钙、镍离子负载方式对烟煤热解-气化特性影响及煤焦结构分析

为研究采用不同负载方式负载钙离子和镍离子后烟煤的热解气相产物分布、焦油组分分布、半焦的碳微晶结构特性,在实验室小型固定床反应器上对酸洗后采用不同负载方式负载钙离子和镍离子的贺西烟煤进行热解实验。通过扫描电镜-能谱分析仪（SEM-EDS）、X射线衍射（XRD）、静态氮吸附仪等实验设备探索钙、镍离子不同负载方式的煤样热解后煤焦物理、化学结构变化。实验结果显示：由于离子交换法负载的金属是将活性组分与煤的大分子有机结构相结合,而浸渍法则使活性组分进入煤的孔隙中,机械混合只是使活性组分存在于煤颗粒外表面,活性组分存在状态的不同,进而导致热解反应性出现差异变化。H-EX-Ca、H-IM-Ca、H-MM-Ca生成轻质焦油分别为2.15%、2.17%、1.87%,此时轻质焦油（沸点低于360℃）占总焦油的质量分数分别为46.24%、38.96%、29.36%。与负载镍离子相比,采用离子交换和浸渍法负载的钙离子对于重质焦油的催化裂解作用较强。负载的金属离子分布越均匀,煤焦的微晶结构参数（堆垛高度 Lc、微晶尺寸 La及晶层间距dm）变化程度越小,进而阻碍煤焦的石墨化进程,提高煤焦的气化反应性。     

新疆高碱煤四喷嘴气化炉结渣特性研究

针对新疆高碱煤为气化原料造成气化炉堵渣的问题,以四喷嘴气化炉实际运行过程中产生的渣块为研究对象,采用扫描电子显微镜结合X射线电子能谱(SEM-EDX)、X射线荧光光谱(XRF)和灰熔点测试仪等分析了灰渣物化及矿物学特性。对新疆北山煤和牧场煤以及2种煤的混煤进行气化试验,考察了煤中矿物质高温演变行为规律。结果表明,新疆煤中矿物质具有不均一性,在高温热转化过程中,矿物质相互作用发生一系列复杂的物理化学反应,导致形成的矿物质灰渣具有多样性。采用新疆煤为气化原料时,大量灰渣在气化炉渣口处积累,形成了层状灰渣,主要由Na、Ca、Mg和Fe的硅酸盐或硅铝酸盐共熔物和Na-Al-Si-O构成。新疆煤气化后不同形态灰渣中Na含量差别较大,Na含量差异导致矿物质灰渣的黏温特性及固化温度不同。通过热力学模拟发现,Na-Si-O体系中其初始液相形成温度仅为800℃左右,随着Na_2O含量升高,其初始液相形成温度基本保持不变;混入一定量Al_2Si_2O_7后,其液相初始形成温度迅速升高至1 050℃左右。矿物质高温下发生熔融形成组分复杂的共熔物,随温度降低液态灰渣中具有高熔点的矿物质体系将结晶形成晶核,晶核迅速生长形成结晶颗粒而析出。在高温热转化过程,煤中活性Na可与石英黏土类矿物质发生反应生成低熔点的NaAlSiO_4;而Ca、Mg和Fe等与酸性矿物质反应生成具有高熔点的硅铝酸盐矿物质,在降温过程中首先从熔渣中析出,导致堵渣的发生。通过选取或调配煤种的熔渣黏温特性和灰熔融温度与气化运行参数一致可预防煤灰结渣发生。     

