加压氧化气氛下CaO固硫反应和动力学研究

在加压氧化气氛下研究CaO和SO2 的反应并对该过程进行动力学研究。结果表明 :低温时CaO和SO2 反应的直接产物是CaSO3 ;产物中的CaSO4 是CaSO3 氧化和歧化反应的双重结果。在更高温度 (6 5 0℃ )下发生的是CaO的直接硫酸化反应 ;压力相同时 ,升高温度反应速率和转化率增加 ,但存在一最佳的温度为 85 0℃左右。同一温度下 ,随压力的增加 ,CaO的转化率显著增加。包含可变有效扩散系数的未反应核模型 (EUSCModel)能较好地描述加压下CaO的固硫反应过程。在该模型中 ,用于决定反应速率控制步骤的Thiele模数定义为转化率的函数。Thiele模数和转化率的关系表明整个固硫反应过程是动力学和扩散的共同效应 ;计算得出动力学控制和扩散控制下的表观活化能分别为 43 87kJ·mol-1和 5 6 79kJ·mol-1。     

O－烷基化对煤中氢键的调控及对热解特性的影响

采用O－烷基化的方法对霍林河褐煤进行预处理，用原位漫反射红外光谱结合热重研究了处理前后煤中氢键的变化规律及热解特性。提出采用煤中高岭土、伊利石等在3690cm－1附近的红外吸收峰作为标准，校正煤的漫反射红外谱图的方法。结果表明，采用O-烷基化方法处理霍林河原煤后，其中的氢键数量有明显的减少，但均不能完全消除煤中的氢键；对于各种氢键调控幅度的大小随氢键强度的增大而逐渐减少；调控后煤中的氢键在高温区的热解稳定性增加；经O-烷基化后，煤的热解转化率增加，初始温度降低，热解温区加宽，失重速率加快。     

加氢脱硫反应后催化剂βMo2N0.78的研究

在对βMo2N0.78催化剂加氢脱硫催化性能进行考察的基础上，对反应使用后催化剂的组成、结构变化、以及反应后催化剂再处理对活性的影响等几方面进行了研究。结果表明，在噻吩加氢脱硫条件下，βMo2N0.78 催化剂的氮含量下降，表层被硫化，而且钝化过程中产生的氮氧化物被消耗，但体相结构没有发生变化，表现了较强的抗硫化性能；脱硫反应前后催化剂的氢还原处理不能改善催化剂的活性，但预硫化催化剂在反应起始的活性与钝化催化剂在反应稳定时活性相近，加氢脱硫反应后催化剂的再次氮化处理，可以较大程度的恢复催化剂的初始活性。     

煤在含有吡啶的二元溶液中吸附和溶胀行为的研究

本实验采用WK11模型化合物及ND褐煤和IL烟煤，在含有吡啶的水、环己烷、甲苯双溶液系统中研究其吸附和溶胀行为。研究结果显示，在稀溶液条件下吡啶吸附量和溶胀率都很低，而且即使在很长的反应时间内溶液中的吡啶也不能被全部吸附。这表明虽然由于热力学有利的熵变，吡啶可以断开煤中所有的氢键交联结构而形成新的氢键，但溶剂环境的影响和孔径等因素的扩散限制，也显著影响煤的吡啶吸附量和溶胀行为。在低吡啶浓度时，煤的溶胀率与吸附量无线性关系。在高吡啶浓度时，溶胀率随吸附量的增大而增加。但吡啶浓度超过一定值时，由于吡啶的强抽提作用，一定反应时间后煤和溶剂界面消失。     

煤孔结构特性对水煤浆性质的影响分析

通过三种不同的方法(CO2吸附法、N2吸附法和压汞法)测试了不同变质程度煤的孔结构性质，分析了煤的孔结构特性与水煤浆性质之间的关系。结果表明，煤的孔结构特性对水煤浆性质的影响较为复杂，主要是煤的大孔结构对煤浆成浆性的影响。在相近的孔体积和孔径分布下，煤的成浆性差别较大。孔结构特性本身作为一个独立的因素不能完全体现出对水煤浆性质的影响程度，与煤的表面性质如含氧官能团性质、煤表面的疏水性以及煤的吸水性等密切相关，共同影响着水煤浆的性质。     

混合煤制浆对水煤浆性质的影响

实验选用三种性能较差，不适宜制浆的煤作为原料煤，选用成浆性、稳定性或流变性较好的三种煤作为配煤进行混合煤制备水煤浆。实验结果表明，在相同的制浆条件下，加入成浆性、稳定性较好的煤种，使得水煤浆性质较差的煤成浆性、稳定性均有不同程度的提高，浆体流变性得到改善，煤浆粘度明显降低。根据配煤加入量的不同，煤的成浆浓度可提高约2%～3%，浆体稳定性增加，产生软沉淀的时间由1 d提高到10 d。加入成浆性较差的褐煤，亦可明显提高难制浆煤种的稳定性和改善浆体的流变性，使得浆体由胀塑性流体变为假塑性流体。煤的表面性质分析表明，配入表面性质差异较大的煤种，有利于改善难制浆煤种的水煤浆性质。     

煤质因素对水煤浆性质的影响

采用多元线性回归分析的方法研究了煤质因素对水煤浆成浆性、流变性及稳定性的影响。并采用多元逐步回归分析的方法对影响水煤浆性质的煤质因素进行了综合分析,以确定影响水煤浆性质的主要煤质因素,并建立了相关的经验方程。结果表明,与煤成浆性有关的主要煤质因素为煤的碳质量分数、空气平衡水分、可磨性指数以及压汞仪所测煤的比表面积,复相关系数达0.988;与煤浆流变性有关的主要煤质因素为煤的灰分质量分数、煤中可溶矿物离子的溶出量、压汞仪所测煤的孔体积以及煤表面的动电位性质,复相关系数为0.917;与煤浆稳定性有关的主要煤质因素为煤岩显微组分分析中丝质组分的质量分数和煤灰成分分析中SiO2的质量分数,复相关系数为0.779。