高温干燥对褐煤孔隙结构及水分复吸的影响

利用卧式固定床实验炉制得不同温度下干燥处理的煤样,采用低温氮吸附法测试煤样的比表面积、孔体积和孔径分布等孔隙特征参数,使用复吸实验装置测定不同干燥程度褐煤煤样的平衡含水量,探索了高温干燥处理后褐煤孔隙结构的演变与其复吸特性之间的关联规律。结果表明:褐煤原煤及不同干燥温度(600～800℃)下半焦的等温吸附曲线均属于第Ⅱ类吸附等温线,褐煤原煤、600℃和700℃干燥半焦的吸附回线均属于L1型,800℃干燥半焦的吸附回线有从L1型转变为L2型的趋势;随着干燥温度的增加,干燥半焦的比表面积先增大后减小,介孔峰值的孔径微分同样先增大后减小,而大孔孔径微分基本保持不变;分形维数D1和D2呈相反的变化趋势,且D2D1;不同干燥程度半焦的复吸曲线变化趋势相同,且平衡含水量随着干燥温度的升高而减小;半焦复吸特性与孔隙结构有关,平衡含水率与其孔容积之间呈较好的线性关系。     

H2O/O2气氛下胜利褐煤气化半焦的孔隙特性

采用实验室气流床反应器, 在H₂O、O₂及其混合气氛, 900℃条件下进行了胜利褐煤气化实验, 研究了气化半焦的孔隙结构特征。结果表明, 在所有气氛下, 半焦的吸附等温线均属于第II类型, 吸附回线为H3型, 褐煤气化半焦具有连续的较完整的孔体系, 孔隙结构类似。反应气氛影响气化半焦的孔径分布, 半焦中的大孔在3种气氛下均较少, 中孔从多到少的顺序是:H₂O > O₂ > H₂O+1%O₂, 微孔与之相反。在水蒸气气氛下, 随水蒸气浓度增加, 半焦的比表面积先增大后趋于稳定。添加1%O₂后, 比表面积提升30多倍。低浓度O₂气氛下, 随O₂浓度的增加, 比表面积呈线性增长。褐煤转化率与微孔容积和总孔容积的比值以及比表面积的关系式为X=0.196(V_m/V)+45.651, X=0.037S+48.066。     

热解条件对白音华褐煤半焦孔隙结构的影响

以内蒙古白音华褐煤为研究对象,在管式炉中进行了低温热解实验,考察了低温干馏后原煤和固体产物半焦的结构组成变化,分析了干馏条件对固体产物半焦孔隙结构的影响规律.对原煤和不同干馏条件下半焦的吸附/脱附等温曲线的分析结果表明,半焦具有较宽的孔隙分布,而且中孔和微孔占据了很大的比例;对半焦的孔隙特性参数的测定结果表明,干馏终温和保温时间对半焦的比表面积、孔容积和平均孔径都具有较大的影响.     

褐煤热压脱水实验研究

为提高褐煤脱水率,以锡林郭勒褐煤为研究对象,采用高温反应釜进行了褐煤热压脱水实验,考察了温度、压力和保压时间对褐煤脱水率的影响,并利用静态氮吸附仪对热压脱水前后煤样的孔隙结构进行测定。结果表明:温度250℃、压力3 MPa、保压60 min时褐煤脱水率最大可达到93.67%。在热力协同作用下,加压可使褐煤实现"攥拳式"脱水,压缩褐煤碳骨架的同时,挤出内水,改变褐煤孔隙结构及分布。热压脱水后,褐煤比表面积、总孔体积、平均孔径分别降低了0.70192 m2/g、0.00405 cm3/g和1.38593 nm,煤样孔径分布明显改变,微孔比例增加5.57%,中孔比例增加4.97%,大孔比例减小10.54%。实验证明以气体加压方式进行褐煤热压脱水可行。     

