水煤浆气化炉残渣组成结构特征与热转化性能

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作者 郝呈祥 何金龙 +5 位作者 高玮东 马亚亚 杨志强 魏东 莫文龙 樊星 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期79-86,共8页

煤气化是煤化工产业的关键技术,但其产生的残渣如果得不到妥善处理,就会对土壤、水体和大气造成破坏和污染。采用工业分析、FT–IR测试探讨了水煤浆气化炉残渣的组成与结构特征,并在惰性气氛和氧化性气氛下考查残渣的热解和燃烧行为。... 煤气化是煤化工产业的关键技术,但其产生的残渣如果得不到妥善处理,就会对土壤、水体和大气造成破坏和污染。采用工业分析、FT–IR测试探讨了水煤浆气化炉残渣的组成与结构特征,并在惰性气氛和氧化性气氛下考查残渣的热解和燃烧行为。结果表明,经历了气化过程的残渣(粗渣和细渣)仍有少量的挥发分未完全分解,煤中的固定碳未完全转化。其中,细渣的挥发分和固定碳质量分数分别为9.52%和16.25%,均大于粗渣(1.15%和0.03%)。FT–IR分析显示,经过气化反应后,残渣中还存在明显的与原料煤相同的官能团,说明原料煤中的部分官能团仍未完全转化。在氮气气氛下的热解行为发现,粗渣失重率基本为零,细渣的最大失重速率峰在470℃左右,高于原煤(440℃)。空气气氛下的燃烧结果表明,粗渣的失重率依然很小,而细渣和原料煤分别在490~560℃和400~460℃有明显的失重行为。利用Coast-Redfern模型,对细渣的热失重行为进行动力学研究。结果显示,在氮气气氛下,当细渣热解激烈段(450~500℃)的反应级数设定为3时,拟合效果较佳,相关系数R^(2)达到0.99,活化能E为6.88 kJ/mol。当处于空气气氛下时,细渣在490~560℃温度段燃烧激烈,此时反应级数n=1较合适,相关系数R^(2)为0.99,活化能E为24.45 kJ/mol。根据以上研究,粗渣不适合掺烧利用,细渣可作为富碳资源掺烧利用。 展开更多

关键词 煤气化 气化残渣 FT-IR 热重分析法 Coats-Redfern模型

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煤化工水处理污泥对准东次烟煤热解和燃烧及气化性能的影响 被引量：1

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作者 刘竞杰 马亚亚 +5 位作者 张书培 杨晓勤 莫文龙 任铁真 魏贤勇 樊星 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期89-103,共15页

解析煤化工水处理污泥(YS)的组成结构、微观形貌及官能团种类,探究不同实验气氛下其对准东次烟煤(ZSBC)热反应性能的影响,对于合理处置煤化工水处理污泥并实现其资源化利用具有较大现实意义。以ZSBC、YS和Y_(1)Z_(9)(YS与ZSBC按质量比为... 解析煤化工水处理污泥(YS)的组成结构、微观形貌及官能团种类,探究不同实验气氛下其对准东次烟煤(ZSBC)热反应性能的影响,对于合理处置煤化工水处理污泥并实现其资源化利用具有较大现实意义。以ZSBC、YS和Y_(1)Z_(9)(YS与ZSBC按质量比为1∶9混合得到的样品)为研究对象,通过改变热量实验的气体氛围,研究不同反应气氛下YS对ZSBC热反应性能的影响。结果表明:ZSBC较YS富含固定碳和挥发分,而YS中的灰分含量较高且主要组成为含P,Ca和Fe等元素的化合物;YS的官能团种类较ZSBC的官能团种类更加丰富,且YS中主要为脂肪族化合物,而ZSBC中含有大量的芳香族化合物;惰性气氛下,YS的掺杂可以降低快速热解阶段(405℃~485℃)ZSBC活化能并增加指前因子,加快了Y_(1)Z_(9)在405℃~485℃温度段的反应进程;在氧化性气氛下,YS的掺杂可使ZSBC的着火点从475℃下降到443℃,综合燃烧特性指数(S)、燃烧稳定性指数(D)以及燃烧特性因子(A_(c))都得到增加;YS的掺杂可以降低380℃~550℃温度段ZSBC活化能并增加指前因子,促进Y_(1)Z_(9)在此温度段的燃烧反应;在二氧化碳气氛下,Y_(1)Z_(9)的平均初始反应性指数(R_(i))、反应性指数(R_(f))和平均终止反应指数(R_(s))均低于ZSBC的相应参数,表明YS的掺杂会延缓ZSBC的气化反应进程。 展开更多

