煤中黄铁矿及其毗邻的有机硫

用透射电镜及扫描电镜考察了煤中黄铁矿颗粒及其毗邻的有机硫含量。结果表明,与黄铁矿毗邻的有机硫分布均匀;在煤的热解过程中,黄铁矿(FeS_2)可能转化为磁黄铁矿(Fe_(1-x)S)或磁铁矿(Fe_3O_4),而部分无机硫则扩散到附近煤体中。测试在距黄铁矿颗粒边缘1—40/μm范围的媒体中进行。热解温度范围多数情况下为400—550℃。     

微波辐照增强原煤磁分离脱硫机理探讨

采用~(57)Fe穆斯堡尔谱学方法,研究微波-磁分离法脱硫机理及微波辐照深度对脱硫率的影响。结果表明,微波选择性介质加热,可以激励煤中顺磁性黄铁矿FeS_2热解,使其转化为非化学计量的磁黄铁矿Fe_(1-x)S(0相似文献   

用顺磁共振谱研究黄铁矿对煤中自由基的影响

本文用顺磁共振谱研究了广东南岭烟煤和梅田无烟煤在热解过程中自由基浓度和谱线宽度的变化,指出磁黄铁矿(Fe_(1-x)S)对煤中自由基的形成无任何影响,而黄铁矿(FeS_2)则有明显的催化作用。     

煤加氢液化铁催化剂的穆斯堡尔谱研究 Ⅲ.内蒙红旗褐煤液化中的一种新的活性相——γFe相

用穆斯堡尔谱考察以化学形式结合到煤中的铁催化剂和以物理形式外加等量铁催化剂对内蒙红旗褐煤加氢液化的催化活性,发现残渣中γ-Fe/Fe_(1-x)S比越大,液化产率越高,表明γ-Fe是一种较Fe_(1-x)S活性更高的新的活性相。离子交换煤中的Fe~(3+)离子由于粒度细小,分布均匀,易转化为γ-Fe相,因而具有最高的催化活性。     

用穆斯堡尔谱初步探索煤液化时铁系催化剂的作用

本文利用穆斯堡尔谱探索了黄铁矿和磁铁矿-硫在褐煤液化反应中的催化作用,得出在液化条件下,黄铁矿完全转变成FeS_(1+x),磁铁矿-硫或经过中间状态FeS_2或直接转化成FeS_(1+x),两者在液化过程中都产生活性的H_2S和FeS_(1+x),可催化煤炭液化反应。     

复杂多相体系煤加氢液化反应与氢传递的研究

研究新疆淖毛湖煤(NMH)在四氢萘为溶剂条件下的加氢液化反应行为,探究了液化过程氢传递规律,并借助XRD、饱和磁化强度和扫描电镜表征手段,研究了煤液化条件下铁系催化剂的相态变化对煤液化性能的影响。结果表明,NMH煤在420℃、17 MPa就具有良好的液化效果;催化剂的活性态Fe7S8在煤液化反应初期发挥了催化作用,加氢液化后期,转变为非活性态Fe_9S_(10)和FeS;提高催化剂加氢活性并延长反应时间有利于沥青烯和前沥青烯加氢轻质化;催化剂有利于活化气相氢向煤的热解产物和溶剂转移,也有利于活化溶剂中的氢向煤的热解产物转移;溶剂对液化反应的活性氢贡献更大,约为气相氢的两倍,气相氢向溶剂传递的氢量随温度的升高、压力的增大和时间的延长变化不大,气相氢和供氢溶剂供氢与煤和沥青质向油气转化呈正相关。     