停留时间对褐煤半焦孔隙特征及水分复吸的影响

利用螺旋热解装置在不同热解停留时间下制备半焦产品,研究了停留时间等对半焦孔隙结构和水分复吸的影响;结果表明,随着热解停留时间的增加,褐煤热解半焦比表面积和孔体积增大,平均孔径减小;饱和含水质量分数随着半焦比表面积的增大而增大,且维持在8.9%～12.5%。     

煤拔头中低温快速热解烟煤半焦的孔隙结构

利用喷动载流床模拟煤拔头工艺,在550, 650, 750和850℃热解温度下对大同烟煤进行热解得到拔头半焦. 采用氮吸附法对该烟煤及其半焦的孔隙结构进行了研究. 结果表明,拔头半焦的孔隙发达度都弱于原煤;由低到高4个热解温度下挥发分析出率(Y)依次为7.89%, 21.79%, 22.12%, 39.33%,中孔尺寸随Y增加而减小,微孔和大孔尺寸及总孔体积和总孔比表面积基本随Y增加而增加;550℃时挥发分的析出对孔隙结构的发展无明显有利影响. 从原煤到半焦(热解温度由低到高),样品满足BET吸附等温式的相对压力范围依次为0.101~0.351, 0.093~0.201, 0.072~0.152, 0.032~0.053, 0.058~0.108,BET比表面积与NLDFT总孔比表面积变化趋势一致.     

富氧气化半焦的孔隙特性研究

本文利用氮气吸附的方法,分析了枣庄烟煤在常压流化床富氧气氛下的气化半焦的比表面积、总孔体积、孔径等参数,研究发现:在富氧气化过程中孔隙结构变得发达,比表面积、总孔体积明显的增大,孔径明显减小,且随着温度的升高,半焦的比表面积,孔隙率也明显的增大,平均孔径明显减小。与空气气化半焦进行对比,结果显示:富氧气化半焦的比表面积和总孔体积都明显的增大。     

褐煤干燥特性及产品特性研究

通过对内蒙古锡林浩特褐煤的热重分析可知,褐煤干燥过程约30 min,干馏过程约1.5 h。对不同粒径褐煤进行了干燥特性研究,说明+100,100～50,-50 mm原煤完全干燥分别需要4.0,1.0,0.5 h,粒径越小,煤样失重率越大,干燥速度越大,达到相同干燥效果所需的干燥时间也越短。最后分析了干燥温度对产品特性的影响,同时测试了干燥、干馏提质产品的自燃特性和复吸水特性,结果表明:与原煤相比,150,200℃产品挥发分分别提高了33.72%和31.13%,更易发生自燃,而550℃干馏过程中挥发分降低了30.89%,热稳定性大幅增加;150,200,550℃产品吸氧量分别提高了0.43,0.65,0.72 cm3/g;干燥产品燃点要低于原煤,而干馏产品燃点则高于原煤;干馏煤因改变了孔隙结构,最高内在水分降低,即复吸水的能力降低。因此,干燥提质产品与褐煤性质基本一致,而干馏提质产品性能则获得较大改善。     

热解温度和脱灰处理对褐煤半焦孔结构的影响及分形分析

采用低温氮气吸附法分析了胜利褐煤在低温(350℃~600℃)热解过程中孔结构的变化,研究了热解温度及脱灰处理对半焦的平均孔径、比表面积和孔径分布等孔结构参数的影响,并利用FHH(Frenkel-Halsey-Hill)模型,分别在相对压力为0~0.50和0.50~0.95内计算了不同的分形维数D_1和D_2,用以表征煤样的分形特征.结果表明:在热解过程中,半焦的比表面积与孔容积具有相同的变化趋势,与平均孔径呈相反的变化趋势;当热解温度高于500℃时,脱灰褐煤转化为半焦的过程中孔结构变得更为发达,比表面积和微孔孔容明显增大,孔径区间在0.45nm~1.58nm及2.65nm~10.00nm内的孔数量明显增加;FHH模型分析表明,半焦内存在两种变化趋势相反的分形维数D_1和D_2.D_1可以描述450℃之前脱灰褐煤半焦微孔表面的粗糙程度,D2可以反映出整个热解过程中脱灰褐煤的中孔孔容粗糙程度.     

