煤基腐植酸对Cd2+的吸附-解吸特性研究

环境pH对腐植酸-重金属的结合稳定性有显著影响,采用不同pH解吸液对吸附Cd2+后的腐植酸(腐植酸-Cd)进行解吸规律研究。结果表明,煤基腐植酸(HA1和HA2)的官能团、腐殖化与芳构化程度是影响腐植酸-Cd稳定性的主要结构特征。HA1较HA2含氧官能团更多,Cd2+吸附量更高,HA1和HA2对Cd2+吸附量在Cd2+初始浓度 100mg/L时分别为905mg/g和582mg/g;|HA1-Cd和HA2-Cd在纯水解吸的保留率总体大于80%;pH=3解吸液中Cd2+保留率降低明显,HA2对Cd2+的保留作用更强|pH=5、7解吸液中随Cd2+初始浓度的增大HA1-Cd和HA2-Cd解吸规律一致,Cd2+初始浓度越高,三次解吸后保留率越大,均在60%左右|ζ电位分析表明,HA-Cd中Cd2+解离存在自发解离和离子交换两种途径,H+、Na+及醋酸根配体的共同作用导致结合不稳定的Cd2+再次释放。     

基于D-最优混料设计的长焰煤浮选药剂的优化

随着优质无烟煤资源的逐渐枯竭,国内外学者广泛的采用储量较为丰富的低阶煤制取超净煤,但采用常规浮选药剂浮选超细颗粒低阶煤时药耗大,分选性差。为了改善超细颗粒低阶煤浮选效果,以神东超细颗粒长焰煤为研究对象,选取非离子型表面活性剂(曲拉通X-100、司盘-80)和常规捕收剂煤油为原料制备新型复合浮选药剂,采用D-最优混料设计的试验方法,建立了复配药剂不同配比与浮选精煤灰分和产率之间的回归模型;通过因子作用分析和响应分析,研究了曲拉通X-100、司盘-80和煤油配比对浮选精煤灰分和产率的影响规律,并探讨了复配药剂中的因子作用与交互作用;通过优化试验,获得了复配药剂的最佳配比。结果表明:浮选精煤灰分和产率不仅受曲拉通X-100(A)、司盘-80(B)、煤油(C)复配药剂单因子的影响,还受复配药剂因子间交互作用的影响;在药剂配比中B或C因子所占比例较大时,会对精煤灰分和产率产生显著的影响,复配药剂因子作用对浮选精煤灰分和产率影响的大小为:BCA; A与B,B与C之间存在显著的交互作用,复配药剂因子间交互作用对精煤灰分和产率影响的大小为:BCABAC;复配捕收剂的最佳配比为:曲拉通X-100体积分数0. 7%、司盘-80体积分数1%和煤油体积分数98. 3%;在最佳配比条件下通过浮选试验可以得到灰分为1. 54%、产率为56. 04%的超净煤;在相同试验条件下与常规捕收剂相比,该复配捕收剂具有降低药耗、提高精煤产率和降低灰分的特点,具有较好的浮选效果。     

桦甸油页岩和废轮胎的共热解反应行为及协同效应

为了提高油页岩热解制油的效率和半焦的利用价值,将桦甸油页岩和废轮胎共热解,采用热重分析仪和铝甑反应器考察共热解的失重行为、产物产率和组成性质,基于实验值和计算值的差异分析协同效应。结果表明,共热解可以促进挥发分的释放,500℃时实际失重量比计算值高,当废轮胎占比为80%时二者差值为2.86%;共热解过程存在“增油减水”效应,废轮胎占比为50%时实际油产率为32.91%,比计算值高约1.5%,实际水产率比计算值低1.20%～1.77%,同时使热解油中大于350℃的重质组分含量升高;废轮胎热解的半焦发热量达30.43 MJ/kg,热解气中C₁—C₄烃类含量更高,使共热解半焦和热解气的热值高于油页岩热解。     

溶胶-凝胶原位合成宽活性温度V2O5/TiO2脱硝催化剂

利用溶胶-凝胶技术原位合成一系列不同V₂O₅担载量的V₂O₅/TiO₂催化剂,通过BET、XRD、NH₃-TPD及紫外-可见光等手段对催化剂进行表征。结果表明：制备的催化剂均具有介孔结构,V₂O₅在TiO₂表面高度分散,且存在3种典型的酸性位。通过选择性催化还原反应对V₂O₅/TiO₂催化剂进行活性评价,结果显示随着V₂O₅含量的增加,NO转化率大于75%的温度窗口向低温方向偏移,含10% （质量分数）V₂O₅的催化剂的NO转化率为80%的温度窗口最宽为200～450℃,240℃时20 h连续实验表现出稳定的抗硫抗水性能。结合紫外-可见光谱分析,揭示了钒掺杂所形成的单聚和低聚钒酸盐为催化剂的活性组分。     

升温速率对褐煤热碎性的影响

在公斤级回转窑中利用在线测温装置研究了快/慢速升温速率对褐煤热碎特性的影响.结果表明:随着预设温度从300℃升高到600℃,快速升温呈两阶段,一、二阶段平均升温速率分别为22.75~156.00℃/min和3.70~8.66℃/min,总碎裂率由78.23%升至95.74%,粉化率由9.28%升至25.76%;而慢速升温的平均升温速率为1.00~1.59℃/min,呈一阶段升温,总碎裂率由70.40%升至95.68%,粉化率由6.97%升至15.63%.2种升温方式下褐煤碎裂程度逐步接近,但快速升温促使褐煤粉化程度加剧.结合对快速和慢速升温过程褐煤孔隙结构及表观形貌的分析,明确了升温速率对影响褐煤热碎的内在诱因如水汽行为、挥发分析出和孔结构破坏等具有激化作用,基于此建立了热提质过程回转窑快速升温褐煤热碎描述模型.     

