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产学研融合的煤化工专业学位研究生培养模式改革——以太原理工大学为例
1
作者 冯宇 廖俊杰 +2 位作者 闫伦靖 鲍卫仁 王建成 《化工高等教育》 2022年第6期30-35,67,共7页
定向提升专业学位研究生的职业能力,是当前我国研究生教育的重要目标。针对煤化工专业学位研究生培养现状及存在的问题,太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室在对煤化工专业学位研究生特点进行综合分析的基础上,从... 定向提升专业学位研究生的职业能力,是当前我国研究生教育的重要目标。针对煤化工专业学位研究生培养现状及存在的问题,太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室在对煤化工专业学位研究生特点进行综合分析的基础上,从专业学位研究生培养理念、模式、平台、导师队伍以及培养过程管理与评价等方面入手,深化培养模式改革,构建了以产学研用为支撑的多维度专业学位研究生教育质量管理体系,以期提升学生的工程应用能力和创新实践能力,培养高层次创新型工程技术人才。 展开更多
关键词 煤化工 专业学位研究生 产学研 培养模式
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催化剂对煤热解焦油品质的调控及其表面积炭行为的分析
2
作者 鲍卫仁 王倩 +5 位作者 李挺 田茜 王旎晨 闫伦靖 王美君 常丽萍 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1067-1082,共16页
以催化剂为核心和焦油提质为目的的低阶煤热解技术是保障国家能源安全和实现“双碳”目标的煤炭清洁高效转化技术。鉴于煤焦油品质调控和催化剂表面积炭行为的复杂性,阐述了金属、金属氧化物、天然矿物质、分子筛和炭基催化剂对煤和热... 以催化剂为核心和焦油提质为目的的低阶煤热解技术是保障国家能源安全和实现“双碳”目标的煤炭清洁高效转化技术。鉴于煤焦油品质调控和催化剂表面积炭行为的复杂性,阐述了金属、金属氧化物、天然矿物质、分子筛和炭基催化剂对煤和热解挥发物的催化作用及其对热解产物分布和组成的影响,并对比分析了各类催化剂的优缺点。探讨不同催化剂物理化学性质的区别及其与催化性能之间的关系,结合煤及热解挥发物中C—C、C—H、C=C、—OH、C=O、C—O和—COOH等化学键的断键行为,揭示了不同催化剂的作用机制。在此基础上,针对催化过程中存在的焦油产率低及提质效果差的问题,提出了利用金属尤其是过渡金属改性催化剂活化热解体系中的内部小分子氢供体和外部固体/气体氢供体对重质组分裂解碎片原位供氢的方法,实现焦油产率的提高及焦油品质的改善。同时,针对催化剂易积炭失活问题,分析了积炭的物理化学性质和组成以及积炭形成的原因。从催化剂设计及热解反应体系出发,分析了多种有效抑制积炭的途径,如多级孔与金属活性位点的组合效应、双金属改性调控Brønsted和Lewis酸性位点的比例、酸碱双功能催化剂的开发以及引入H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(6)和CH_(3)OH等富氢小分子调控挥发物组成等,以期为低阶煤催化热解技术的发展提供理论基础。 展开更多
关键词 低阶煤 热解 挥发物 催化裂解 焦油提质
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炼焦煤热解过程中膨胀压力的形成机制及对焦炭质量的影响
3
作者 王帅 周文艳 +3 位作者 高亚芳 申岩峰 王美君 常丽萍 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期30-43,共14页