关键词 水处理污泥 准东次烟煤 热解 燃烧 Coats-Redfern模型

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煤气化灰渣分选技术与资源化利用研究进展 被引量：1

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作者 张迎霜 冯俊 +8 位作者 莫文龙 郭皓 赵雨薇 赵子涛 张书培 符剑刚 杨志强 魏东 黄朝峰 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期97-105,共9页

气化灰渣是煤气化转化过程产生的主要副产物,特征分析、炭灰分离和资源化利用是降低其环境危害性、提高煤炭资源利用率的有效途径。论文系统阐释了煤炭气化灰渣的孔隙结构、表面形貌、矿物组成等特征,这有助于根据物化性质设计资源化利... 气化灰渣是煤气化转化过程产生的主要副产物,特征分析、炭灰分离和资源化利用是降低其环境危害性、提高煤炭资源利用率的有效途径。论文系统阐释了煤炭气化灰渣的孔隙结构、表面形貌、矿物组成等特征,这有助于根据物化性质设计资源化利用方案;深入分析了气化灰渣的分级、重选、电选、浮选、化学分选等分离技术,多技术联用可提高炭、灰分选效率;全面综述了气化灰渣的资源化利用途径,硅碳复合材料逐步成为气化灰渣大规模资源化的趋势。研究为促进气化灰渣的循环利用起到支撑作用。 展开更多

关键词 气化灰渣 资源化 炭灰分离 分选技术

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采用智能进化算法的管壳式换热器详细设计

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作者 李海东 张奇琪 +4 位作者 杨路 AKRAM Naeem 常承林 莫文龙 申威峰 《化工学报》 北大核心 2025年第1期241-255,共15页

管壳式换热器是石油、化工等过程工业中应用最广泛的热量回收设备,其数学模型通常是十分复杂的非线性优化问题,现有的商业求解器和优化算法存在运算时间长、收敛困难、易陷入局部最优等难题。针对这些难题,参考管壳式换热器制造标准,将... 管壳式换热器是石油、化工等过程工业中应用最广泛的热量回收设备,其数学模型通常是十分复杂的非线性优化问题,现有的商业求解器和优化算法存在运算时间长、收敛困难、易陷入局部最优等难题。针对这些难题,参考管壳式换热器制造标准,将换热器内构件尺寸定义成离散变量,分别以最小化换热面积、年度总费用、环境影响因子及最大化传热效率为目标函数,建立管壳式换热器详细设计的混合整数非线性规划模型。同时,对传统智能进化算法包括遗传算法、粒子群算法及模拟退火算法进行改进,使得换热器设计变量能够在一系列离散值中自由选择,不需要对优化结果进行人工圆整处理。案例测试结果表明,改进的智能进化算法能在1.0 s内得到最优设计方案,相对于全局求解器,优化时间节约99%以上,提高了优化求解效率;相对于局部求解器,改进的智能进化算法能够获取全局最优解,换热面积节约15.4%~56.6%,年度总费用节约15.8%~77.8%,保证设计质量。通过多目标优化在不同目标函数之间进行权衡,通过灵敏度分析展示了不同设计变量对目标函数的影响趋势。 展开更多

关键词 传热 管壳式换热器 优化设计 智能进化算法 多目标优化

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NiPd/Al_(2)O_(3)双金属催化剂可控制备及催化联苯加氢性能

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作者 马童童 魏贤勇 +3 位作者 贺滨 莫文龙 阚辉 赵贵涵 《化学工程》 北大核心 2025年第10期26-31,共6页

采用共沉淀法和浸渍法制备系列NiPd/Al_(2)O_(3)催化剂,考察其对催化联苯加氢性能的影响。通过N_(2)吸脱附曲线、SEM、TEM、XRD、XPS和ICP(电感耦合等离子体光谱仪)等对催化剂的构效关系进行分析,揭示不同制备方法对催化剂微观结构、表... 采用共沉淀法和浸渍法制备系列NiPd/Al_(2)O_(3)催化剂,考察其对催化联苯加氢性能的影响。通过N_(2)吸脱附曲线、SEM、TEM、XRD、XPS和ICP(电感耦合等离子体光谱仪)等对催化剂的构效关系进行分析,揭示不同制备方法对催化剂微观结构、表界面性质及催化性能的影响。结果表明:共沉淀法实现了NiPd/Al_(2)O_(3)-cp二维层状纳米薄片结构的可控制备,此催化剂具有高孔隙率及比表面积,金属纳米颗粒均匀分散于载体表面,且Ni和Pd之间存在电子相互作用。催化剂性能评价反映出NiPd/Al_(2)O_(3)-cp的催化活性较优,考察工艺条件对联苯加氢反应的影响,发现此催化剂在170℃能使联苯完全转化,目标产物联环己烷的选择性达到99.9%,且催化剂循环使用5次后依旧能保持较好的加氢活性。同时检测分析联苯加氢过程的中间产物,推断联苯加氢反应的可能路径。 展开更多

