纳米晶堆积结构ZSM-5微球的合成及其在2-甲基萘甲基化中的应用

以乙烯基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯为双硅源,采用变温晶化法合成纳米晶堆积结构ZSM-5微球,并采用XRD、FT-IR、SEM、TEM和N2吸附-脱附手段对其进行结构表征,考察了其对2-甲基萘(2-MN)与甲醇烷基化合成2,6-二甲基萘(2,6-DMN)反应的催化性能。结果表明,所合成样品是由若干纳米晶堆积而成的高度晶化的ZSM-5分子筛,在合成2,6-DMN反应中显示出较高的催化活性和选择性, 2-MN转化率最高可达39.2%,反应至8 h时,2,6-DMN产率为7.1%,2,6-/2,7-DMN比可达1.9,主要归结于其较多的酸量和较弱的酸强度。     

中空ZSM-5分子筛的制备及其在2-甲基萘烷基化合成2,6-二甲基萘中的应用

通过在溶胶-凝胶过程中添加适量成核促进剂NaH_2PO_4进行凝胶控制,经一步水热晶化法合成出具有中空结构小晶粒ZSM-5分子筛,并通过XRD、FTIR、SEM、TEM、激光粒度分析和N_2吸附-脱附等手段对其结构进行了表征。表征结果显示,成核促进剂的添加使得合成的ZSM-5分子筛形貌更加规则,晶粒大小更为均一,晶粒出现中空结构。在2-甲基萘烷基化合成2,6-二甲基萘的过程中,制得的中空ZSM-5分子筛表现出较好的稳定性、活性和选择性。在反应温度400℃、2-甲基萘重时空速0.5 h~(-1)的条件下,2-甲基萘初始转化率大于28%;反应12h后仍保持在25%以上,2,6-二甲基萘收率最高可达10.5%。     

淖毛湖煤加氢热解产物特性及半焦气化反应性

在加压固定床反应器中进行淖毛湖煤在常压和1.5 MPa氢气和氮气中的热解试验,利用多种表征方法对比研究了氢气和氮气下的热解产物产率和组成及半焦结构的变化,并利用热重分析研究热解半焦的CO₂气化反应性。结果表明：与常压N₂中热解相比,煤在加压的H₂中热解可有效提高热解气体中CH₄和C₂～C₃的产率,在800℃热解CH₄和C₂～C₃的体积产率分别由53.5和16.6 mL/g增至345.6和20.8 mL/g。焦油和轻质焦油产率也有效提升,在600℃下,与常压N₂中热解相比,1.5 MPa H₂中煤热解的焦油产率由19.3%升至22.8%,焦油中脂肪烃含量由35.5%降至14.8%,单环芳烃含量由8.3%增至28.9%,轻质焦油质量分数和产率分别升至95.0%和21.8%。半焦的N₂吸附和拉曼光谱分析结果表明,煤在加压H_...     

低阶煤与聚丙烯共热解协同效应分析

新疆地区煤炭储量丰富,低阶煤占比较高。其中,哈密地区的煤炭普遍具有挥发分高的特点,适宜通过热解提取其中的油气组分。然而热解焦油存在重质组分含量高、黏度大、易带尘等问题,因此如何降低焦油中重质组分含量,提升焦油品质是实现其高值化利用的关键。塑料与煤具有相似的热解温区,且塑料的H/C原子比远高于煤,其在热解过程中产生的富氢组分可促进煤的一次热解反应或抑制煤热解过程中的交联现象。煤与塑料共热解过程中,挥发物之间存在相互作用,其机制与二者接触方式密切相关。通过TG、TG-MS和TG-FTIR-GC/MS探究聚丙烯(PP)和淖毛湖煤(NMH)共热解过程中相互作用。TG-MS结果显示二者快速分解阶段主要热解温度区间基本重合,PP热解过程生成·CH₃。PP置于NMH上方时,二者质量比显著影响NMH热失重行为和挥发物释出规律,当NMH、PP_exp质量比为8∶2时,正协同效应最明显。TG-FTIR-GC/MS结果显示,8NMH-2PP_exp热解过程中,PP热解自由基促进NMH化学键断裂,形成的相互作用改变氧的释放形式,CO和H_2...     

矿物质对不同还原程度煤显微组分半焦燃烧特性影响

在热重分析仪上考察了内在矿物质和三种无机组分(CaO、Fe_2O_3和Al_2O_3)对不同还原程度煤显微组分半焦燃烧反应性的影响。结果表明,弱还原性煤显微组分半焦的燃烧反应性高于还原性煤显微组分半焦;内在矿物质降低了镜质组半焦的起燃温度,但对惰质组半焦燃烧有明显抑制作用;三种外加矿物质对还原性煤显微组分半焦燃烧均有抑制作用,抑制顺序为Al_2O_3CaOFe_2O_3,而CaO对弱还原性煤显微组分半焦燃烧有一定催化作用,并且Al_2O_3和Fe_2O_3对弱还原性煤显微组分半焦燃烧抑制作用也低于对还原性煤显微组分半焦燃烧的抑制作用。     

