低品质煤提质后快速热解大分子挥发分产物的析出特性

对3种低品质煤进行200、250和300℃下的水热提质实验。将水热提质前后的煤样进行氮吸附测试和红外光谱测定,获得其孔隙分布和含氧官能团的变化规律。结果表明,水热提质后,各煤种平均孔径、比孔容明显降低,煤中羟基、羧基减少,环化程度升高,单环芳烃结构向多环芳烃转化,煤中有机质逐渐成熟,煤阶升高。利用快速热解仪在升温速率5000℃/s、终温1000℃条件下进行实验,获得低品质煤热解大分子挥发分的析出规律。结果表明,随着反应终温的升高,各煤种热解产生的脂肪烃含量减小、芳香烃的含量升高、酸类和酚类减少、酯类变化规律不明显。     

胜利褐煤液化沥青烯光谱表征

以胜利褐煤为原料,通过不同条件下加氢液化制备了相应的沥青烯,利用元素分析、红外光谱、紫外可见光谱和荧光光谱等分析技术对所制备的沥青烯进行了结构表征,探讨了氢气初压和液化温度对沥青烯结构的影响。结果表明,胜利褐煤液化活性高,沥青烯和前沥青烯等重质中间物收率较低。胜利褐煤沥青烯中芳香体系主要以2~3环缩合芳环及联苯类芳香结构为主。提高氢气初始压力,可以促进煤的加氢裂解及AS脱羟基。高温、高氢压有利于AS中芳环取代基的加氢裂解。相对而言,荧光光谱是沥青烯芳香结构的有效表征手段,其荧光光谱特征结果与元素分析、H/C原子比间存在明显的相关性。     

全温度段裂解提质对锡盟褐煤成浆特性的影响

通过对锡盟褐煤进行涵盖高、中、低完整温度段的裂解提质,研究了裂解过程对煤质特性、成浆浓度、浆体流变特性以及稳定性的影响。对锡盟褐煤在隔绝空气条件下裂解,测量不同浓度浆体的黏度,并对剪切速率和表观黏度进行拟合得到不同浆体不同浓度的流变特性曲线,根据国标规定方法测量浆体的实际浓度以及浆体稳定性。并从裂解过程中样品表面官能团和孔隙结构变化角度分析裂解对锡盟原煤及半焦成浆特性的作用机理。实验结果表明,裂解过程可以减少样品中的含氧官能团,降低其亲水性,有利于成浆浓度的提高,成浆浓度随裂解温度的升高呈现先增大后减小的变化趋势,但是裂解对浆体的稳定性有负面影响。随裂解温度的提高,含氧官能团的分解导致半焦的孔隙结构发生显著变化,平均孔径先减小后增大,比表面积和孔容积呈先增大后减小趋势。     

神府煤Ni-Mo-S/Al_2O_3催化液化动力学研究

对煤液化产物进行溶剂的分级处理,采用集总的方法得到Ni-Mo-S/Al2O3催化神府煤液化动力学模型。该模型包括了煤、前沥青烯、沥青烯和油气之间的相互转化,考虑了连串反应、平行反应和逆向转化以及结焦反应的影响,可以较好地模拟Ni-Mo-S/Al2O3催化神府煤液化过程。基于建立的Ni-Mo-S/Al2O3催化神府煤的动力学模型,求得神府煤催化液化的表观活化能为125~244 kJ/mol。通过对计算得到的模型参数分析表明,在高温阶段存在明显的油气向沥青烯以及沥青烯向前沥青烯的逆向转化。当温度高于420℃时,出现前沥青烯和沥青烯结焦反应现象。     

煤催化气化中非均相反应动力学的研究

以神木煤焦为研究对象,在小型加压固定床上考察了不同气化剂(水蒸气、二氧化碳、氢气)、催化剂负载量、水蒸气分压、氢气分压和一氧化碳分压对碳转化率和气化反应速率的影响。结果表明,对于非均相的催化气化反应来说,反应速率顺序为C-H2OC-CO2C-H2。H2和CO不同程度地抑制煤焦水蒸气气化反应,CO的抑制作用明显大于H2。在700℃,当添加5%的CO,碳转化率降低约50%。基于Langmuir-Hinshelwood(L-H)方程,结合随机孔模型,同时考虑催化剂负载量及气化产物分压的影响,建立了煤焦催化水蒸气气化动力学模型,模型预测反应速率常数与实验值误差在10%以内,说明建立的动力学模型可以较好地模拟煤焦的催化水蒸气气化反应过程。     