关键词 NiPd/Al_(2)O_(3) 催化加氢 联苯 共沉淀法

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助剂类型对CO甲烷化Ni-Al_(2)O_(3)催化剂结构、性能和表面积碳的影响

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作者 胡小波 莫文龙 +2 位作者 马亚亚 王锋 杨晓勤 《现代化工》 北大核心 2025年第S2期186-191,197,共7页

采用机械化学法制备了Co、Fe、Ce、Zn等助剂改性的Ni-Al_(2)O_(3)催化剂,考察了助剂对Ni-Al_(2)O_(3)催化剂结构、CO甲烷化性能和表面积碳行为的影响。通过X射线衍射(XRD)、H_(2)-程序升温还原(H_(2)-TPR)、N_(2)-低温物理吸附(BET)和... 采用机械化学法制备了Co、Fe、Ce、Zn等助剂改性的Ni-Al_(2)O_(3)催化剂,考察了助剂对Ni-Al_(2)O_(3)催化剂结构、CO甲烷化性能和表面积碳行为的影响。通过X射线衍射(XRD)、H_(2)-程序升温还原(H_(2)-TPR)、N_(2)-低温物理吸附(BET)和热重分析(TG-DTG)等表征方法,对反应前后催化剂进行了组成、结构和表面特征解析。结果表明,负载Fe助剂可以促进催化剂活性组分Ni在载体Al_(2)O_(3)表面的分散,改善镍铝尖晶石NiAl_(2)O_(4)的存在形式,强化活性组分与载体的相互作用。该催化剂表现出更为优异的活性和选择性,其CO转化率、CH_(4)选择性和CH_(4)收率分别为96.03%、89.05%和82.6%。基于反应后催化剂的XRD分析和氧化性气氛下TG-DTG积碳烧失测试发现,负载Fe助剂的催化剂具有更好的抗烧结能力和抗积碳性能。 展开更多

关键词 CO甲烷化 Ni-Al_(2)O_(3)催化剂 助剂 积碳

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酸洗脱灰处理对新疆和丰低阶煤结构和萃取性能的影响 被引量：9

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作者 马亚亚 马凤云 +1 位作者 莫文龙 樊星 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期649-660,共12页

对新疆和丰低阶煤样进行酸洗脱灰处理,通过相关表征,分析了脱灰处理对煤样主体结构、石油醚和CS2萃取性能的影响。FT-IR表征表明,煤样经酸洗脱灰处理,结构仅发生了微弱改变,酸洗煤样(AC)仅在1712cm^-1处出现了较弱的原煤样(RC)所没有的... 对新疆和丰低阶煤样进行酸洗脱灰处理,通过相关表征,分析了脱灰处理对煤样主体结构、石油醚和CS2萃取性能的影响。FT-IR表征表明,煤样经酸洗脱灰处理,结构仅发生了微弱改变,酸洗煤样(AC)仅在1712cm^-1处出现了较弱的原煤样(RC)所没有的羧酸类C=O吸收峰。由TG-DTG表征可知,酸洗使得煤中小分子键断裂,但并未破坏煤样的大分子网络主体结构。以石油醚(PE)和CS2为溶剂对RC和AC两煤样进行常温两级超声萃取的研究表明,AC煤样的PE和CS2萃取率均高于RC煤样,分别从0.16%和0.53%(RC煤样)增加到0.17%和0.64%,且萃取速率也更大,显著降低了煤样的溶剂萃取次数。萃取物的FT-IR和GC-MS分析表明,酸洗处理不仅能有效脱除煤样中的杂原子,且使得煤样CS2萃取物的种类增加。另外,由萃余物TG-DTG结果可知,超声萃取主要是一个物理溶胀过程,并没有破坏煤样的大分子主体结构。 展开更多

关键词 和丰煤 酸洗 煤结构 萃取性能

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循环流化床煤气化炉灰渣的组成结构特征与热转化性能 被引量：8

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作者 胡小波 杨晓勤 +4 位作者 莫文龙 张书培 高吉 魏贤勇 樊星 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1361-1370,共10页