在工业室式炼焦过程中,膨胀压力过高会造成焦炉炉墙损坏及推焦困难,膨胀压力过低会影响焦炭产品质量。现行焦化工艺通过调节入炉煤挥发分控制膨胀压力,缺乏对炼焦煤膨胀压力形成机制的本质认识,可能导致焦炉运行不稳定、焦炭质量波动大... 在工业室式炼焦过程中,膨胀压力过高会造成焦炉炉墙损坏及推焦困难,膨胀压力过低会影响焦炭产品质量。现行焦化工艺通过调节入炉煤挥发分控制膨胀压力,缺乏对炼焦煤膨胀压力形成机制的本质认识,可能导致焦炉运行不稳定、焦炭质量波动大等问题。基于此,通过分析炼焦煤结构特性,从分子水平探究了膨胀压力的形成及演变,并揭示了炼焦煤膨胀性与焦炭质量的本质联系。利用核磁共振碳谱(^(13)C NMR)分析了五种不同煤阶的炼焦煤(Q1,JA1,F1,J1和S1)的化学结构。通过热重分析(TGA)、小型热解实验等方法以及基式流动度测定仪、奥亚膨胀仪、透气性在线检测装置及膨胀压力和膨胀位移检测装置等仪器探究了单种煤热解过程中煤基体分解行为、流动特性和膨胀特性的演化机制。结果表明:热解气体CO,CO_(2),CH4的释放和低透气性带的形成影响了膨胀压力的产生,适宜的膨胀压力可提高焦炭质量;300℃~450℃是煤产生膨胀压力的温区,与煤中f_(al)^(O1),f_(al)^(O2)和f_(al)^(1)~f_(al)^(5)结构的分解有关;膨胀压力过高(120 kPa~180 kPa)的煤,形成的焦炭孔隙多、真密度小,质量差;膨胀压力适中(90 kPa~120 kPa)的煤,形成的焦炭质量较好。 展开更多
关键词 煤化学结构 流动特性 膨胀特性 演化机制 焦炭质量
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基于瘦煤煤质特性的炼焦配煤方案优化试验研究
4
作者 岳伟明 周文艳 +4 位作者 侯晓瑞 周瑞 李鹄飞 申岩峰 王美君 《煤质技术》 2024年第2期73-79,86,共8页
在炼焦配煤中合理利用瘦煤并提升其占比,可实现焦化企业降本增效和保护优质炼焦煤资源。为探究焦化厂配煤方案中瘦煤比例添加及方案优化调整对焦炭质量的影响,选取贫瘦煤(MC)和瘦煤(LC1和LC2)及采用工业分析、岩相分析等了解单种煤的基... 在炼焦配煤中合理利用瘦煤并提升其占比,可实现焦化企业降本增效和保护优质炼焦煤资源。为探究焦化厂配煤方案中瘦煤比例添加及方案优化调整对焦炭质量的影响,选取贫瘦煤(MC)和瘦煤(LC1和LC2)及采用工业分析、岩相分析等了解单种煤的基本煤质特性,利用红外光谱、热重分析确定煤样的结构特征和挥发分释放行为,并基于瘦煤的煤质特性,采用40 kg焦炉试验对不同瘦煤比例的配合煤进行焦炭质量评价,探究焦炭质量差异原因。结果表明:基于基础配煤方案,将LC1和LC2的占比增加至35%时,焦炭反应性(CRI)降低,反应后强度(CSR)升高,焦炭质量依然优于基础方案所制备的焦炭质量;在基础方案中,MC能对LC1和LC2进行替换,且替换后的CRI降低及CSR升高,焦炭光学组织中的细粒和中粒镶嵌结构增加,焦炭质量未发生劣化;MC占比增加至11%时,CRI升高以及CSR降低,焦炭质量发生明显劣化。基于瘦煤的煤质特性,配煤中的瘦煤比例可达到较高的配比,为后续工业配煤方案中利用高阶煤提供理论依据。 展开更多
关键词 瘦煤 煤质特性 炼焦配煤方案 40 kg焦炉 焦炭反应性 焦炭质量 焦炭光学组织
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焦炉煤气-甲醇产业链延伸技术方案的经济分析 被引量：19
5
作者 易群 吴彦丽 +4 位作者 范洋 胡长淳 褚琦 冯杰 李文英 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期1003-1011,共9页
与煤制甲醇和天然气制甲醇工艺相比,焦炉煤气制甲醇不仅可以有效利用焦炉煤气中的氢,而且具有低成本的优势。在焦炉煤气制甲醇工艺基础上,文中提出了3种具有发展潜力的焦炉煤气综合利用方案:①气化煤气-焦炉煤气制甲醇生产方案;②焦炉煤... 与煤制甲醇和天然气制甲醇工艺相比,焦炉煤气制甲醇不仅可以有效利用焦炉煤气中的氢,而且具有低成本的优势。在焦炉煤气制甲醇工艺基础上,文中提出了3种具有发展潜力的焦炉煤气综合利用方案:①气化煤气-焦炉煤气制甲醇生产方案;②焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案;③气化煤气-焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案。以200×104 t焦炭的生产规模分析了3种方案经济性,其毛利润分别为24.21亿元,18.92亿元和28.74亿元;内部收益率分别为28.29%、24.34%和27.11%。气化煤气-焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案充分发挥了规模效应和产品高附加值的特点,具有明显的经济优势;系统灵活性高,抵御市场风险能力强。 展开更多