干燥后褐煤的物理结构变化

从微观角度研究了褐煤在不同干燥温度时物理结构的变化.发现褐煤的孔结构尺寸在干燥过程中发生了显著变化,随着干燥温度的升高,褐煤的比表面积逐渐升高,孔隙率和孔容增大,而孔径减小.比表面积和塌陷程度都随着干燥温度的升高而呈现明显增加的趋势,但在干燥温度为210℃表现出下降趋势.干燥温度的升高导致大孔和中孔的明显转化和坍塌,而...     

从土耳其Zonguldak鼠煤矿和西伯利亚无烟煤制备的几种活性炭的孔结构和氢吸附特性(英文)

Activated carbon samples were developed from coal samples obtained from a coal mine, rat (Zonguldak, Turkey) and anthracite (Siberia, Russia), applying pyrolysis in a temperature range of 600-900 ℃ under N2 flow, and activation using chemical agents such as KOH, NH4Cl, ZnCl2 at 650 ℃. Nitrogen adsorption at low temperature (77 K) was used to characterize the activated carbon samples, and their pore structure properties including pore volume, pore diameter and pore size distribution were determined by means ...     

高吸附活性半焦的制备及其在工业有机废水处理方面的应用

分别采用酸、碱、盐和过氧化物对鄂尔多斯原料半焦进行浸渍活化改性制备高吸附活性半焦,再用活化后的半焦对工业有机废水进行静态吸附实验,考察活化溶液种类、活化温度、活化时间、吸附温度、吸附时间和吸附pH值等对半焦吸附废水化学需氧量(COD)脱除率的影响,得到活性半焦吸附处理工业有机废水COD的最佳工艺条件:温度35 ℃,活性半焦投加量500 g·L^-1,在保持工业有机废水原pH值(6.88)条件下静态吸附3 h。在最佳工艺条件下,活性半焦对工业有机废水的COD去除率达88.9%,比原料半焦提高24.7%。对活性半焦吸附工业有机废水的动力学行为进行拟合,结果表明,准二级动力学模型可以很好地描述该吸附过程。通过SEM、BET测试和表征得出活性半焦表面微观结构与孔分布,发现质量分数10%的HNO₃溶液对半焦表面有很好的刻蚀与扩孔作用。     

Experimental study of rehydration kinetics of potato cylinders

The rehydration characteristics of potato cylinders were examined. Samples were pre-dried in a convective oven (60 °C) or in a microwave oven (250, 440 or 600 W), and subsequently rehydrated in a water bath at temperatures between 20 and 80 °C. Fick's Second Law of Diffusion was used to describe the rehydration kinetics. The process was characterized by two effective diffusion coefficients (D₁, D₂), or two stages. The effect of temperature on D was interpreted using the Arrhenius relationship. The rehydration kinetics were dependent on temperature, solid-to-liquid ratio, sample dimensions (diameter and diameter-to-length ratio), pre-blanching, drying method (convective or microwave) and pre-soaking (ionic surfactants and NaCl). Agitation and non-ionic surfactants did not effect the rehydration process.     

改性超细煤粉对甲基橙的吸附行为研究

The adsorption of methyl orange onto ultrafine coal powder (UCP) and modified ultrafine coal powder (MUCP) from aqueous solutions were studied, in which the influence of contact time, dosage, temperature, pH, and methyl orange concentration in the solution were investigated. The adsorption kinetics of methyl orange by UCP and MUCP can be described by the Lagergren first-order and pseudo second-order kinetic models, respectively. The adsorption isotherms of methyl orange onto MUCP at 303, 313 and 323 K follow the Freundlich and Langmuir isotherm equation. Values of G0 for methyl orange adsorption onto MUCP are -22.55, -23.10 and -23.79 kJ•mol－1 at 303, 313, and 323 K, respectively. The values of ΔH0 and ΔS0 are -3.74 kJ•mol－1 and 61.99 J•mol－1, respectively. The adsorption process is spontaneous and exothermic.     