通过工业分析、元素分析和傅里叶红外光谱测试基于循环流化床的新疆准东煤(ZDC)气化灰渣(FA:飞灰;BA:底渣),获得灰渣的基本性质和官能团种类。结果显示,BA的灰分含量高达99.30%,而FA的固定碳和碳元素含量较高,分别为69.30%和73.78%。进... 通过工业分析、元素分析和傅里叶红外光谱测试基于循环流化床的新疆准东煤(ZDC)气化灰渣(FA:飞灰;BA:底渣),获得灰渣的基本性质和官能团种类。结果显示,BA的灰分含量高达99.30%,而FA的固定碳和碳元素含量较高,分别为69.30%和73.78%。进一步采用Raman、XRPES和SEM表征ZDC和FA的碳质形式和表面形貌,利用TG-DTG技术考察ZDC和FA的热解、燃烧和气化反应特性。XRPES结果显示,FA表面C元素含量为89.42%,主要以>C-C<和>C-H的形式存在,而O元素主要以>C=O的形式存在。碱土金属Ca与上述涉碳官能团结合,导致FA无序程度较高。SEM观察到熔融矿物质球形颗粒附着和镶嵌在FA表面和孔道中,导致表面粗糙多孔。热转化特性显示,FA的热解和燃烧最大失重速率峰温度均较ZDC明显升高,表明FA的热解和燃烧性能降低。然而,FA的100%碳转化率所用气化时间仅为ZDC的一半,气化性能显著提高,原因在于FA具有发达的孔道结构、较多的无定形碳及丰富的活性位点,强化了气化剂CO_(2)的扩散过程。因此,FA可直接回收用作循环流化床的气化原料。 展开更多

关键词 煤气化 准东煤 灰渣 组成结构 热转化

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淖毛湖褐煤分级萃取可溶有机质的组成结构特征及萃余残渣的热转化性能 被引量：2

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作者 毛凯敏 莫文龙 +4 位作者 马凤云 马亚亚 王越 魏贤勇 樊星 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1389-1401,共13页

采用二硫化碳、甲醇、丙酮和二硫化碳/丙酮(等体积混合溶剂)对淖毛湖褐煤(NL)进行逐级超声萃取,得到各级萃取物(E1−E4)和最终萃余物(ER)。采用GC-MS对各级萃取物E1−E4中的化合物组成和结构进行分析,发现E1中主要为烷烃、芳烃、醇类化合... 采用二硫化碳、甲醇、丙酮和二硫化碳/丙酮(等体积混合溶剂)对淖毛湖褐煤(NL)进行逐级超声萃取,得到各级萃取物(E1−E4)和最终萃余物(ER)。采用GC-MS对各级萃取物E1−E4中的化合物组成和结构进行分析,发现E1中主要为烷烃、芳烃、醇类化合物和酯类化合物;E2中以烷烃、醇类化合物和酯类化合物为主。醇类化合物、酚类化合物以及酯类化合物是E3中的主要物质,且酯类化合物主要为邻苯二甲酸二酯类化合物。受到CS_(2)和丙酮这两种溶剂协同作用的影响,E4中的烯烃类化合物的相对含量也比较高。采用FT-IR对NL、E1−E4和ER中所含官能团进行表征分析,结果发现,超声萃取过程只是将淖毛湖褐煤大分子骨架中游离的小分子化合物以及与大分子骨架以弱共价键相连的小分子萃取了出来,并未破坏煤样的大分子骨架结构。此外,NL和ER红外数据的分峰拟合结果显示,经过超声萃取后,ER中红外吸收峰的种类并未增加,只是峰的强度发生了改变。通过NL和ER的TG-DTG曲线可知,超声萃取后,NL的失重量由47.09%增加至51.04%,最大失重速率峰由450℃提前至430℃。NL和ER基于Coats-Redfern模型的热解动力学分析结果表明,经过超声萃取后,ER在快速热解阶段的活化能比NL更低,热解过程更容易进行。 展开更多

关键词 褐煤 分级萃取 热化学转化 GC-MS

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基于准东煤的Texaco气化炉灰渣组成结构特征与热转化性能 被引量：5

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作者 徐小伟 莫文龙 +4 位作者 郝呈祥 刘一波 魏贤勇 杨晓勤 张书培 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期777-786,共10页