压力对溶剂法脱除焦油沥青中固体颗粒物的影响

精制沥青是制备各种功能炭材料的前体,焦油沥青需要预处理脱除其中的固体颗粒物（称为喹啉不溶物,QI）以得到精制沥青,压力是脱除QI的重要条件。本文以煤焦油沥青和添加生物质沥青的混合沥青为原料,研究压力对溶剂法脱除固体颗粒物的影响,测试不同压力下精制沥青的QI含量及产率,利用纳米粒度分析仪、扫描电子显微镜和高温黏度测定仪对QI颗粒形貌、粒度及脱除体系黏度进行表征和测定,分析压力对固体颗粒物絮凝沉降的影响规律。研究结果表明,增加压力对沥青收率升高有明显影响,使精制煤焦油沥青的收率由常压的64.6%（质量分数）提升至1MPa时的84.3%（质量分数）,精制沥青的QI含量维持在0.06%~0.1%（质量分数）之间。添加15%生物质沥青的混合沥青,产率则由常压时的55.7%（质量分数）提升至1MPa时的72.5%（质量分数）。压力对精制沥青的QI含量影响较小,压力增大,溶剂对沥青组分尤其是重质组分的溶解能力增强,使精制沥青产率升高。较高压力也使体系的黏度略微增大,造成部分QI颗粒沉降困难,不过影响较小。中间相沥青制备的结果表明,精制沥青可以制备出具有流域型结构的中间相沥青,添加生物质沥青更好地改进了流域型的显微结构。     

基于模糊Hopfield神经网络的特定目标的识别

基于模糊Hopfield网络研究提出了一种基于核的模糊Hopfield网络识别系统（BC－FHNRS）。BC－FHNRS先训练要识别的特定目标的核，使核能够代表特定目标，然后根据核对未知模式进行识别，判断该未知模式是否是特定的目标。给出了一种核的构造和训练方法，并以此为基础提出识别算法。该系统具有运算时间短、识别率和拒识率较高的优点。试验结果显示，BC－FHNRS具有较好的特性。     

地下催化热解对无烟煤焦结构的影响研究

由于地下热解或者气化的原料为几百米甚至千米以下的原始煤层,地面催化法很难直接用于地下催化热解或者气化。文章设计了特殊的地下催化热解法,在卧式热解反应器中使用Ca(OH)_2催化剂对新疆昌吉某无烟煤进行了催化热解实验,获得了催化前后的热解煤焦并对煤焦进行了比表面积、XRD及煤焦气化反应活性测试。实验结果表明:Ca(OH)_2活化了热解煤焦,使比表面迅速增加,孔径分布更加复杂;催化剂加快了煤中有机官能团的热裂解,阻碍了芳香族自由基的热缩聚反应,延缓了热解半焦的有序化与石墨化进度并使煤焦反应活性能力提高。     

新疆富铁低阶煤在水蒸气气化过程中的矿物转化特性

富铁煤在我国分布广泛，研究富铁煤在高温高压下的矿物转化特性对于其高效利用十分必要。采用加压固定床反应器，研究了新疆准东富铁低阶煤(ZC)在水蒸气气化过程中的矿物转化特性。利用XRD、SEM-EDS和拉曼光谱等手段对原煤、热解半焦和气化过程的残渣进行了矿物组成、形貌特征和有机碳微观结构分析。研究发现，典型新疆富铁低阶煤中的铁主要以菱铁矿和铁闪锌矿的形式存在。在灰化过程中，500℃温度使原煤中的含铁矿物转化为赤铁矿，标准灰化温度815℃部分形成铁尖晶石和铁橄榄石等含铁的低温共熔玻璃体。在氮气气氛下热解，半焦中铁的存在形式主要是单质铁。典型新疆富铁低阶煤在水蒸气气化过程中，首先在炭基体表面形成含钙、钠的硅铝酸盐低熔点矿物相。随着气化压力的增加，这种低熔点矿物相含量增加，说明压力能够促进含钙、钠低熔点硅铝酸盐的生成。压力升高到3 MPa,钙铁斜长石晶相含量增加，升高的压力能够促进富铁矿物参与到硅铝酸盐玻璃相的形成过程中，这将使灰的熔融温度进一步降低。气化时间对矿物转化的影响较为复杂，随着气化时间的增加，气化残渣中含铁矿物相的种类和含量都有所增加，在气化时间3 h条件下，主要生成含铁的硅铝酸盐低...