烟煤地下气化半焦对模拟废水中苯酚的脱除

以鹤壁烟煤地下气化半焦为脱除剂,对苯酚模拟废水进行脱除实验研究。采用扫描电镜、低温氮气物理脱除仪和红外光谱仪对半焦的表面特性、孔结构和表面官能团进行表征,进一步考察了半焦投加量、震荡时间、实验温度对模拟废水苯酚脱除的影响。实验结果表明:气化半焦具有微孔(小于2nm)和层状结构,微孔孔径主要分布在1~5nm之间,表面有较丰富的含氧官能团;在模拟废水苯酚浓度为100mg/L、水焦比为10:1、震荡时间为2h、脱除温度为40℃时,半焦对苯酚的脱除率和吸附容量分别为65%和0.66mg/g,气化半焦的孔结构特性和表面含氧官能团对苯酚脱除有积极作用;半焦对模拟废水中苯酚的吸附为多分子层物理吸附,其Freundlich吸附等温式为Q=0.0546C^0.6286。     

煤体理化性质对其孔隙结构和甲烷吸附性能影响的研究进展

煤层气主要成分为甲烷（CH₄）,其主要以吸附态形式存在于煤层中。明确煤体理化性质和煤体孔隙结构及CH₄吸附性能间构效关系,对于高效开采CH₄资源至为关键。为此,本文阐明了煤体理化性质对其孔隙结构和CH₄吸附性能的作用规律,并指出了后续研究趋势。分析表明：煤体微孔结构和其CH₄吸附容量之间呈正线性相关性;煤体介/大孔主要影响CH₄在煤层内部的吸附/扩散速率。具有墨水瓶形孔或富含镜质体的煤体通常具有较强CH₄吸附性能。煤中矿物质和水分对煤体吸附性能产生不利影响。煤中小分子有机物的抽提能够提高煤体孔隙表面积和孔容积,进而提升煤体吸附性能。为了深入研究煤体理化性质及其吸附性能的作用规律,后续需开展以下工作：研究煤体孔隙结构参数和煤体吸附/解吸性能之间的耦合作用关系;利用多重分形理论精确揭示煤体内复杂的孔隙结构信息;优化并建立考虑煤体非均质性的BET和BJH等孔隙结构参数计算模型;以煤基质表面含氧官能团在煤体孔隙内部的赋存空间为切入点,阐明煤体官能团和孔隙结构对其CH₄吸附性能的协同作用规律;从理论模拟和实验科学入手,阐明煤层中水分对煤体孔隙结构的影响;建立更为科学的含水煤体吸附性能评价方法。     

NaHCO处理胶乳生产污泥制备吸附剂对阳离子染料的吸附

以胶乳生产厂脱水污泥为原料、1.40mol/L的NaHCO₃作膨胀剂,60℃浸渍并超声处理30min,污泥烘干后再经高温炭化制备吸附剂,将其用于吸附阳离子兰X-GRRL染料溶液,考察炭化温度、炭化时间、吸附剂粒径、吸附剂投加量、吸附时间及溶液pH对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和吸附等温线类型进行了探讨。结果表明：污泥在炭化温度700℃、炭化时间120min的条件下,制备的吸附剂（粒径<0.75mm）的比表面积为118.95m²/g,孔隙结构较为发达,对染料溶液吸附效果最佳;在振荡频率150r/min、吸附温度为25℃±0.10℃、初始染料质量浓度为250mg/L、吸附剂投加量为1.20g/L、溶液pH为5.47、吸附时间为300min时,溶液脱色率可达98.30%,染料吸附量为204.80mg/g;其吸附动力学可用准二级动力学方程进行描述;符合Langmuir型吸附等温线,属于单分子层吸附;吸附剂浸出液及吸附处理后的染料溶液的COD值分别为4.00mg/L和20.00mg/L,不会对水体造成二次污染。     