解析以准东煤为原料的Texaco气化炉所排细渣和粗渣的组成结构特征,分析两者的热化学转化性能。结果表明,粗渣固定碳含量为42.31%,说明粗渣可以作为碳基原料实现高附加值利用。FT-IR分析显示,粗渣和细渣中Si−O的吸收峰更强,且细渣中含有... 解析以准东煤为原料的Texaco气化炉所排细渣和粗渣的组成结构特征,分析两者的热化学转化性能。结果表明,粗渣固定碳含量为42.31%,说明粗渣可以作为碳基原料实现高附加值利用。FT-IR分析显示,粗渣和细渣中Si−O的吸收峰更强,且细渣中含有少量的芳香结构。惰性气氛热分解行为发现,粗渣在600℃的失重速率最大,而细渣其最大失重速率峰转移到了620℃左右。氧化性气氛热分解结果表明,在500−700℃条件下,粗渣和细渣均有明显失重,且两者的失重主要源于固定碳的燃烧。采用Coats-Redfern法对惰性气氛和氧化性气氛下粗渣和细渣的失重曲线进行拟合,计算热解/燃烧活化能、相关系数等动力学参数。结果表明,在惰性气氛下,粗渣热解激烈段(560−640℃)反应级数设定为3时拟合效果较好,相关系数R^(2)为0.99,活化能E为38.85 kJ/mol。细渣热解激烈段(590−650℃)同样在反应级数设定为3时拟合效果较好,相关系数R^(2)为0.97,活化能E为79.09 kJ/mol。在氧化性气氛下,粗渣和细渣燃烧激烈段分别在540−605℃和530−605℃,反应级数均以n=1时拟合效果较好,活化能E分别为226.46和154.73 kJ/mol。 展开更多

关键词 煤气化 气化渣 FT-IR 热重分析法 Coats-Redfern模型

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煤制天然气甲烷化反应器过程模拟与结构优化 被引量：4

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作者 程源洪 张亚新 +1 位作者 肖建发 赵静 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期89-93,共5页

利用ANSYS CFX软件对甲烷化固定床反应器进行了数值模拟,通过CEL语言编写源项的形式将甲烷化反应速率方程添加到模拟过程中,从而获得了反应器内部流场、温度场及组分浓度的分布.经与现场检测的出口温度和组分浓度的对比,证明了模拟结果... 利用ANSYS CFX软件对甲烷化固定床反应器进行了数值模拟,通过CEL语言编写源项的形式将甲烷化反应速率方程添加到模拟过程中,从而获得了反应器内部流场、温度场及组分浓度的分布.经与现场检测的出口温度和组分浓度的对比,证明了模拟结果的准确性.通过改变进气口方式和增加扰流装置获得了均匀的场分布,进而研究了产率与结构之间的关系. 展开更多

关键词 甲烷化固定床反应器 场分布 结构优化

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五彩湾次烟煤醇解可溶物的组成特征与不溶物的快速热解产物分布 被引量：2

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作者 焦锟鹏 赵子涛 +8 位作者 犹成裔 莫文龙 郭凤娇 杨晓勤 张书培 郭佳 魏贤勇 樊星 AKRAM Naeem 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2449-2462,共14页

以异丙醇为溶剂在300℃对五彩湾次烟煤(WSBC)进行醇解,得到可溶物(SP)与不溶物(ISP)。GC/MS分析表明,SP中芳烃含量占比最大,质量分数为27.9%;其次是酚类化合物,说明含苯环的化合物在异丙醇醇解时更容易被提取。红外光谱表明,在脂肪族和... 以异丙醇为溶剂在300℃对五彩湾次烟煤(WSBC)进行醇解,得到可溶物(SP)与不溶物(ISP)。GC/MS分析表明,SP中芳烃含量占比最大,质量分数为27.9%;其次是酚类化合物,说明含苯环的化合物在异丙醇醇解时更容易被提取。红外光谱表明,在脂肪族和芳香族区域ISP的吸收峰强度相对于原煤都有明显的升高,说明醇解过程破坏了煤的大分子结构,通过断键和醇解反应产生新的官能团。从TG-DTG曲线可以看出,原煤失重率比ISP大,两者在400~500℃温度段内出现的第二个失重速率峰,其中WSBC在450℃失重速率达到最大,而ISP最大失重速率所对应温度向右移动(480℃),两样品在第二个失重峰温度区间内的热解反应最为剧烈,归属于有机质的热裂解和大量挥发。Py-GC/MS结果表明,WSBC与ISP在450℃热解产物中可检测的化合物均以脂肪烃和含氧化合物为主,醇解使含氧化合物明显下降,但是对ISP中含氮类化合物脱除不明显。 展开更多