关键词 焦炉煤气 气化煤气 甲醇 产业链 经济分析
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低阶煤热解含尘焦油气品质调控及除尘分析
6
作者 王倩 李挺 +5 位作者 刘倩 申岩峰 王美君 闫伦靖 鲍卫仁 常丽萍 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3542-3553,共12页
“双碳”背景下,以热解技术为核心的低阶煤分级分质转化利用对煤炭加工产业绿色低碳发展具有重要意义。针对低阶煤转化过程中存在的含尘热解焦油气高温除尘及品质调控等瓶颈问题,从煤热解和挥发物反应机理出发,阐述了含尘焦油气组成及... “双碳”背景下,以热解技术为核心的低阶煤分级分质转化利用对煤炭加工产业绿色低碳发展具有重要意义。针对低阶煤转化过程中存在的含尘热解焦油气高温除尘及品质调控等瓶颈问题,从煤热解和挥发物反应机理出发,阐述了含尘焦油气组成及挥发物反应特性等对焦油品质、析炭行为的影响,提出利用挥发物反应规律,通过煤种特性与工况条件的优化匹配,抑制含氧化合物对析炭形成的诱导作用,并对自由基碎片进行有效供氢,进而提高焦油品质,减少析炭形成,是有效缓解后续焦油气油尘分离压力的可行方法。并基于此,详细分析了热解焦油气除尘技术及焦油原位提质相关研究进展及技术应用情况,指出利用颗粒床除尘技术通过改变过滤材料的物理、化学特性和床层的空间效应调变挥发物反应路径,可实现高温含尘焦油气除尘和原位提质的协同效果。在保证焦油产率前提下开发适用于颗粒床过滤和焦油气原位提质的多功能介质材料尤为重要。多级孔炭基催化剂作为颗粒床过滤材料,在过滤粉尘的同时可实现重质组分裂解以及富氢组分活化的功能,既可减小重质焦油在孔结构中的传质阻力,又可通过活性位和孔隙结构的组合效应实现“同步供氢”,有效提质焦油并抑制析炭,有望为大规模粉煤热解及含尘焦油气高效气固分离技术的发展提供理论指导。 展开更多
关键词 粉煤 热解 含尘焦油气 挥发物反应 除尘技术 焦油提质
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Stober法制备煤焦油酚基碳纳米球 被引量：1
7
作者 侯豪杰 黄瑞 +3 位作者 杨莹 刘冬 冯宇 王建成 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第4期52-61,共10页
煤焦油的直接排放和粗放利用会造成严重的环境污染,煤焦油利用的关键是绿色高价值.以中低温煤焦油中提取得到的小分子量酚类物质为碳源,利用Stober法合成碳纳米球.考察了煤焦油提取酚添加量、预聚合温度、水热温度和水热时间对碳纳米球... 煤焦油的直接排放和粗放利用会造成严重的环境污染,煤焦油利用的关键是绿色高价值.以中低温煤焦油中提取得到的小分子量酚类物质为碳源,利用Stober法合成碳纳米球.考察了煤焦油提取酚添加量、预聚合温度、水热温度和水热时间对碳纳米球形貌的影响,研究发现当煤焦油提取酚添加量为50%(质量分数)、预聚合温度为60℃、水热温度为160℃和水热时长为24 h时,可以制备得到形貌规整、粒径均一的单分散碳纳米球.在该条件制备的碳纳米球(CTCNS)平均粒径667 nm,比表面积可达596 m^(2)·g^(-1),氮含量为2.42%(原子分数),作为潜在的超级电容器电极材料,在6 mol·L^(-1)KOH中,具有较好的电化学性能,比电容为123 F·g^(-1).为煤焦油的绿色高值化利用提供了新的思路和实验依据. 展开更多
关键词 煤焦油 碳纳米球 Stober法 超级电容器
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焦煤煤质结构特性对焦炭质量的影响研究 被引量：1
8
作者 岳伟明 王雷雷 +2 位作者 申岩峰 王帅 王美君 《煤化工》 CAS 2023年第3期106-111,共6页
