.35—1.30、1.30—1.28、1.28—1.27等等不同比重的级分,测定了它们的产率、岩相组成和粘结性[以粘结性指数和罗加粘结性指数(LR值)作为粘结性指标,并进行了元素分析及工业分析。试验证明,各比重级产率分布随岩相类型和变质程度不同存在着规律性的差别。各比重级煤的岩相组成和性质随比重不同也发生有规律的变化。同时,从各比重级煤的岩相组成和粘结性数据对比中,论证了各种岩相成分的性质及其与变质程度的关系。此外,还探讨了罗加粘结性指数与煤的变质程度及岩相组成的关系;指出了该指标在煤质鉴定中的某种局限性。     

复杂多相体系煤加氢液化反应与氢传递的研究

研究新疆淖毛湖煤(NMH)在四氢萘为溶剂条件下的加氢液化反应行为,探究了液化过程氢传递规律,并借助XRD、饱和磁化强度和扫描电镜表征手段,研究了煤液化条件下铁系催化剂的相态变化对煤液化性能的影响。结果表明,NMH煤在420℃、17 MPa就具有良好的液化效果;催化剂的活性态Fe7S8在煤液化反应初期发挥了催化作用,加氢液化后期,转变为非活性态Fe_9S_(10)和FeS;提高催化剂加氢活性并延长反应时间有利于沥青烯和前沥青烯加氢轻质化;催化剂有利于活化气相氢向煤的热解产物和溶剂转移,也有利于活化溶剂中的氢向煤的热解产物转移;溶剂对液化反应的活性氢贡献更大,约为气相氢的两倍,气相氢向溶剂传递的氢量随温度的升高、压力的增大和时间的延长变化不大,气相氢和供氢溶剂供氢与煤和沥青质向油气转化呈正相关。     

FT-IR和SEM用于煤阶对煤催化加氢气化影响的研究

基于加压固定床反应器研究了不同煤阶的煤催化加氢气化效果,对比了煤阶对催化剂添加量、甲烷释放速率以及产品气组成的影响。原煤及气化残渣采用FT-IR和SEM进行表征分析。研究结果表明,不添加催化剂情况下,随着煤阶的升高原煤气化反应性降低,低阶煤的甲烷释放分为两个阶段;加入催化剂之后,3种煤中以神府烟煤的反应性最好,遵义无烟煤和云南褐煤反应性较差。SEM和FT-IR表征结果表明,高阶煤颗粒表面更加光滑、煤结构致密,而煤中的脂肪族结构以及芳香结构振动峰强度随煤阶的降低而升高,催化剂的加入使得脂肪结构吸收峰明显加强。这些差异导致不同煤样催化加氢气化反应活性不同。     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸催化神华煤直接液化反应性研究

通过间歇式加氢液化实验,考察了THN溶剂中液化温度、液化时间、氢气初压以及催化剂用量等反应条件对SO42-/ZrO2固体酸催化神华煤液化性能的影响,并基于产物分布和IR光谱表征,探讨了SO42-/ZrO2固体酸催化神华煤液化反应性及催化作用。结果表明,提高液化温度有利于煤催化加氢裂解,提高转化率和油气收率;增大氢气压力能够促进煤向沥青烯与前沥青烯等中间产物转化,但不利于生成液化油气;延长反应时间有利于前沥青烯加氢裂解,提高液化油气收率;SO42-/ZrO2固体酸的催化作用主要表现为对煤大分子结构的催化裂解,转化率和油气收率随催化剂用量增加而增大。此外,提高液化温度和氢气初压有利于含氧结构转化。     

煤液化油催化加氢精制的研究

煤液化油的催化加氢脱杂原子反应受多种因素影响,其中反应条件的影响较大。反应条件不但影响反应的脱硫率、脱氮率、产物的H/C 原子比、气体产率等,还与催化剂积炭率有密切关系。在煤液化油加氢反应中,催化剂表面积炭是导致催化剂失活的主要因素。对催化剂积炭量研究的很多,但很少报道积炭量随反应条件的变化规律。选择合适条件进行煤液化油催化加氢,是煤液化工程技术上的一个     

煤的岩相显微组分对水煤浆性质的影响

通过对不同变质程度煤的岩相显微组分分析，考察了煤的岩相显微组分对水煤浆性质的影响。结果表明，在相近的灰分含量下，对于烟煤较高的镜质组、较低的丝质组含量有利于煤的成浆性和稳定性。从多元线性回归结果来看，镜质组和丝质组的含量对煤浆成浆性和流变性的影响较为明显，稳定组分的含量对水煤浆性质的影响较小。丝质组含量对稳定性作用明显，当煤中丝质组含量低于30%时，煤浆产生软沉淀的时间一般都在15d以上。煤的平均最大镜质组反射率与煤的成浆性具有较好的相关性，成浆性随煤的最大镜质组反射率增加而增加，因此可以用最大镜质组反射率来预测煤的成浆性。     