关键词 次烟煤 醇解 组成与结构特征 快速热解 气相色谱/质谱

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俾路支褐煤有机结构特征及大分子模型构建 被引量：3

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作者 任媛 莫文龙 +3 位作者 马亚亚 郭佳 魏贤勇 AKRAM Naeem 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期75-84,共10页

以巴基斯坦俾路支褐煤(BL)为研究对象,由元素分析得出BL化学式为C_(167)H_(130)O_(53)N_(2)S。经X射线光电子能谱(XPS)分析BL有机结构中氧、氮和硫元素存在形式。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)研究BL有机结构中主要官能团特征,-CH和-CH... 以巴基斯坦俾路支褐煤(BL)为研究对象,由元素分析得出BL化学式为C_(167)H_(130)O_(53)N_(2)S。经X射线光电子能谱(XPS)分析BL有机结构中氧、氮和硫元素存在形式。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)研究BL有机结构中主要官能团特征,-CH和-CH^(2)为BL脂肪族结构中主要官能团。BL中苯环主要取代形式为三取代和四取代。运用核磁共振光谱(^(13)C-NMR)探究BL有机结构碳骨架结构。BL分子结构中,芳香桥碳与周碳之比X_(BP)为0.21,碳主要由芳香碳和脂肪碳2部分构成,其中脂肪碳质量分数53.23%,芳香碳占比41.93%。芳香结构以苯环和萘环为主,氧主要以羧基、羰基、醚氧和酚羟基形式存在,而氮主要以吡咯氮形式存在,硫主要为噻吩。建立BL二维分子结构模型,通过Materials Studio对其进行加氢饱和,构建BL分子模型三维立体结构,进一步优化所得分子模型,空间效果显著,得到能量最低的BL三维结构模型,发现范德华能是BL分子结构稳定的关键因素。通过计算得到的BL模型结构^(13)C NMR谱图与试验所测谱图基本一致,验证了所构建BL结构模型的合理性。 展开更多

关键词 褐煤 分子结构 核磁共振碳谱 红外光谱 X射线光电子能谱

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水力空化场强化甲基异噻唑啉酮的氧化降解 被引量：1

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作者 牛文奇 马凤云 +2 位作者 夏斌 刘景梅 殷双杰 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1605-1619,共15页

甲基异噻唑啉酮(2-Methyl-4-isothiazolin-3-one,MIT)在工业生产中广泛使用,但其在水环境中的持久性和潜在的生物毒性引起了广泛关注。为此,基于文丘里管空化反应器,通过水力空化技术联合H_(2)O_(2),针对氧化降解MIT的过程进行了研究。... 甲基异噻唑啉酮(2-Methyl-4-isothiazolin-3-one,MIT)在工业生产中广泛使用,但其在水环境中的持久性和潜在的生物毒性引起了广泛关注。为此,基于文丘里管空化反应器,通过水力空化技术联合H_(2)O_(2),针对氧化降解MIT的过程进行了研究。以提高MIT的降解率为目的,对反应时间、入口压力、H_(2)O_(2)加入量及MIT初始浓度等条件进行了优化,通过一系列实验,确定最佳的反应条件如下:即在反应时间40 min、入口压力0.5MPa、H_(2)O_(2)加入量5 m L/L、MIT初始质量浓度15 mg/L的条件下,MIT的降解率达69%。为了深入了解MIT的降解机制,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)技术分析MIT降解的中间产物,并推测了MIT在该工艺条件下的降解历程,MIT主要通过氧化反应及加成反应使其五元环结构被破坏而降解,这表明在当前的实验条件下,MIT的降解速率已经达到了一个稳定水平,进一步提高降解效率可能需要调整其他参数。在此基础上,采用初始速率法,确定出该工艺条件下MIT的降解反应为零级反应,即反应速率与MIT的浓度无关,而是受到其他因素的影响,并利用Coast-Redfern模型,估算出MIT的表观反应活化能为31.127 kJ/mol,为进一步优化降解工艺提供了重要依据。 展开更多

关键词 水力空化 文丘里管 降解 甲基异噻唑啉酮

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煤气化重芳烃中CS_(2)可溶物的组成分布与结构特征

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作者 从蕊 李国峰 +5 位作者 莫文龙 杨伟强 张静 朱美霞 魏贤勇 任铁真 《应用化工》 CSCD 北大核心 2024年第11期2765-2772,共8页

