我国煤炭清洁高效转化发展研究

能源是国民经济的命脉,而当前我国能源发展形势严峻,原油、天然气的对外依存度较高;立足以煤为主的基本国情,加强煤炭清洁高效利用是国家战略要求也是现实的必然选择,其中推进煤炭清洁高效转化是重要路径之一。本文梳理了煤炭清洁高效转化发展的基本现状,提炼了高端化、多元化、低碳化、智慧化等产业发展趋势以及煤转化制清洁燃料、煤制大宗及特殊化学品、煤转化过程污染物控制等技术发展趋势。在分析水资源、碳排放、产品竞争力、扶持政策等发展挑战的基础上,提出了规划引领、示范引领、创新引领的发展思路。研究建议,明确煤炭清洁高效转化在能源体系中的战略地位,建立国家煤制油气战略储备机制,加强金融信贷、能源统计政策支持,以研发平台建设提升行业科技创新能力。     

煤中氮在热解过程中释放规律的数学模拟

以化学渗透模型(CPD)为基础构建煤的结构，以实验数据为基础，通过对煤中氮在热解阶段反应历程的描述，以及对NOx的主要前驱体HCN和NH3生成的动力学表达，建立了煤热解阶段氮释放的模型，将模型的计算结果与五种煤在管式固定床反应器中热解阶段形成HCN和NHx的测定结果进行比较，研究发现：模型能够相对准确的预测HCN形成(误差在20％以内)，但由于没有考虑惰质组的影响，对部分煤NHx的模拟误差较大(甚至超过50％)，模型也表达出在快速热解条件下随温度升高，HCN和NHx的生成量增加；随煤阶增加，HCN生成量减少；随惰质组含量增加，NHx的生成量增加的释放规律。     

矿物质对煤转化过程中含氮物迁移的影响

综述了煤本身所固有的矿物质和外来添加物在煤热解、气化过程中的作用,主要针对煤中氮的形态变化和迁移规律进行了讨论.煤中的含氮物在热解气化过程中以HCN、NH3 N2等形式释放于气相产物之中,还是以大分子杂环化合物形式残留于煤焦和焦油之中,煤中固有的矿物质和添加剂对其在各形态间的分配比例具有较大影响.含Fe、Ca等金属元素的化合物是对含氮物迁移转化存在明显作用的代表性物质,同时对Fe、Ca在煤氮催化转化生成N2中的可能机理和在氮氧化物形成之前进行其前驱体的抑制进行了分析.     

煤炭的低碳化转化和利用

经济发展的无节制给世界气候带来了严重的问题,温室气体的大量排放导致全球灾难性气候屡屡出现,严重危害到人类的生存环境和健康安全。面对全球气候变化,急需减低或控制温室气体排放。随着2003年前后出现的“低碳经济”概念,以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式发展经济受到广泛关注。在中国,面对低碳经济的发展,同时存在着机遇和挑战。通过分析国家经济的产业结构和能源消费特点,认为在我国发展低碳能源技术势在必行。由于能源消费结构和资源禀赋特点的不同,各国发展低碳经济的技术和途径也有差异。作为低碳经济的核心,低碳能源技术涵盖了从可再生能源利用,新能源技术,化石能源高效洁净利用,温室气体控制和处理,到节能等领域。对我国而言,发展低碳经济和低碳能源技术的实质是：可再生能源的开发和化石能源的洁净、高效利用,特别是以煤为主的能源结构和以重化工业为主的产业结构的现状,决定了我国目前发展低碳能源技术重点在于煤炭的洁净高效转化利用和节能减排技术,并认为,在我国实现低碳的现实之路是发展多元化的能源战略,从化石能源向低碳能源的过渡应坚持能源资源来源、生产技术和终端利用的多元化,注重能源结构和产业结构的调整。     

抚顺镜煤和树脂煤CS2可溶物的族组成和萃取

用CS2对抚顺镜煤和树脂煤进行了索氏萃取，并用柱层析法对萃取物进行了族组分分离，研究了萃取物的族组成和萃取动力学特征。实验结果表明：树脂煤的萃取率远高于镜煤，萃取物中烷烃和芳烃含量较高，而镜煤萃取物主要为非烃；其萃取过程可分为两个阶段，第一阶段速率比第二阶段速率大一个数量级；煤中低分子化合物有游离态、吸附态和共溶态三种赋存形式。     

微孔-介孔复合分子筛的合成研究进展

系统综述了近几年微孔-介孔复合分子筛的合成研究工作,将微孔-介孔复合分子筛的复合模式分为两大类:微孔分子筛和介孔分子筛两种材料的复合以及介孔孔道与微孔孔道在一种分子筛材料中的复合,分别介绍了不同复合模式的微孔-介孔复合分子筛的合成方法,包括离子交换法、静电匹配法、微孔沸石硅源法、特殊模板法、纳米组装法、孔壁晶化法等。     

中国煤化工技术的发展和创新

在全世界范围内,煤炭资源分布广,储量丰富.同时煤炭资源对于我国的能源安全也是至关重要的.煤的高效、洁净利用是21世纪我国能源和化工领域中的重大课题.发展C1化学化工解决未来石油化工原料替代以及车用燃料问题是新一代煤化工的重要发展方向.依据笔者的科学研究经验首先讨论了中国发展现代煤化工的必要性,指出发展现代煤化工要走可持续的发展之路,实现资源的高效利用,只有发展循环经济型煤化工,提高技术含量,才能体现现代煤化工的战略意义.     

煤热解阴极气体的计算机测控

阴极气体在电弧等离子体点火、起弧、煤热解反应过程中具有非常重要的作用。电弧等离子体煤热解中试新工艺中，阴极气体管道既需通氮气，又需通氢气，而阴极气体管道采用同一调节阀即控制氮气又控制氢气的测控方案经理论计算与实验测试都行不通。本文提出了对阴极气体采取“协调”控制的新方案，并编制了相应的计算机控制应用软件，借助等离子体煤热解计算机监控系统实施，不仅解决了原阴极气体测控方案无法实现既控制氮气又控制氢气的难题，同时又解决了阴极气体管道两种密度相差较大介质(氮气与氢气)的流量测量问题。满足了等离子体煤热解中试实验的要求。此外，也为类似中小试实验过程对特殊工艺参数进行测控提供了借鉴的方法。     

超声波和微波联合加强氧化脱除煤中有机硫

用超声波和微波辐射法在氧化体系下,对北京、王庄、兖州、临汾煤进行了氧化脱硫研究.实验结果表明,超声波和微波结合可达到较好的氧化脱硫效果,超声波作用时间和功率、微波作用时间和功率、煤样粒度、氧化剂类型以及氧化剂用量对煤中有机硫的脱除率有较大影响.在优化的工艺条件下：超声波功率为540 W,作用时间为70 min,微波功率为280 W,照射时间为30 min,煤与HAc+H₂O₂（体积比1∶1）氧化剂配比为3/60 (g/mL),煤粒度d≤0.10 mm;王庄煤有机硫的脱除率可达到65.0 %.研究表明,超声波和微波联合氧化法是脱除原煤中有机硫的一种有效方法,对不同煤样的脱硫效果不同,与煤中有机硫的存在形态有关.