褐煤负压干燥动力学研究

运用真空干燥箱,进行了不同压强、不同温度组合下的褐煤负压干燥试验研究,根据煤样含水率与干燥时间之间对映规律,提出一个简单数学模型,并引入干燥压强、干燥温度有关的系数k、m,得到褐煤负压干燥的动力学方程X=X_(0e)~(-kt)~m及干燥速率方程dX/dt=X_(0e)~(-kt)~m(-kmt~(m-1));另外,对干燥温度和压强对煤样终点含水率的影响进行了分析探讨,结果表明:使煤样水分能够彻底脱除的煤内孔隙半径均在纳米级,环境压强越小、温度越大,煤样最终含水率越小,说明煤中存在大量盲孔,小的外输能量(压力梯度、温度梯度)不足以使盲孔破裂。     

褐煤的中温灰化特性研究

应用等离子体低温灰化法(LTA)和中温氧化法(MTA)研究了宝日褐煤的灰化特性。结果表明:LTA灰化处理后剩余物含量为18.59%,其XRD矿相衍射特征峰可清晰识别;MTA灰化较LTA则随温度不同呈现差异性。温度在150~200℃时有机质氧化不完全(灰化剩余物为32.58%和21.67%);250℃时灰化较为完全(剩余物为17.51%)且矿相衍射特征峰识别度高;温度大于300℃后灰化产物过度氧化且以氧化矿物为主。250℃中温氧化法可近似替代等离子体低温灰化法,所需灰化时间为20h。     

腐植酸-聚丙烯酸盐表面交联吸水性树脂的研究

以风化褐煤为原料制备了腐植酸，采用溶液聚合法合成了聚丙烯酸钠吸水性树脂，通过表面交联反应将腐植酸(HA)与聚丙烯酸钠(PSA)复合，制得一种新的表面交联型腐植酸一聚丙烯酸钠吸水性树脂(HA—PSA)．通过红外光谱和扫描电镜，分析了表面交联吸水性树脂HA—PSA的吸水机理；研究了甲醇表面处理液浓度、交联剂和腐植酸用量对HA—PSA吸水性能的影响．结果表明，HA可有效改善PSA的吸水性能，当HA—PSA中含有109／6HA，交联剂量与PSA的比值为0．29／6，甲醇表面处理液的Vm／Vw为1．8时，HA—PSA的吸水性能最佳：对去离子水和自来水的吸收量分别为750g／g和260g／g．     

固有碳酸盐和硅酸盐对太姥油页岩热解产物的影响

通过逐级酸洗脱除新疆太姥油页岩中的碳酸盐和硅酸盐矿物,采用铝甑炉对油页岩原样和脱矿样进行热解,分析油气产物的组成性质,基于产物产率和性质考察了固有矿物质对油页岩热解的影响。结果表明,碳酸盐能促进热解生油,且使页岩油中含氮、氧化合物含量增大,硅酸盐则抑制热解生油,并抑制含氧化合物的生成,二者均使页岩油的H/C降低。硅酸盐可促进烷基自由基与氢自由基的结合,使页岩油中烷烃含量升高、烯烃含量降低,且使H₂产率减小,并能催化长链脂肪烃的裂解,使页岩油中长链烃含量降低、短链烃含量升高,且使烃类气体产率增大,而碳酸盐则抑制自由基的结合和长链脂肪烃的裂解。     

磁性灰粒在不同粒级气化灰渣中的分布特性

以气流床煤气化粗渣和细灰为原料,采用筛分和磁选的方法研究了磁性灰粒在不同粒级气化灰渣中的分布特性。结果表明：随着灰渣粒径的减小,在粗渣和细灰中,磁性灰粒的含量均呈现先升高后降低的趋势,磁性灰粒在粗渣中的含量高于细灰。粗渣中,磁性灰粒在0.5~0.25mm粒级中分布最多,该粒级神宁炉和GSP气化炉粗渣在粒度组成中的占比也最高,质量分数分别为38.42%和37.16%,各个粒级中磁性灰粒产率随粒径减小呈递增趋势;细灰中,磁性灰粒在0.074~0.045mm粒级中分布最多,而细灰粒度组成中的占比最高的却是大于0.25mm粒级,磁性灰粒产率在各个粒级都不高,呈现随粒径减小而升高的规律。气化过程中,磁铁矿会更多地富集在凝结团聚且高度玻璃化的大粒径粗渣中,粗渣和细灰中仍有相当量的含铁物相不显磁性。不同粒级煤气化灰渣中磁性灰粒的分布特性可为气化渣分级分质及高值化利用提供基础数据支撑和应用思路。