一氧化碳加氢制碳氢化合物反应选择性的调控

合成气（即一氧化碳加氢）催化转化制碳氢化合物的费托合成反应是煤、甲烷和生物质等非油基碳资源间接转化制液体燃料或化学品的关键步骤．在传统的费托合成催化荆上,产物服从Anderson．Schulz．Flory分布,特定产物的选择性差．设计和制备高选择性费托合成催化剂,实现C-C偶联产物选择性的调控,是现代C,化学最具挑战性的课题．本文概述了近年来有关c￡偶联机理方面的理论研究进展,简要总结了影响费托合成产物选择性的几个关键因素,着重阐述了活性金属尺寸及所处微环境对产物选择性和催化：舌性的影响．本文还评述了既具有一氧化碳加氢制高碳烃又具有高碳烃加氢裂解能力的双功能费托合成催化剂体系,并提出通过控制加氢裂解等二次反应控制费托合成产物选择性的新策略．     

煤中腐植酸的研究

进行了我国若干泥煤、褐煤和氧化及风化烟煤试样的煤质鉴定、腐植酸含量和腐植酸组成结构特征的研究。表明泥煤多属低地泥煤,有较高的腐植酸含量(约40—50%)。褐煤腐植酸含量变动较大,在3.3—67.8%;随着煤化程度增加,腐植酸量有明显减少的趋势。氧化和风化烟煤的腐植酸含量决定于氧化风化程度和烟煤原来的变质程度、还原程度和岩相组成.适度氧化和风化的烟煤腐植酸收率最高。低变质烟煤镜煤氧化或风化时腐植酸的收率较高;高变质煤、高还原煤和外皮质、丝炭氧化都不容易生成腐植酸。腐植酸还可以分为黑腐酸、棕腐酸及黄腐酸三个组分。这些组分结构上的差异主要表现在可溶性腐植酸有较高的氢含量、显著低的光密度、高的纸上电泳迁移率和烷烃基结构比例大。纸上色谱和溶剂萃取的研究指出这些组分还可以再细分,而腐植酸是这些组分的复杂混合物。     

KOH负载量对不同煤样加氢气化效果影响的实验研究

在加压固定床反应器中研究了碱金属催化剂KOH的添加量对呼和浩特煤和内蒙平庄煤加氢气化反应性的影响,并通过渣样酸洗水洗、原子吸收、XRD考察了煤结构中对气化反应活性有影响的因素。实验结果表明,催化剂的添加使呼和浩特煤的反应总气相产品产率明显提高,催化剂的饱和添加量约为15%。内蒙平庄煤在催化剂负载量增至30%时,才有较为明显的催化效果,但当催化剂负载量增至50%时,内蒙平庄煤60 min内的总气相产品产率仍低于64%。从XRD结果可以看出,随着加氢气化反应的进行,催化剂逐渐与煤中灰分反应失活,同时内蒙平庄煤中未反应的碳结构逐渐转化为活性较差的石墨,导致其反应后期的气化速率较缓慢。气化残渣中水可溶K与水不可溶但酸可溶K的比值与催化反应活性密切相关,当催化剂负载量小于20%时,内蒙平庄煤的高灰分可使大部分催化剂失活,导致其气化速率缓慢。     

Pd基多相催化剂上CO2加氢反应的研究进展

随着二氧化碳(CO₂)排放量的不断增加, 全球变暖和气候变化的加剧对人类的生存环境产生了巨大的影响. CO₂作为廉价、 可再生的碳氧资源, 将其转化为高附加值化学品是绿色化学及能源领域的重要研究课题之一, 受到广泛关注. Pd基催化剂由于具有优异的加氢能力以及良好的抗烧结、 抗毒化性能, 作为CO₂催化转化最有前途的催化剂被广泛应用和研究. 本文主要对Pd基催化剂上CO₂加氢制备HCOOH, CO, CH₄和甲醇等小分子能源化合物的研究进展进行综合评述, 重点关注Pd基催化剂上CO₂分子的吸附/活化位点、 催化剂的金属-载体强相互作用及表界面组成等对催化剂活性和选择性的影响以及催化反应机理.     

岩相因子对煤的燃烧特性的预测

为了研究显微组分对煤及焦的燃烧特性的影响，从显微组分和煤阶的角度描述反应性能的变化。本文提出考虑显微组分和煤阶的岩相因子，较好的表示煤的类型和煤化程度对燃烧特性的影响，较前人孤立地看待显微组分和煤阶的影响量大进步。用岩相因子一煤的着火关，取得比较满意的结果。     

Fe的分散程度对煤焦催化加氢气化的影响

在加压固定床反应器上研究了Fe催化剂在不同比表面积煤焦中分散性对催化加氢气化性能的影响,利用XRD、BET、H₂-TPR、FT-IR、TEM、拉曼光谱对煤焦及催化剂进行了分析表征。结果表明,煤焦活性位点和石墨化程度并非影响催化气化反应的唯一因素,而催化剂的分散性对反应影响更大。煤焦的比表面积越大,Fe催化剂在煤焦表面的分散更均匀,催化剂活性组分平均晶粒粒径越小,并可以促进煤催化加氢气化中间相产物Fe₃C的生成,甲烷收率越高。对于比表面积较高的900-char,在氢气压力为2 MPa,温度为750 ℃,Fe负载量为5%（质量分数）时,催化加氢气化甲烷收率可达53%。在900-char上考察了Fe催化剂负载量对催化加氢气化的影响,甲烷收率呈先增加后降低的趋势,Fe负载量存在饱和点。     

