热处理条件对煤中硒释放行为的影响

利用固定床热解反应装置,研究了平朔、兖州、神华、黑代沟、义马、霍林河和曲靖七种煤中硒在氮气气氛下,200℃～1000℃的热稳定性,考察了加热速率、终温停留时间、气氛（氮气、空气与氢气）对黑代沟和霍林河煤中硒释放规律的影响。结果表明,热解条件下煤中硒主要在700℃以下释放,700℃时的释放率为34%～63%。烟煤中硒的释放峰温在500℃左右,而褐煤中硒的释放峰温在400℃左右。500℃以上,加热速率对煤中硒的释放有一定的影响,较低的加热速率可获得较高释放率;终温1000℃时,停留时间从0延长至15min可明显提高硒的释放率,继续延长停留时间,硒的释放率没有进一步提高。与氮气气氛相比,空气气氛明显促进硒的释放,氢气气氛次之。在热解实验条件下,七种煤中的硒均没有在半焦中富集。     

配煤对煤灰熔融特性影响的实验与量化研究

采用量子化学计算方法和实验研究,从微观分子结构和宏观煤灰熔融特性两个层面上,研究了高温下高、低灰熔点煤配煤降低高灰熔点煤煤灰熔融温度的熔融特性和熔融机理。实验和计算结果表明,配煤时,Ca²⁺作为电子受体进入煤灰中莫来石的晶格,使晶格发生重组,易生成熔点较低的钙长石。莫来石的分子结构较钙长石的要稳定得多,Ca²⁺进入莫来石晶格后位于由\[SiO₄\]^4-和\[AlO₄\]^5-两种四面体形成的网络之间,与O配位的Ca原子削弱了莫来石中的Si-O键,使得配煤后的混煤灰熔融温度降低。量子化学计算得到的灰中矿物质分子结构及相应的物理化学特性,如化学状态、表面化学活性及成键特性等,能够很好的从灰中矿物质分子微观结构特性解释高温下煤灰熔融过程中耐熔矿物与助熔矿物间的反应机理。     

煤在不同O2/CO2气氛下燃烧硫析出特性研究

研究了煤在不同氧体积分数、混有CO2气氛下燃烧硫析出特性，结果表明，煤在低氧、混有CO2气氛下燃烧，SO2和H2S析出速率曲线均呈现双峰结构，H2S析出率明显增大，硫析出时间延长；在高氧气氛下，SO2和H2S析出速率曲线均呈现单峰结构，硫析出时间缩短。煤在低氧体积分数、混有CO2气氛下燃烧能够改善煤灰自固硫能力，降低硫的最终析出率；煤在高氧体积分数、混有少量CO2气氛下燃烧与空气气氛下燃烧相比，硫的最终析出率无明显变化。     

煤热解与甲烷蒸汽重整耦合过程焦油在碳基镍催化剂上的原位催化提质（英文）

本研究采用Ni/KD-9催化剂，对CP-SRM过程焦油进行原位催化提质研究。结果表明，在650℃热解温度下，CPSRM在5Ni/KD-9催化作用下的焦油产率为24.4%，略低于不进行催化提质的焦油产率，而轻质焦油产率（18.9%）是未提质时的1.4倍。相比未提质焦油，用5Ni/KD-9提质后焦油中的C₂、C₃和C₄烷基取代苯含量分别增加0.5、0.6和4.0倍；酚和萘的含量也明显提高。采用同位素示踪方法结合典型组分质谱图，探究了催化提质过程的反应机理。结果表明，5Ni/KD-9可以同时催化焦油裂解和甲烷蒸汽重整（SRM）,SRM过程产生的小分子自由基，如·CH_x，·H和·OH可以与焦油裂解产生的自由基结合，从而避免焦油的过度裂解。     

不同分布形式的钙盐对燃煤三模态颗粒物生成的影响

通过物理掺混和溶液浸渍两种方式将醋酸钙添加至烟煤中,分别制得富含外在钙盐的掺钙煤与富含内在钙盐的浸钙煤,将原煤、掺钙煤和浸钙煤在沉降炉中进行燃烧实验,炉膛温度1 300℃。收集并分析燃烧生成的颗粒物,研究不同分布形式的钙盐对三模态颗粒物生成的影响。结果表明,三种煤燃烧生成的超细模态、中间模态和粗模态颗粒物均分别位于小于0.2、0.2-2.0和大于2.0μm粒径范围内;内、外在钙盐均促进超细模态颗粒物的生成,其中,外在钙盐的促进作用更明显;内在钙盐抑制中间模态颗粒物的生成,而外在钙盐促进其生成;对于粗模态颗粒物的生成,内在钙盐具有促进作用,外在钙盐作用不明显。     