为深入分析焦煤煤质特点及其对焦炭质量的影响,选取山西省4种焦煤作为试验用煤,利用常规分析、红外光谱、13C NMR、基氏流动度仪和奥亚膨胀度仪等对焦煤进行分析和表征,利用40 kg焦炉进行炼焦试验并评价焦炭质量。结果表明:变质程度相... 为深入分析焦煤煤质特点及其对焦炭质量的影响,选取山西省4种焦煤作为试验用煤,利用常规分析、红外光谱、13C NMR、基氏流动度仪和奥亚膨胀度仪等对焦煤进行分析和表征,利用40 kg焦炉进行炼焦试验并评价焦炭质量。结果表明:变质程度相差较大的两种焦煤,煤中有机碳结构、基氏流动度和奥亚膨胀度特性也明显不同,并最终影响焦炭质量;即使焦煤变质程度接近,但有机碳结构参数也明显不同,特别是芳环取代度、芳香桥碳摩尔分数、芳香簇中平均碳原子数、每个芳香团簇上支链数及一个芳香团簇的平均分子质量,当这些参数较小时,焦炭反应性较低、反应后强度较高;此外,较高的碱性矿物组分含量,对焦炭的反应性具有催化作用,使得反应性较高,反应后强度较低。 展开更多
关键词 焦煤 煤质特性 有机结构 40 kg焦炉 焦炭质量
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利用煤焦油中酚类物质Stöber法制备碳纳米球用于CO_(2)吸附
9
作者 杨莹 侯豪杰 +7 位作者 黄瑞 崔煜 王兵 刘健 鲍卫仁 常丽萍 王建成 韩丽娜 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期5011-5018,共8页
煤焦油的排放和直接利用会造成严重的环境污染,开发高附加值材料的绿色合成方法及应用是煤焦油利用的关键。本文采用Stöber法以间苯二酚和中低温煤焦油为碳源与甲醛聚合制备了多孔碳纳米球CO_(2)吸附剂,通过扫描电子显微镜、N2吸附... 煤焦油的排放和直接利用会造成严重的环境污染,开发高附加值材料的绿色合成方法及应用是煤焦油利用的关键。本文采用Stöber法以间苯二酚和中低温煤焦油为碳源与甲醛聚合制备了多孔碳纳米球CO_(2)吸附剂,通过扫描电子显微镜、N2吸附-脱附测试、傅里叶变换红外吸收光谱、X射线衍射等手段对样品进行测试和分析。考察了预聚温度、水热温度和煤焦油添加量对碳纳米球的孔结构和CO_(2)吸附性能的影响。预聚温度为60℃、水热温度为200℃时,产物具有最优异的比表面积和CO_(2)吸附性能。C_(1)-R_(1)-RT-200吸附剂的比表面积达到787m^(2)/g,CO_(2)最大吸附量为4.64mmol/g。当煤焦油占总投料质量的50%~76%时,产物的CO_(2)吸附性能较好,优于纯的间苯二酚模型化合物。所制备的多孔碳纳米球的CO_(2)吸附等温线可以很好地吻合Langmuir等温线模型,说明多孔碳纳米球对CO_(2)的吸附为单分子层吸附。 展开更多
关键词 CO_(2)捕集 吸附 纳米材料 碳纳米球 Stöber法 中低温煤焦油
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煅烧温度及气氛对浮选尾煤的火山灰活性及固碳性能的影响
10
作者 袁美娟 樊盼盼 +5 位作者 鲍卫仁 常丽萍 冯国瑞 韩艳娜 廖俊杰 郭军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期314-324,共11页
经热活化后的浮选尾煤是制备胶凝材料的理想原料,但热活化引起的碳排放极大地限制了其绿色资源化利用。在提高火山灰活性的同时有效减少因热活化产生的碳排放是尾煤大规模工业化利用的前提。利用纯CO_(2)气氛代替烟气中的CO_(2),初步探... 经热活化后的浮选尾煤是制备胶凝材料的理想原料,但热活化引起的碳排放极大地限制了其绿色资源化利用。在提高火山灰活性的同时有效减少因热活化产生的碳排放是尾煤大规模工业化利用的前提。利用纯CO_(2)气氛代替烟气中的CO_(2),初步探索了尾煤在烟气中活化同时对CO_(2)捕集的可行性。通过对比空气及CO_(2)气氛煅烧后尾煤的物化性质,分析了活化协同固碳与传统尾煤煅烧的火山灰活性差异以及尾煤的固碳性能。利用XRD、N_(2)吸附及TG分析了2种气氛活化固碳后尾煤的物化结构及固碳性能,利用尾煤与水泥混合后结石体的抗压强度为指标对活化固碳后尾煤的火山灰活性进行了评价,以活化固碳后尾煤中增加的CaCO_(3)质量为指标评价尾煤的固碳性能。通过研究不同龄期结石体的物化结构,揭示了固碳对尾煤水泥水化过程影响的机理。结果表明:空气气氛煅烧尾煤的火山灰活性高于CO_(2)气氛煅烧尾煤。空气及CO_(2)气氛下尾煤最佳活化温度为700℃,火山灰活性贡献率分别为29.98%、15.51%,标准养护至28 d后空气及CO_(2)气氛煅烧后尾煤-水泥结石体的抗压强度较原尾煤-水泥结石体分别增长了29.1%及6.9%;同时,CO_(2)气氛下尾煤在700℃实现最佳固碳效果,固碳率为0.93%。CO_(2)气氛煅烧尾煤参与水泥水化反应,水化后期煅烧尾煤中的活性物质与矿化产物CaCO_(3)对熟料水化及胶凝体系中钙钒石(AFt)的产生起正向促进作用,水化后期结石体比表面积增加、孔隙填充,提高了孔隙密实程度,结石体后期抗压强度显著升高。 展开更多