用热重分析法研究煤液化油的催化加氢

本文用热重分析方法研究了煤液化油的催化加氢，系统地考察了热重分析的各种操作条件对煤液化油以及它与固体催化剂的混合样品的热重分析结果的影响，并建立了一套条件实验步骤。实验结果表明，当催化剂存在于样品中时，与不含催化剂时相比，煤液化油的失重在低于３００℃时增大，而在大于３００℃时减小；用Ｈ２作为载气时煤液化油的失重比用Ｎ２作为载气时大；催化剂的催化加氢性能与煤液化油的失重之间存在着定性的关联；催化加氢活性最高的催化剂表现出最大煤液化油失重。     

峰峰煤田煤的岩相和物理化学性质鉴定

应用煤岩相方法并结合化学和工艺性质分析对峰峰煤田煤进行了比较系统的鉴定.本煤田系属于石炭-二叠纪,煤的变质程度沿走向由南向北加深.煤层宏观岩相以暗色和暗色层状煤为主,其微观煤岩成分则大部为镜煤.显微镜研究表明,煤层呈现暗色系由于其中存在许多细小夹石层以及煤岩成分受矿物质浸染之故.同时观察到,角质类物质含量有沿走向逐渐减少的趋势,说明其含量的多少是变质变化的结果,而不决定于原始物料.峰峰煤田煤的可选性一般较差,这和煤岩成分被细条与粒状矿物浸染有关,并且也和煤层中夹石层的多寡相适应.根据煤的工艺性质,峰峰煤田煤一般皆属于好的炼焦煤.     

同位素示踪技术在煤直接加氢反应机理研究中的应用进展

煤直接加氢转化是制备高品质液体燃料和化学品的煤炭清洁高效利用技术。同位素示踪技术在煤直接加氢转化反应机理中得到了广泛应用。本工作介绍了同位素示踪技术,综述了煤加氢液化、煤加氢热解以及其他煤直接加氢过程的反应机理研究中同位素示踪技术的应用进展。     

煤的氧化和岩相组成及复合添加剂对煤成浆性的影响

本文研究了煤的氧化、煤的岩相组成、以及复合添加剂对煤成浆性能的影响。实验指出,煤的自然氧化将大大降低煤浆煤浓度、增加煤浆实测粘度和目测流动度,但对煤浆结构沉淀性质改变不大;在煤灰分含量基本一致时,煤的岩相显微组分中镜质组、半镜质组含量增加,丝质组含量减少,可综合提高煤浆性能;复合添加剂可使煤浆具有高煤浓度、低粘度、煤浆结构疏松、稳定性好易触变的性质。     

载Mo和Ni-Mo酚醛树脂基活性炭加氢催化转化羰基硫的研究

将水溶性酚醛树脂与金属盐溶液混合形成均相体系,依次通过减压蒸馏、固化、炭化、活化和预硫化处理制备负载金属硫化物的活性炭脱硫剂;研究其对羰基硫（COS）的加氢转化催化活性,考察了担载金属的种类、担载量、反应温度、反应时间和COS入口浓度等因素对催化反应的影响。研究结果表明,水溶性酚醛树脂是制备催化剂炭载体的理想前驱体;Ni Mo双组分催化剂对COS的加氢催化转化活性明显高于Mo单组分催化剂;在金属硫化物/活性炭催化剂上,COS的催化加氢过程属于内扩散控制,加氢反应气氛中一定浓度含硫组分的存在是抑制催化剂失硫及维持其催化活性的必要条件。     

生物质基分子水相催化加氢反应及多相催化剂

生物质转化为平台分子,进一步转化成燃料和化学品是生物质利用的重要途径之一。本文总结了水相加氢反应及其催化剂的研究进展,指出了水相催化反应对催化剂的调控合成带来的挑战,如活性组分的流失,催化剂表面重构及毒化等。总结了水相催化加氢反应中高活性及高稳定性加氢催化剂的合成策略:如载体表面结构调控、炭的表面包覆、载体与金属活性组分之间相互作用的增强及新结构催化剂的设计合成等,指出了水相加氢反应的催化剂设计合成的发展方向,为生物质催化转化研究提供参考。     

煤加氢液化铁催化剂的穆斯堡尔谱研究 Ⅲ.内蒙红旗褐煤液化中的一种新的活性相——γFe相

用穆斯堡尔谱考察以化学形式结合到煤中的铁催化剂和以物理形式外加等量铁催化剂对内蒙红旗褐煤加氢液化的催化活性,发现残渣中γ-Fe/Fe_(1-x)S比越大,液化产率越高,表明γ-Fe是一种较Fe_(1-x)S活性更高的新的活性相。离子交换煤中的Fe~(3+)离子由于粒度细小,分布均匀,易转化为γ-Fe相,因而具有最高的催化活性。     

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。