木薯淀粉磁性微球的结构表征及其对溶菌酶的吸附性能

磁性微球是高分子材料与磁性物质通过一定作用复合而成的一类具有特殊功能的磁性高分子微球。以木薯淀粉为原材料,复合共沉淀法制备的改性磁流体Fe₃O₄,采用两步法(化学交联法)制备木薯淀粉磁性微球。利用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、同步热分析仪、扫描电镜、激光粒度仪、磁天平等对其性能及结构进行表征并研究其对溶菌酶的吸附行为。通过单因素法考察磁性微球用量、溶液pH值、吸附温度、吸附时间对吸附率的影响,并采用准一级动力学模型和准二级动力学模型研究其吸附动力学。结果表明:制备的木薯淀粉磁性微球Fe₃O₄含量为19.71%,D₅₀(中位径)为15.40μm,磁化率为1.571×10^-3cm³/g,形貌规整;在微球用量为1.25g,溶液pH=10,吸附温度为25℃,吸附时间为80min时,微球对溶菌酶的吸附率最高,达到84.67%。以相关系数R²为参考,准二级动力学模型(R²=0.99993)较准一级动力学模型(R²=0.99174)、颗粒内扩散模型(R²=0.69996)能更好描述木薯淀粉磁性微球对溶菌酶的吸附行为。     

Correlation between equation of state and temperature and pressure dependence of self-diffusion coefficient of polymers and simple liquids

Correlation between the equation of state and the temperature dependence of the self-diffusion coefficient D for polymers such as polystyrene (PS) and polydimethyl siloxane (PDMS) and simple liquids such as argon, methane and benzene and the pressure dependence of D for oligomers such as dimethyl siloxane (DMS) and simple liquids such as cyclohexane and methanol has been examined based on the equation of state derived previously. The experimental data used were published by Antonietti et al. and McCall et al. for polymers, by McCall for linear dimethylsiloxanes and by Jonas et al. and Woolf et al. for simple liquids. The expression for D in this work is given by

where A₁(M) is a function of molecular weight M_w, C₁(T) and P₁(T) are functions of temperature and B₁, n₁ and m₁ are constants determined experimentally. For simple liquids, the values of n₁ obtained range from 0.3 to 1.2, with an average , and m₁ is in the range 0.5–1.2, with . For polymers, values of n₁ are in the range 2.5–7.0 for PS and 0.5–1.3 for PDMS and m₁ for DMS is in the range 0.8–1.0. The relation Dη/T = f(M) is found to be useful for simple liquids over a wide range of temperature including the critical region and for pressures up to ≈5 kbar

1 kbar = 100 MPa There is a close correlation between ln(D/T) and _p and β_T through ln(D/T)ln D_c−⁻¹_p−β⁻¹_T, where D_c is D at the critical temperature and _p and β_T are the thermal expansion coefficient and compressibility, respectively. The molecular weight dependence of D for polymers and simple liquids is discussed based on the experimental data and recent theory of Doi and Edwards. A new model for the mechanism of self-diffusion in the liquid state is proposed.     

干燥温度对FeAl基催化剂结构与性能的影响

对共沉淀法制备的Fe Al基沉淀分别在不同温度下进行干燥,各样品经500℃焙烧后,再浸渍Zn、K和Cu助剂制备成催化剂,研究干燥温度对催化剂结构和性质的影响,并与催化剂的CO2加氢反应性能相关联,进行催化剂表征。XRD分析表明,干燥沉淀中的Fe存在状态依赖于干燥温度,80℃干燥样品中的Fe以无定形存在,140℃处理后的α-Fe OOH衍射峰最强,160℃时,α-Fe OOH开始脱水转化,180℃干燥产生α-Fe2O3晶体。α-Fe OOH在焙烧过程中转变成α-Fe2O3,但晶粒大小和助剂的分散度表现出对干燥温度的依赖。随着干燥温度的升高,相应催化剂的CO2加氢反应活性先增加再降低,140℃干燥的催化剂具有最高的反应活性。