以新疆庆华煤气化重芳烃(HA)作为研究对象,在超声条件下采用CS_(2)溶剂对其中的可溶有机组分进行萃取分离。通过相关表征和测试,分析CS_(2)可溶有机组分(SP)的组成与结构特征。FTIR结果显示,与HA相比,SP中的羟基吸收峰更为宽泛,说明可... 以新疆庆华煤气化重芳烃(HA)作为研究对象,在超声条件下采用CS_(2)溶剂对其中的可溶有机组分进行萃取分离。通过相关表征和测试,分析CS_(2)可溶有机组分(SP)的组成与结构特征。FTIR结果显示,与HA相比,SP中的羟基吸收峰更为宽泛,说明可溶物中可能含有更多醇类或酚类物质。GC/MS分析表明,重芳烃CS_(2)可溶物以芳烃、链烷烃和含氧化合物为主,相对含量分别为56.2%,12.1%和16.8%。通过四级杆-静电场轨道阱高分辨质谱仪(Orbitrap MS)检测到了含杂原子的强极性化合物,主要包括苯酚、萘酚、苯羧酸、呋喃酮和烯酸酯等化合物。基于重芳烃CS_(2)可溶物的组成分布与结构特征解析,可为后续重芳烃的分离转化奠定基础。 展开更多

关键词 重芳烃 萃取 可溶物 组成分布 结构特征

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耦合有机朗肯循环的换热网络全局优化

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作者 杨路 AKRAM Naeem +2 位作者 常承林 莫文龙 申威峰 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期668-677,共10页

针对换热网络与有机朗肯循环耦合集成优化问题,建立了严谨的混合整数非线性规划(MINLP)模型。同时,通过添加与物流匹配的关键约束,剔除掉重复性的网络结构,开发了一种新型的枚举算法,将复杂的MINLP模型分解为混合整数线性规划(MILP)和... 针对换热网络与有机朗肯循环耦合集成优化问题,建立了严谨的混合整数非线性规划(MINLP)模型。同时,通过添加与物流匹配的关键约束,剔除掉重复性的网络结构,开发了一种新型的枚举算法,将复杂的MINLP模型分解为混合整数线性规划(MILP)和非线性规划(NLP)两个子模型。迭代运行MILP模型,枚举出所有可行的网络结构;再利用全局求解器BARON优化每一个网络结构所对应的NLP模型,求得固定结构的年度总费用;最后对比所有网络结构的年度总费用,筛选出全局最优的设计方案。案例分析结果表明,该算法仅需16 s就能收敛至全局最优解,与文献相比,年度总费用降低33.4%,且所提出的网络结构约束能使重复性的网络结构数量减少81.25%,从而提高算法的优化求解效率。 展开更多

关键词 换热网络 全局优化 能量回收 超结构 混合整数非线性规划

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水回流法提取煤基碳点及其荧光性能应用研究

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作者 刘雅雯 董付涛 +3 位作者 安迪娜·艾萨江 韩荣 冯剑 任铁真 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期412-417,共6页

通过水回流法从3种煤中提取出了煤基碳点,对水溶剂回流时间与用量进行了工艺优化,所制备碳点具有蓝色荧光特征,通过红外表征确认了煤基碳点表面具有O—H、C O、C—H等官能团,通过时间分辨荧光光谱计算出煤基碳点的荧光寿命为2.2μs。同... 通过水回流法从3种煤中提取出了煤基碳点,对水溶剂回流时间与用量进行了工艺优化,所制备碳点具有蓝色荧光特征,通过红外表征确认了煤基碳点表面具有O—H、C O、C—H等官能团,通过时间分辨荧光光谱计算出煤基碳点的荧光寿命为2.2μs。同时探究了3种煤基碳点在离子检测中的实际应用,它们作为荧光探针在与Fe^(3+)或Cu ^(2+)结合时会发生荧光淬灭,并且反应迅速,其中CCD-W1对Fe^(3+)和Cu^(2+)的检出限最低,检出限分别为0.16μmol/L和0.10μmol/L。 展开更多

关键词 煤炭 水回流法 碳点 荧光探针 FE3+ 和Cu 2+ 检测

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流态化焙烧制备高纯纳米氧化铝及其结构表征

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作者 宋忠赫 武小明 +3 位作者 刘鹏飞 崔梦洁 姚增利 任铁真 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期167-173,共7页

