摘要：为了提高羟基磷灰石的分散性,通过水热法合成羟基磷灰石粉体。通过添加柠檬酸提高样品的分散度、降低晶粒尺寸,从而提高在模拟水样中的除氟效率。通过单因素试验和响应面法对羟基磷灰石的水热合成工艺条件进行主要参数优化,并利用红外光谱、扫描电镜、能量色散X射线光谱、比表面积及孔隙分析和X射线衍射仪等表征了不同柠檬酸添加比例下水热合成羟基磷灰石。结果表明,柠檬酸的加入会显著影响羟基磷灰石在纳米尺度下的微观形貌。利用Box-Behnken设计的3因素3水平响应面试验确定水热法合成羟基磷灰石的最佳参数为:水热温度147℃、水热时间8 h、柠檬酸添加量0.5%,在最佳工艺条件下,成功得到高分散度的纳米羟基磷灰石,针对模拟水样(氟离子质量浓度为6 mg/L)除氟效率达44.6%,除氟容量为2.678 mg/g,高于同等测试条件下的市售羟基磷灰石测试值(1.437 mg/g)。吸附过程的热力学研究表明,Langmuir等温模型拟合效果要优于Freundlich模型。计算热力学参数可知,所制备的羟基磷灰石对氟离子的吸附是自发(ΔG^(0)0)的过程。羟基磷灰石对氟离子的吸附符合准二级反应动力学过程。通过造粒成型及连续吸附装置对所制羟基磷灰石样品进行评价,出水氟离子质量浓度连续9 d保持在1.0 mg/L以下,该吸附剂具有良好除氟效果。

摘要：本研究以煤炭科学技术研究院有限公司提供的轻质煤焦油为原料,开展了提质改性制备航空航天燃料的工艺研究。针对煤焦油原料的特点,设计了一次脱硫-馏分切割-二次脱硫-加氢饱和的工艺路线。使用实验室自制的NiMoW/Al_(2)O_(3)加氢脱硫催化剂和Pd/Al_(2)O_(3)加氢饱和催化剂,通过系统实验获得了最佳工艺操作条件,其中,加氢脱硫的最佳工艺条件为300℃、5 MPa;加氢饱和的最佳工艺条件为240℃、5 MPa。经处理,油品的硫含量由323 mg/kg下降至8.5 mg/kg。原料中的苯、萘等芳烃化合物经处理转化为环烷烃。最终产物油中主要组成为环烷烃与链烷烃,含量分别为58.38%与29.65%。所制备的产品油具有高热值、低硫含量和低不饱和烃的特点,具有作为航空航天燃料应用的潜力。

摘要：固定床加氢精制对煤液化油具有明显的稳定和改质作用,研究煤液化油中含硫化合物分布形态与加氢脱除规律有利于推动煤化工清洁油品技术发展并实现煤化工产品技术升级,其动力学研究可为加氢反应器设计、新型催化剂开发提供理论指导。采用气相色谱-脉冲火焰光度检测器(GC-PFPD)对煤液化油进行不同类型含硫化合物组成分析,研究反应条件对加氢总脱硫率、不同类型含硫化合物脱除的影响,并基于加氢脱除速率差异对煤液化油的脱硫反应进行动力学研究。煤液化油中含硫化合物主要集中在苯并噻吩类和二苯并噻吩类化合物,其中二苯并噻吩类化合物占液化油中含硫化合物总量的54.45%。采用10 mL固定床加氢反应器对煤液化油进行加氢精制,研究加氢过程中反应条件对含硫化合物脱除效果的影响以及不同类型含硫化合物的脱除规律。结果表明:当空速为1 h^(-1)时,320℃条件下脱硫率达到了95.57%。硫醇、硫醚等化合物在较缓和条件下即可脱除完全,提高反应苛刻度主要针对二苯并噻吩类化合物加氢脱除。通过对噻吩类化合物、苯并噻吩类化合物与二苯并噻吩类化合物脱硫动力学分别进行研究,建立了基于混合组分差异加氢速率的煤液化油加氢脱硫反应动力学模型,匹配煤液化油组分特点且适用范围更广。通过验证可知,煤液化油加氢脱硫反应动力学模型的相对误差为0.59%,可为煤液化油加氢精制工艺设计提供理论指导。