关键词 尾煤 火山灰 热活化 固碳 胶凝材料 物化结构
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类水滑石衍生锌基氧化物高温煤气脱硫过程中COS释放行为及其抑制研究
11
作者 白天昊 王晓雯 +3 位作者 杨梦滋 段新伟 米杰 武蒙蒙 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1772-1780,共9页
高温煤气脱硫是煤炭清洁转化过程中的关键技术之一。前期研究表明,锌铝类水滑石基衍生氧化物可高效脱除高温煤气中的H2S,但其脱硫过程中COS释放规律缺乏定性定量研究。探讨了类水滑石衍生锌基氧化物脱硫过程COS释放的可能途径,包括反应... 高温煤气脱硫是煤炭清洁转化过程中的关键技术之一。前期研究表明,锌铝类水滑石基衍生氧化物可高效脱除高温煤气中的H2S,但其脱硫过程中COS释放规律缺乏定性定量研究。探讨了类水滑石衍生锌基氧化物脱硫过程COS释放的可能途径,包括反应热力学分析及实验研究,提出采用镍掺杂策略以抑制脱硫剂脱硫过程中生成COS。研究表明,锌铝类水滑石基衍生氧化物脱除煤气中H_(2)S时产生COS的主要途径是H_(2)S与CO_(2)间的气固相催化反应,该途径所释放COS量占总释放量的78%。通过镍助剂的掺杂使得锌铝类水滑石基衍生氧化物既保持了原有结构形貌,也有效抑制了其脱硫过程中COS的释放;其中最佳镍掺杂量(Zn/Ni摩尔比为30)脱硫剂穿透前的COS释放量减少88%,而硫容仅降低1.5%。 展开更多
关键词 热煤气 类水滑石 硫化氢 羰基硫 催化 脱硫
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基于分子筛结构特性的高温煤气脱硫剂应用现状
12
作者 龙彩梅 武帅山 +2 位作者 王建成 米杰 冯宇 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期5943-5955,共13页
煤气化过程中产生的H_(2)S气体易造成下游设备腐蚀、催化剂中毒和环境污染等问题,分子筛负载型脱硫剂由于能够使活性组分高度分散,促进反应传质,在H_(2)S净化领域应用广泛。本文以分子筛孔径大小和孔道结构特征为依据,分别介绍了微孔(d&... 煤气化过程中产生的H_(2)S气体易造成下游设备腐蚀、催化剂中毒和环境污染等问题,分子筛负载型脱硫剂由于能够使活性组分高度分散,促进反应传质,在H_(2)S净化领域应用广泛。本文以分子筛孔径大小和孔道结构特征为依据,分别介绍了微孔(d<2nm)、介孔(2nm<d<50nm)、大孔(d>50nm)和多级孔分子筛及具备分子筛结构特性材料为载体的脱硫剂在高温煤气吸附H_(2)S气体中的应用现状,分析探讨了不同类型分子筛复合脱硫剂目前存在的优点与不足。最后,从不同分子筛载体的结构特点、分子筛复合脱硫剂净化H_(2)S现状及性能提升、脱硫功能化和绿色制备工艺等方面进行了总结和展望,以期能够为今后分子筛基负载型脱硫剂的开发与应用提供有益参考。 展开更多
关键词 高温煤气 脱硫 载体 气化 分子筛
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基于高硫煤不同添加比例的配煤炼焦试验研究
13
作者 燕慧 邓韶博 +3 位作者 杨伯威 张志凯 申岩峰 王美君 《煤质技术》 2023年第6期35-42,共8页