气相色谱法测定丁二烯中微量乙腈、4-乙烯基环己烯、甲苯、叔丁基邻苯二酚

建立毛细管柱气相色谱法测定工业丁二烯中微量杂质抽提剂乙腈、4-乙烯基环己烯、甲苯、阻聚剂叔丁基邻苯二酚的方法。将丁二烯样品采集到钢瓶中,调节钢瓶压力在0.5～1.5 MPa下进样,采用Aglient HP–1柱(50 m×0.25 mm,0.50μm)为分离色谱柱,气相色谱法测定。乙腈、4-乙烯基环己烯、甲苯、叔丁基邻苯二酚的含量分别在1～200,1～1 000,1～200,2～300 mg/kg范围内与色谱峰面积呈良好的线性关系,线性相关系数均大于0.999,检出限分别为0.4,0.5,0.2,1.0 mg/kg。测定结果的相对标准偏差为0.69%～1.74%(n=6),加标回收率为97.5%～105.0%。该方法准确快速,检出限低,具有良好的精密度,适合于工业丁二烯中微量杂质乙腈、4-乙烯基环己烯、甲苯、叔丁基邻苯二酚的测定。     

吡啶萃取对烟煤热解过程焦油生成特性的影响

煤中含有以非共价键结合的可萃取物，煤的萃取物和萃余物热解反应性不同。本研究首先用醋酸消除煤中静电作用力，再以吡啶萃取消除氢键作用力，通过热重和固定床研究了煤萃取物和萃余物的热解特性。相对于原煤，萃取物（E1）的H/C原子比较高，而萃余物（R1）比原煤的孔径有所增大。热重实验表明，萃取物热分解温度低，失重率大；萃余物在485℃之前失重大于原煤，温度高于485℃小于原煤。固定床氮气热解表明，萃取物（E1）的焦油产率和气体比原煤高；萃余物（R1）的焦油产率低于原煤焦油产率。而氢气气氛下，萃取残渣的焦油产率明显高于原煤，这是由于吡啶萃余物具有更开放的孔结构，有利于加氢热解过程氢向孔内扩散，减少了缩聚反应。     

灰色聚类的物元可拓法在煤与瓦斯突出预测中的应用研究

在对地质构造和煤与瓦斯突出关系研究的基础上,应用灰色关联方法对寺河矿煤与瓦斯突出的影响因素进行分析,确定研究区域煤与瓦斯突出的主要控制因素;根据煤与瓦斯突出主控因素分析结果,选取相应的煤与瓦斯突出预测指标,运用可拓聚类方法对这些指标进行综合分析,划分出地质构造带煤与瓦斯突出倾向性等级,进而预测地质构造单元的煤与瓦斯突出危险;应用建立的煤与瓦斯突出预测地质构造指标方法,对寺河矿西区X1301工作面进行煤与瓦斯突出危险性预测,划分出了严重突出危险区.     

基于钾基修饰铁矿石载氧体的煤化学链燃烧循环实验

对天然的铁矿石加以钾基修饰,在流化床上进行了煤化学链燃烧循环实验。研究了改性后的铁矿石对气体产物浓度及含碳气体体积分数影响的持续力。钾基铁矿石缩短了反应时间并明显提高了CO₂浓度;在20次循环中,钾基铁矿石能明显提高CO₂体积分数并降低CO体积分数,11次循环后,CO₂体积分数稍有减少,CO体积分数略有增加。借助于扫描电镜与电子能谱(SEM-EDX)和X射线衍射(XRD),对不同循环后的载氧体进行表征。与纯铁矿石相比,前10次循环钾基铁矿石载氧体表面严重烧结,20次循环之后烧结减轻,恢复多孔结构。结果表明,钾基铁矿石载氧体中KFe₁₁O₁₇或其衍生物对煤气化有催化作用;在20次循环中存在钾流失现象;20次循环后钾基铁矿石载氧体能完全氧化为Fe₂O₃。