摘要：中低温煤焦油的主要来源之一是固定床气化副产焦油,研究固定床气化副产焦油中固含物性质有利于中低温煤焦油的固含物脱除、降低催化剂失活风险,进而降低煤焦油的加工成本。为了高效加工利用煤焦油资源,以新疆固定床气化副产煤焦油中的固含物为研究对象,综合采用基本理化分析、激光粒度分析、金属含量分析、扫描电镜分析、热重分析、傅里叶红外光谱和^(13)C-核磁共振等多种检测技术以解析固含物的组成和结构特征,并探究固含物在固定床气化焦油深加工时对原料预处理、催化剂性能、油收率和产品品质以及固渣处理等方面所产生的影响。研究结果表明,固定床气化副产煤焦油中的固含物具有灰分高以及钙、镁、铝、钾、钠等碱金属和碱土金属含量高、碳含量高的特点,其颗粒粒度分布广泛但颗粒之间的黏连性较差;固含物的官能结构单一,高岭土类矿物质和CH_(2)的特征吸收峰最为显著,碳碳结构的特征吸收峰不明显,其脂肪碳含量较少,而芳香碳又主要以迫位芳香碳结构存在。未来应更专注于气化工艺技术、装备和系统方面的提升研究,从源头上减少和解决焦油的含固问题,进一步促进煤焦油的深加工与焦油原料向集约化、精细化和定制化处理方案设计方向发展。

摘要：研究富氢半焦气化特性及气化反应动力学有助于了解气化炉的运行状况,并为气化炉的设计和模拟计算提供基础数据。采用热重分析仪考察常压及加压下各因素对富氢半焦的碳转化率变化,建立定量描述煤气化过程的混合反应模型,并对富氢半焦开展常压及加压的实验数据拟合。结果表明:常压下提高温度有助于富氢热解半焦的气化反应性,且随着温度的升高,反应速率的峰值越大则反应所需的时间越短;加压下提高温度、富氢比例及气化剂中CO_(2)含量有助于富氢热解半焦的气化反应性;建立混合反应模型并通过数据拟合发现:常压下温度在1123 K~1223 K的反应总级数为0.5850~0.7097,活化能为324.55 kJ/mol;温度在1223 K~1323 K的反应总级数为0.7097~0.7490,活化能为160.38 kJ/mol;加压下温度1173 K~1248 K的反应总级数为0.4853~0.6535,活化能为198.40 kJ/mol。混合反应模型在不同温度段对实验数据的拟合度较高,即模型可良好地模拟煤气化的反应过程。

摘要：针对低阶煤热解工艺普遍存在的焦油产率低、焦油中重质组分(沸点高于360℃的组分)含量高等关键技术问题,从煤热解机理及焦油产生过程出发,探讨了影响焦油产率和品质的主要因素,提出通过原煤预处理强化挥发分的组成和结构的控制、设计结构新颖的热解反应器调控煤颗粒的热解和挥发分的二次反应过程、协同控制热解条件、控制油气中粉尘含量等提高焦油产率和品质的方法。期望新型的热解技术可处理较宽粒度范围的煤,降低挥发分在高温区的停留时间、抑制焦油二次反应,提高轻质焦油含量,并降低焦油中粉尘含量,构建热解条件和焦油组成之间的协同调控,实现煤热解油品品质强化。