合理利用不同类型的高硫炼焦煤资源以及提升其在炼焦配煤中的比例,其为实现炼焦过程中降本增效的有效手段。以工业实际生产炼焦配煤为基础,分别选取1种高硫焦煤和高硫肥煤,利用工业分析、黏结指数、胶质层指数、吉氏流动度、奥阿膨胀度... 合理利用不同类型的高硫炼焦煤资源以及提升其在炼焦配煤中的比例,其为实现炼焦过程中降本增效的有效手段。以工业实际生产炼焦配煤为基础,分别选取1种高硫焦煤和高硫肥煤,利用工业分析、黏结指数、胶质层指数、吉氏流动度、奥阿膨胀度等分析高硫煤与基础配煤中低硫煤的基本煤质特性,利用X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)、核磁波谱(^(13)C NMR)分析确定不同炼焦煤的硫赋存形态及碳结构参数,利用40 kg焦炉炼焦试验对比分析不同比例高硫煤的配入对配煤焦炭质量的影响。结果表明,高硫焦煤和肥煤碳结构中的脂肪链长度较长,使得成焦过程中能够分解产生更多的含氢基团,软化熔融产生的胶质体的流动性好、塑性温区宽,能够与配煤中其他煤种进行更有效黏合。高硫焦煤和肥煤中硫化物、亚砜、砜等形态硫在炼焦过程中分解及与含氢组分结合生成的含硫气体随挥发分释放,单独炼焦脱硫率分别达到32.78%和42.61%。炼焦配煤中高挥发分、高流动度的高硫肥煤配入比例过高,成焦过程膨胀压力、焦炭收缩应力、焦炭孔隙率的增加,使焦炭强度出现下降。高硫焦煤和高硫肥煤分别以2%和3%配入炼焦配煤,得到焦炭的机械强度与基础焦炭相近,但反应后强度提升至56.0%。 展开更多
关键词 配煤炼焦 高硫煤 40 kg焦炉 焦炭质量 脱硫率 焦炭机械强度 形态硫 收缩应力
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Ni-MOF衍生NiS_(2)@CNTs电极材料构建及其电化学性能
14
作者 王双 赵佳辉 +5 位作者 王淼 曲伟强 王建成 米杰 裴晋平 冯宇 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期197-208,共12页
改善过渡金属硫化物导电性和循环稳定性是提升超级电容器性能的关键。以二氰二胺和升华硫分别为碳源和硫源,将Ni-MOF前驱体进行碳化和硫化后构筑了二硫化镍纳米颗粒与碳纳米管的复合材料(NiS_(2)@CNTs)。分析表明,碳化样品与升华硫的比... 改善过渡金属硫化物导电性和循环稳定性是提升超级电容器性能的关键。以二氰二胺和升华硫分别为碳源和硫源,将Ni-MOF前驱体进行碳化和硫化后构筑了二硫化镍纳米颗粒与碳纳米管的复合材料(NiS_(2)@CNTs)。分析表明,碳化样品与升华硫的比例为1∶6时,制得的NiS2@CNTs复合材料具有较大的比表面积,且其中的NiS2纳米颗粒和碳纳米管呈现高分散性,可为电化学储能过程提供丰富的反应活性位点、快速的离子扩散和较强的电子传输效率。电化学性能测试表明,NiS_(2)@CNTs电极在0.5 A/g时的比电容可达568.0 F/g。以NiS_(2)@CNTs和活性炭(AC)分别为正负极组装NiS_(2)@CNTs//AC器件,其最大输出能量密度和功率密度达15.6和3207.0 W/kg,经过5000次充放电循环后的电容保持率和库伦效率分别为98.1%和99.7%,表明该电极材料有望实现长期循环利用且具有良好的实际应用前景。 展开更多
关键词 金属有机框架化合物 过渡金属硫化物 碳纳米管 电极材料 超级电容器
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FeMnTiO_(x)催化剂协同脱硝脱汞性能研究
15
作者 王斌宇 王兵 +3 位作者 胡江亮 常丽萍 王胜 王建成 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期90-96,共7页
通过共沉淀法制备了FeMnTiO_(x)催化剂,通过调变焙烧温度和Fe/Mn摩尔比调控催化剂的表面酸性和氧化还原能力,从而优化协同脱硝脱汞性能。利用X射线衍射、电子显微镜、N_(2)吸附/解吸、氢气程序升温还原、氨气程序升温脱附和X射线光电子... 通过共沉淀法制备了FeMnTiO_(x)催化剂,通过调变焙烧温度和Fe/Mn摩尔比调控催化剂的表面酸性和氧化还原能力,从而优化协同脱硝脱汞性能。利用X射线衍射、电子显微镜、N_(2)吸附/解吸、氢气程序升温还原、氨气程序升温脱附和X射线光电子能谱等手段分析催化剂的结构和催化反应机理。结果表明,焙烧温度为400℃、Fe/Mn摩尔比为0.5时,Fe_(0.5)MnTiO_(x)-400催化剂在150~330℃范围内的NO转化率大于90%;在200℃下的Hg^(0)转化率高于90%,脱硝效率达到100%,表现出良好的协同脱硝脱汞性能。 展开更多
关键词 过渡金属氧化物 选择性催化还原 氮氧化物脱除 元素汞氧化 反应机制