流态化焙烧通过气体阻隔可降低晶粒间的作用力,抑制晶粒熔融生长,减少团聚。以AlOOH为原料,在流态化焙烧炉中焙烧出一系列比表面积大、表面富酸量、晶相稳定的纳米氧化铝。通过分析产品的形貌和织构性质,探究了流态化焙烧对纳米氧化铝... 流态化焙烧通过气体阻隔可降低晶粒间的作用力,抑制晶粒熔融生长,减少团聚。以AlOOH为原料,在流态化焙烧炉中焙烧出一系列比表面积大、表面富酸量、晶相稳定的纳米氧化铝。通过分析产品的形貌和织构性质,探究了流态化焙烧对纳米氧化铝表面官能团和活性因子的影响。成功制备超细α-Al_(2)O_(3),控制粒径在100~200nm之间。结果表明:1200℃下流态化焙烧获得的α-Al_(2)O_(3)(L1200)比表面积为57.27m^(2)/g,固定床焙烧氧化铝(G1200)仅为14.20m^(2)/g。L1200表面具有更多的酸碱量和更强的酸碱活性中心,Bronsted酸(B酸)和Lewis酸(L酸)含量分别为42.641mmol/g和342.681mmol/g,B/L(B酸/L酸的比值)为0.124,相比G1200(B酸:7.629mmol/g,L酸:177.301mmol/g,B/L:0.043)具有明显的酸活性优势。L酸向B酸转化提高了纳米氧化铝的高值化利用。 展开更多

关键词 α -氧化铝 烧结 流态化 失活 表面酸碱

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溶液燃烧法制备Ni-Al_2O_3催化剂用于CO_2-CH_4重整研究 被引量：8

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作者 莫文龙 马凤云 +3 位作者 刘月娥 刘景梅 钟梅 艾沙.努拉洪 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期485-491,共7页

采用溶液燃烧法制备了Ni含量为2wt%、4wt%、6wt%、8wt%和10wt%系列催化剂,并对反应前后催化剂进行N_2吸附–脱附、XRD、H_2-TPR、TPH、Raman、TEM和TG-DTG等表征。与等体积浸渍法（以溶液燃烧法制备的Al_2O_3为载体）制备的催化剂相比,... 采用溶液燃烧法制备了Ni含量为2wt%、4wt%、6wt%、8wt%和10wt%系列催化剂,并对反应前后催化剂进行N_2吸附–脱附、XRD、H_2-TPR、TPH、Raman、TEM和TG-DTG等表征。与等体积浸渍法（以溶液燃烧法制备的Al_2O_3为载体）制备的催化剂相比,溶液燃烧法制备的催化剂具有较大的比表面积,孔径分布可分为2~4.5 nm和4.5~10 nm两段,属典型的多级孔结构;NiO高度分散在载体上,与载体具有较强的相互作用,这种相互作用有利于提高催化剂的稳定性。催化剂210 h稳定性试验表明,溶液燃烧法制备的Ni含量为8wt%试样的CH_4转化率维持在90%左右,失活速率仅为0.035%/h,优于浸渍法制备的相同Ni含量催化剂。 展开更多

关键词 CO2-CH4重整 Ni-Al2O3催化剂 合成气 溶液燃烧法

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焙烧温度对CO_2-CH_4重整制合成气NiO/γ-Al_2O_3催化剂性能的影响 被引量：8

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作者 莫文龙 马凤云 +3 位作者 刘月娥 刘景梅 钟梅 艾沙.努拉洪 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期234-240,共7页

采用水解–沉积法,在不同焙烧温度下制备了cat-500、cat-600、cat-700和cat-800系列Ni O/γ-Al_2O_3催化剂。XRD和H_^(2-)TPR分析表明,焙烧温度高于700℃,活性组分与载体具有强烈的金属-载体相互作用(SMSI),具体表现为活性组分前驱体以... 采用水解–沉积法,在不同焙烧温度下制备了cat-500、cat-600、cat-700和cat-800系列Ni O/γ-Al_2O_3催化剂。XRD和H_^(2-)TPR分析表明,焙烧温度高于700℃,活性组分与载体具有强烈的金属-载体相互作用(SMSI),具体表现为活性组分前驱体以尖晶石Ni Al_2O_4的形式存在。反应后催化剂的XRD、TG-DTG、TPH等表征结果表明,cat-700和cat-800试样的Ni晶粒尺寸分别为9.8和8.7 nm,小于cat-500和cat-600试样(分别为15.7和13.6 nm),分散性更好;且催化剂表面积炭为丝状碳,其不会导致催化剂失活,但大量积累会引起床层压降升高,影响催化剂的反应性能。cat-800试样110 h寿命试验表明,高温焙烧制备的Ni基催化剂活性和稳定性均较高,CO_2转化率达95%左右,失活速率仅为0.0536%/h。 展开更多

关键词 CH4/CO2重整 NiO/γ-Al2O3催化剂 焙烧温度 NiAl2O4

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