MnOx改性活性炭用于模拟烟气中Hg0的脱除

采用浸渍法制备了MnO_x改性活性炭(MnO_x/AC),用于模拟煤燃烧烟气中的元素态汞的脱除。实验研究了吸附剂的Mn负载量、吸附温度和烟气组分对所制备的改性活性炭的脱汞性能的影响,以及SO_2对活性炭脱汞的抑制作用机理。研究结果表明,当模拟烟气中含有5%(体积) O_2,Mn负载量为14%(质量),吸附温度为150℃时,改性活性炭的平均脱汞效率为97.0%(3 h)。模拟烟气中少量的O_2和微量的HCl、NO均对汞的脱除起促进作用,而微量的SO_2则对汞的脱除有抑制作用。通过吸附后的MnO_x改性活性炭的TG/DTG、XPS和Hg-TPD分析,推测SO2对改性活性炭脱汞的抑制作用是由于其消耗MnO_x中的晶格氧,形成的硫酸盐占据了14Mn/AC表面上的活性位点所致。模拟烟气中微量的NO可以有效降低SO_2对脱汞的抑制作用。     

煤基活性炭的制备及CH_4/H_2分离性能

以神东煤为原料,KOH为活化剂制备高比表面积活性炭,分别考察碱煤比、活化温度和活化时间对活性炭孔结构的影响,并用于CH4和H2的吸附与分离.结果发现,制得活性炭的比表面积和孔容随碱煤比和活化时间的增加分别呈增加和先增加后减小的趋势,但比表面积受活化温度影响不大,孔容随活化温度升高而增加;适合于CH4和H2分离的活性炭的最佳制备条件为:碱煤比为5,活化温度800℃,活化时间为90min.     

淖毛湖煤慢速热解过程官能团相互作用

采用滴管炉,在短停留时间下,制备具有一定低温反应活性而消除主要低温交联位点的淖毛湖煤（NMHcoal）快速热解半焦（NRPchar）,再将NMHcoal和NRPchar混合进行慢速热解,研究官能团间的相互作用。热重分析结果表明,NMHcoal/NRPchar混合比为5∶5,温度为500℃热解时具有较强的负协同作用。固定床热解结果表明,NMHcoal热解生成的挥发物部分扩散至NRPchar中,?CH₃与芳碳自由基以及?O有更多的结合概率与时间,使焦油中含甲基的萘、酚类增多,半焦中烷基化邻氧芳碳结构与醚类结构增加。析出的酚类增多,使半焦中连氧芳碳结构减少。NRPchar中生成较多的多环芳烃前体,它们与酚类物质发生反应生成多环芳烃和CO,使共热解焦油中5、6环化合物含量增加,而另一部分滞留在半焦中使其比表面积降低。     

煤热解焦油催化裂解和乙烷水蒸气重整耦合提高焦油品质

本文旨在通过在炭基催化剂上发生的煤焦油原位催化裂解与乙烷水蒸气重整过程耦合以提高轻质焦油产率。以平朔煤(PS)为煤样,利用常压固定床反应器在氮气以及乙烷水蒸气混合气氛下进行焦油提质实验,并使用半焦(Char),活性炭(AC)以及活性炭负载金属钴和镍(Co/AC,Ni/AC)作为提质催化剂,对比考察催化剂种类和反应气氛对提质过程中焦油及气体产物的影响。同时,为了解提质过程所得焦油产物的组成和性质,利用模拟蒸馏,GC-MS等表征手段对焦油进行检测分析。结果表明,活性炭负载Ni催化剂(Ni/AC)可催化乙烷水蒸气重整反应,产生的·CH x,·C 2H x,·H等小分子自由基可与焦油催化裂解产生的自由基结合,避免焦油过度裂解。与未加催化剂得到的平朔煤热解焦油相比,采用Ni/AC使轻质焦油(沸点低于360℃馏分)的质量分数和产率分别提高54.3%和52.4%,同时焦油中BTEXN(苯、甲苯、乙苯、二甲苯和萘)等芳烃组分产率明显提高;乙烷水蒸气混合气氛下(耦合过程)比同条件氮气下的焦油产率和轻质焦油产率分别提高38.1%和35.3%,焦油中C2~C3烷基取代苯和C1~C2烷基取代酚的相对含量有明显提高,说明乙烷和水蒸气被活化并参与了焦油形成过程。煤热解焦油的原位催化裂解的总体效果是将焦油中重质组分转化为轻质焦油和热解气,其提质效果与催化剂的活性组分密切相关,且反应气氛在煤焦油的形成过程中具有重要作用。     

大柳塔煤及显微组分在不同气氛下的热解行为

煤热解与甲烷二氧化碳重整耦合(CP-CRM)过程是提高焦油产率的重要方法之一。煤的显微组分组成是影响煤热解反应过程的因素之一,N2气氛下的显微组分热解过程已有较为深入的研究,但显微组分在CP-CRM过程中的热解行为规律尚待研究。通过固定床实验探讨不同反应温度和气氛对显微组分热解产物分布规律的影响,对比研究了甲烷二氧化碳重整(CRM)与N2气氛下大柳塔原煤及显微组分热解特性的差异。通过模拟蒸馏、核磁共振和GC-MS等表征方法对焦油进行分析,认识显微组分结构对热解焦油组成的影响。结果表明,在N2气氛下,镜质组和惰质组展现出不同的反应特性,镜质组热解焦油产率明显高于惰质组,主要归结于显微组分结构的差异导致的反应性不同。CRM气氛能显著提高热解焦油的产率,尤其对惰质组的作用效果最明显,使惰质组的焦油产率相比N2气氛提高16%,主要归结于CRM过程产生的自由基参与煤热解反应。焦油组成分析表明,在N2气氛下得到的热解焦油中,镜质组具有较高比例的脂肪类物质,惰质组具有较高比例的芳香类物质;CRM气氛下焦油中单环芳香烃的比例提高,轻质组分中蒽油的相对含量提高最为显著,同时CRM气氛下惰质组产生的焦油中三环、四环芳香烃的比例明显下降。