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γ-Mo_(2)N/C催化剂的合成及其甲酸脱氢性能研究
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作者 路军 王美君 +3 位作者 王志青 董立波 余钟亮 常丽萍 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期76-86,共11页
甲酸(FA)因其H含量较高(4.4%)、易产H_(2)、可经小平台化合物合成等优势受到广泛关注,而γ-Mo_(2)N/C对FA沿H_(2)和CO_(2)路径分解具有非常高的选择性,产生CO极少,显示出较高的应用价值。基于此,本研究采用对苯二胺和钼酸铵水溶液经前... 甲酸(FA)因其H含量较高(4.4%)、易产H_(2)、可经小平台化合物合成等优势受到广泛关注,而γ-Mo_(2)N/C对FA沿H_(2)和CO_(2)路径分解具有非常高的选择性,产生CO极少,显示出较高的应用价值。基于此,本研究采用对苯二胺和钼酸铵水溶液经前驱体制备γ-Mo_(2)N/C催化剂,并对其FA分解性能进行了原位评价,采用热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征手段对催化剂的结构和表面官能团进行了分析,利用DFT对FA在γ-Mo_(2)N (200)晶面的吸附构型进行了计算,在此基础上,对催化剂性能及FA在其表面的分解机理进行了研究。结果表明,γ-Mo_(2)N/C在较低温度下即可表现出极高的催化活性,提高γ-Mo_(2)N在C载体上的分散性能有效改善FA转化率。对苯二胺与钼酸铵的物质的量比为4∶1时,催化性能最佳,在160℃、100 h的FA分解实验中,催化剂性能稳定、H_(2)选择性高(N_(2)40 mL/min, CO<5.0×10^(-5))。而DFT计算表明,FA中O-H键的H原子与γ-Mo_(2)N/C (200)晶面上N原子结合的可能性更大,而C=O键的O原子更有可能与γ-Mo_(2)N/C (200)晶面上Mo原子结合。上述结果有助于明确FA在γ-Mo_(2)N/C作用下的分解机理,也显示出非贵金属催化剂γ-Mo_(2)N/C在FA分解制H_(2)方面潜在的应用前景。 展开更多
关键词 煤基衍生物利用 甲酸制氢 γ-Mo_(2)N 负载型催化剂 氢能
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羰基硫水解催化剂最新研究进展
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作者 温慧敏 裴永彪 +2 位作者 郭燕 鲍卫仁 廖俊杰 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期386-391,397,共7页
归纳了不同载体的性质对羰基硫水解催化剂的影响研究现状以及载体孔结构对羰基硫水解转化率的影响。综述了不同活性组分负载的作用及现状,探讨了羰基硫水解转化反应催化机理及机理间的协调作用。着重介绍了水解催化剂的氧中毒、硫中毒... 归纳了不同载体的性质对羰基硫水解催化剂的影响研究现状以及载体孔结构对羰基硫水解转化率的影响。综述了不同活性组分负载的作用及现状,探讨了羰基硫水解转化反应催化机理及机理间的协调作用。着重介绍了水解催化剂的氧中毒、硫中毒、氯中毒机理及最新抗中毒研究进展。对羰基硫水解催化剂未来的研究方向进行展望,为后续高效水解催化剂的开发提供理论支撑。 展开更多
关键词 羰基硫 催化水解 改性 中毒 抗氯
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B/Al/Ga-MOR分子筛催化甲醇/二甲醚羰基化反应机理的理论计算研究
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作者 任鹏宇 刘卓 +4 位作者 权燕红 郭军军 马宏 武建兵 王永钊 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期323-334,共12页