Symmetry protected topological phases in spin-1 ladders and their phase transitions

We study two-legged spin-1 ladder systems with D₂×σ$D_2\times \sigma$ symmetry group, where D₂$D_2$ is discrete spin rotational symmetry and σ$\sigma$ means interchain reflection symmetry. The system has one trivial phase and seven nontrivial symmetry protected topological (SPT) phases. We construct Hamiltonians to realize all of these SPT phases and study the phase transitions between them. Our numerical results indicate that there is no direct continuous transition between any two SPT phases we studied. We interpret our results via topological nonlinear sigma model effective field theory, and further conjecture that generally there is no direct continuous transition between two SPT phases in one dimension if the symmetry group is discrete at all length scales.     

火电厂一次风速及煤粉浓度的数据采集系统设计

探讨用于火电厂一次风管道风速及煤粉浓度在线监测系统的高速数据采集方法与相应的实现技术,可为一次风速及煤粉浓度的测量提供可靠的数据。根据要检测的电厂锅炉一次风管道气固两相流的特性,在基于微波法测量一次风速及煤粉浓度方案的基础上,设计了用于一次风速及煤粉浓度检测的数据采集系统。该采集系统使用ST公司的Cortex M4核心的ARM处理器和高精度、双极性、多路同步ADC采集转换器,并使用百兆以太网通信芯片把采集的数据传送到上位机。实现了四路同步数据的采集、传输及存储,经试验验证,能够稳定的进行数据采集。只需对该系统稍加改动,即可实现8通道同步采集。适用于多数数据采集的场合,具有很好的应用前景。     

煤与废塑料共液化中国转移的示踪试验研究：Ⅰ．溶剂的作用

采用放射性同位素^3H标记的四氯萘溶进行了先锋褐煤与低密度聚乙烯（LDPE）的共液化示踪试验，并考察了钼灰（FAMo)和Fe2O3 S催化剂的影响。应用液体闪烁计数器测量了各液化产物中的放射性活度，以研究煤与废塑料共液化中的氢转移。结果表明：在先锋褐煤与LDPE塑料共液化反应的实始阶段，存在着四氢萘溶剂的供氢作用，而且这种供氢作用不受催化剂的影响，只是热力作用的结果，使用加氢蒽油（HAO）和四氢萘（TNH）溶剂混和物作为共液化溶剂时，先锋褐煤与LDPE共液化反应初期的熔剂供氢还存在着竞争转移，其主要取决于溶剂的脱氢能力。     

煤颗粒内水分介电各向异性分布的研究

煤中水分的分布是煤科学研究中的一个重要问题。本文把煤介电常数的各向异性性质结合微波加热技术,对煤中水分的分布规律进行实验研究,然后建立了水分分布模型进行理论分析,理论分析结果与实验结果进行比较分析,结果基本吻合。最后给出由模型计算所得的典型煤种的水分分布预测曲线。     

The Infrared Characterization and Mechanism of Oxygen Adsorption in Coal

The remarkable differences between the infrared spectra of oxygen adsorption and nitrogen desorption in coal have been experimentally and theoretically investigated. Density functional theory calculations were performed to better explain the mechanism of oxygen adsorption using six different molecular models of coal. In addition, the remarkable differences of infrared spectra between oxygen adsorption and nitrogen desorption was defined as the index V, which was used to classify the spontaneous combustion tendency of coal. The experimental data indicated that the spectra in the 4000–2000 cm^?1 and 1250–1050 cm^?1 regions exhibited significant changes. These results suggest that the mechanism of oxygen adsorption is the alteration and transfer of charge density around the activated sites, which leads to the observed changes of the infrared spectra. The V, which is related to the alteration of spectral intensity, is found to decrease with the increase of adiabatic oxidation time and the relative spontaneous combustion period of coal. This observation solidifies the connection between sample spectral intensity and oxygen chemisorption. These data suggest that the hydroxy in hydroxy and carboxyl groups on the surface of coal particles is the site of oxygen chemisorption, and the V can be used to rapidly and accurately categorize the spontaneous combustion tendency of coal.