摘要：为了改善活性焦及配套移动床装置的脱硝性能,利用固定床反应器设计试验程序,模拟活性焦移动床烟气脱硝过程,通过优化NH_3负载工艺提高整个系统的脱硝效率。分别在150、190、230、270、310、350℃条件下负载NH_3,利用积分计算单位活性焦NH_3处理量;然后在150℃,NO体积分数500×10^(-6)模拟烟气条件下开展脱硝试验。选取典型的NH_3负载活性焦和原样品,利用X光电子能谱仪(XPS)对其表面N元素进行高分辨率扫描。结果表明:低于230℃的NH_3负载以物理吸附为主,高于230℃NH_3与活性焦以化学态结合。高温NH_3负载形成的含氮官能团中吡啶和吡咯等碱性含氮官能团含量有所提高;活性焦脱硝效率与其NH_3负载容量存在较好的线性相关性,无论是物理或是化学吸附NH_3都能提升脱硝性能。

摘要：渣油加氢过程中易发生结焦现象,生成的结焦物可能会导致装置堵塞、催化剂失活、产物收率降低等。为了防止结焦现象的发生,需揭示结焦物的基本特性,以便为渣油加氢工艺设计、煤油共炼工艺设计、催化剂设计和工业生产提供参考。采用间歇式高压釜装置,模拟工业装置渣油加氢裂化条件,获取渣油加氢裂化的结焦物。采用红外光谱分析(IR)、核磁共振分析(NMR)、热重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜-能谱仪分析(SEM-EDS)、元素分析等对渣油加氢过程中的结焦物进行分析和表征。结果表明,常压渣油在450℃加氢裂解时,出现结焦现象,氢耗率为2. 19%,气产率为8. 90%,结焦物产率达6. 95%;结焦物的H/C原子比为0. 66,结焦过程发生剧烈的脱氢反应。渣油的芳香环缩合度为0. 699 4,芳碳率为0. 395 6;结焦物的芳香环缩合度为0. 400 5,芳碳率为0. 7695。结焦物中含有大量的芳香环结构,在187℃和584℃失重最为剧烈;结焦物的主要成分是C,还含有少量O、Na、Cl、Ca、V等元素;结焦物呈球状和不规则块状,尺寸为30~50 nm,部分结焦物堆积后呈多孔状,孔径为500~1 000 nm。

摘要：采用管道输送天然气时须去除在输送条件下会凝结成液体的气相水和天然气液烃组分,因而提升其脱水效果会有利于天然气能源的运输与利用。旋风过滤装置广泛应用于气液分离,结合旋风分离与过滤分离方法的特点对传统旋流器进行开发,改进后的煤层气旋风分离器可提高对煤层气的脱水效果。为验证自制旋风分离器的脱水性能,开展气体流量为百方级、千方级级别的煤层气旋风分离器脱水性能实验,研究气体流量、气体压力对自制旋风分离器脱水效率和脱水后气体压降的影响,并通过与市售普通旋风分离器的对比实验说明自制旋风分离器的工业应用前景。结果表明:进气压力由100 kPa逐渐增至600 kPa时,旋风分离器的脱水效率及脱水后压降均未发生明显变化;随着气体流量增加,自制旋风分离器的脱水效率出现先增大后减小、脱水后压降出现持续增加的现象;自制旋风分离器可承受的气体流量波动范围为设计流量的±30%,在此范围内自制旋风分离器的脱水效率可保持在95%左右,明显优于普通旋风分离器的脱水效率,同时脱水后气体压降保持在1000 Pa以内。

摘要：基于煤焦油深加工过程中设备腐蚀严重的问题,探讨了煤焦油加工过程中盐的腐蚀机理,对煤焦油加工的防腐措施进行了对比分析。将电脱盐技术应用于煤焦油加工过程中,分析了煤焦油电脱盐机理;对制约煤焦油电脱盐技术的难题进行了探讨性分析,提出了改进措施。研究结果表明:原油电脱盐技术无法直接应用于煤焦油电脱盐工艺中,需根据煤焦油特性和工艺条件进行改进、重新设计。本研究可为煤焦油电脱盐技术的实验研究及工业应用提供借鉴。