采用DFT计算比较分析了B、Al和Ga分别同晶取代MOR分子筛八元环侧袋T3位点及十二元环孔道T4位点时甲醇及二甲醚羰基化反应机制的共性及差异。研究发现,CO插入甲氧基生成乙酰基的反应遵循S_(N)2机制,且为羰基化反应过程中的决速步;473 K下... 采用DFT计算比较分析了B、Al和Ga分别同晶取代MOR分子筛八元环侧袋T3位点及十二元环孔道T4位点时甲醇及二甲醚羰基化反应机制的共性及差异。研究发现,CO插入甲氧基生成乙酰基的反应遵循S_(N)2机制,且为羰基化反应过程中的决速步;473 K下,无论甲醇或二甲醚为原料,生成的乙酰基更倾向于与甲醇中的CH3O作用生成乙酸甲酯;T3位点具有更好的羰基化择形性,而T4位点上更倾向于发生由三甲基氧鎓离子生成芳烃导致催化剂失活的副反应。与Al-MOR相比,在T3位点引入B和Ga会导致羰基化反应能垒的升高,降低其催化性能;而在T4位点引入B和Ga(尤其是B)则可大幅提升其生成三甲基氧鎓离子的能垒,抑制芳烃生成过程,提升催化剂稳定性。本工作有助于认识MOR分子筛不同孔道内酸性位点发生同晶取代时催化羰基化反应机制的差异,为调控设计高效MOR沸石催化剂提供一定的理论支撑。 展开更多
关键词 羰基化 甲醇 二甲醚 B/Al/Ga-MOR分子筛 DFT计算 反应机理
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煤在新型炭材料制备中的应用 被引量：11
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作者 郭彦文 秦英月 +1 位作者 吕永康 鲍卫仁 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期93-95,共3页
炭材料具有很多特性,随着工业技术的发展,它的地位越来越重要,以煤为原料制备新型炭材料已经引起人们的普遍关注并具有十分乐观的发展前途.从多孔炭材料、富勒烯类炭纳米材料和锂离子电池电极三方面综述了以煤为原料制备新型炭材料的研... 炭材料具有很多特性,随着工业技术的发展,它的地位越来越重要,以煤为原料制备新型炭材料已经引起人们的普遍关注并具有十分乐观的发展前途.从多孔炭材料、富勒烯类炭纳米材料和锂离子电池电极三方面综述了以煤为原料制备新型炭材料的研究和应用开发的新进展,阐述了煤作为一种廉价原料的优势,提出了煤作为制备原料在三个方面的发展方向. 展开更多
关键词 煤 炭材料 富勒烯 电极
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煤气化渣基氨氮吸附剂的制备及吸附性能研究 被引量：9
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作者 马超 王兵 +4 位作者 樊盼盼 严晓辉 鲍卫仁 常丽萍 王建成 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2021年第3期109-115,共7页
水中氨氮含量过高,会导致“水华”、“赤潮”等现象,破坏生态平衡。为了实现对工业和生活废水中氨氮的高效去除,以煤气化过程中产生的大宗煤气化渣经过水介旋流器分选后,得到富碳细渣(RCS)产物为原料,制备了煤气化基氨氮吸附剂,并对其... 水中氨氮含量过高,会导致“水华”、“赤潮”等现象,破坏生态平衡。为了实现对工业和生活废水中氨氮的高效去除,以煤气化过程中产生的大宗煤气化渣经过水介旋流器分选后,得到富碳细渣(RCS)产物为原料,制备了煤气化基氨氮吸附剂,并对其氨氮吸附性能进行研究。物理吸附结果显示,吸附剂比表面积为311 m^(2)/g。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外吸收(FT-IR)光谱等对吸附剂进行结构表征。RCS水热后生成了较为规整的A型沸石和SAPO-20型分子筛杂晶。氨氮吸附试验表明,在固液比为10 g/L、溶液初始pH=6.8、氨氮初始浓度为60.0 mg/L、接触时间为1 min时,吸附剂对氨氮的平衡吸附量为3.5 mg/g,去除率达51.0%。但同等条件下RCS对氨氮的去除率仅为8.1%。吸附剂对氨氮吸附等温线符合Freundlich方程,吸附剂吸附氨氮行为符合准一级动力学方程。 展开更多
关键词 煤气化渣 富碳细渣 水热合成 氨氮 吸附剂 沸石
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