铁氧化物前驱体结构与其催化煤液化性能的关系（英文）

煤直接液化生产液体燃料是煤洁净转化和高效利用的一种重要途径,是平衡富煤少油地区资源的有效技术手段.高效煤直接液化催化剂能够促进煤的热解,加速热解大分子的加氢裂化,提高液化产物中油的收率和油的品质.各种含铁物质如赤泥、天然铁矿石、合成型铁硫化物、合成型铁氧化物、以及油溶性和水溶性含铁物质都被用做了煤直接液化催化剂的前驱体,它们在煤液化条件下都能原位转化为磁黄铁矿相(Fe_(1-x)S)从而起到催化作用.由于前驱体组成和性质差异,原位生成的活性相的性质也会有较大差异,导致煤液化结果有很大不同.对前驱体的性质和其原位形成的活性相及其煤液化催化活性的关联研究,对于催化剂前驱体的筛选、设计和生产都具有非常重要的指导意义.但由于影响煤液化结果的因素很多,并且催化剂前驱体的来源、组成或制备条件的差异,很难判定前驱体的某一性质是影响煤液化催化活性的决定性因素,更难以获得前驱体的晶相、晶粒度、比表面积、粒度等因素与煤液化结果的趋势性关联关系.我们采用相同的制备方法和相同的反应原料,仅改变一个容易调变的温度参数,成功制备出同一体系且具有渐变微观结构的铁氧化合物前驱体,并在高压釜内考察了硫化性质和对神华神东煤的催化液化活性,通过SEM,XRD,TG,BET和H2-TPR等表征手段研究了不同温度合成的铁氧化物前驱体的微观结构与性质,进而探索建立与煤液化催化活性之间的关联.结果发现,铁氧化物的微观结构可以通过控制液相合成时的沉淀及氧化反应温度来调变,铁氧化物前驱体晶相是最重要的影响因素.正是得益于包含较多的γ-FeOOH和α-FeOOH晶相,以及较大的比表面积,较高的含水量和更多的活性氧数量,相比高温(70°C)合成的铁氧化物低温(20–30°C)合成的铁氧化物油收率可提高4.5%–4.6%.原位生成的活性相磁黄铁矿相(Fe_(1-x)S)的结构由其前驱体决定,其晶粒度与煤液化油收率呈近似线性对应关系,表明磁黄铁矿相晶粒度越低,煤液化油收率越高.最后我们以液化原料煤粉作为载体,考察了不同合成温度对负载的铁氧化物前驱体的影响,发现煤粉作为载体虽然不会过分干扰合成温度对铁化合物的晶相、形貌的影响,但可以起到良好的物理分散和降低铁氧化物前驱体粒度的作用,是改善煤液化性能的一种有效方式     

内蒙胜利煤直接液化反应的速度研究

以四氢萘为溶剂,研究了在溶煤比为1—7,氢初压为0—90kg/cm~2、反应温度为350—470℃等条件下内蒙胜利煤的转化速度。结果表明,在反应初期,煤转化速度较快,氢初压和反应温度的提高对加快煤转化速度是有利的。对各种条件下产物组分含量与反应时间的关系也进行了比较,当溶煤比为3:1、氢初压为60kg/cm~2、反应温度为430℃、反应时间为60分时,液化产物中吡啶可溶物可达94%。在速度分析的基础上,对该煤种直接液化的可能机理进行了探讨。     

原煤微波辐照结合磁分离与化学方法脱硫的M(?)ssbauer谱学研究

本文采用~(57)Fe Mssbauer谱学方法研究原煤微波辐照结合磁分离与化学方法脱硫的机理和规律。结果表明,随着微波辐照时间的增加,原煤中黄铁矿分解反应FeS_2→Fe_(1-x)S→FeS不断向右进行,整个微波脱硫过程分为初始、突跃、饱和三个阶段。微波辐照后磁分离或化学处理的脱硫效果分别以微波脱硫的突跃阶段和饱和阶段为最佳。     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸催化神华煤直接液化反应性研究

通过间歇式加氢液化实验,考察了THN溶剂中液化温度、液化时间、氢气初压以及催化剂用量等反应条件对SO42-/ZrO2固体酸催化神华煤液化性能的影响,并基于产物分布和IR光谱表征,探讨了SO42-/ZrO2固体酸催化神华煤液化反应性及催化作用。结果表明,提高液化温度有利于煤催化加氢裂解,提高转化率和油气收率;增大氢气压力能够促进煤向沥青烯与前沥青烯等中间产物转化,但不利于生成液化油气;延长反应时间有利于前沥青烯加氢裂解,提高液化油气收率;SO42-/ZrO2固体酸的催化作用主要表现为对煤大分子结构的催化裂解,转化率和油气收率随催化剂用量增加而增大。此外,提高液化温度和氢气初压有利于含氧结构转化。     

Nd_2(Fe_(1-x)Co_x)_(14)B和Y_2(Fe_(1-x)Co_x)_(14)B的磁性

用磁测量和X-射线衍射研究了Nd_2(Fe_(1-x)Cox)_(14)B和Y_2(Fe_(1-x)Cox)_(14)B的晶格结构和内禀磁性。结果表明,低温下当钴含量较少时,Y_2(Fe_(1x)Cox)_(14)B的磁晶格向异性随钴含量的增加而增加,在1.5K和150K温度下,分别在x为0.4和0.2左右时磁晶各向异性常数达到极大;室温时的磁晶各向异性常数却随钴含量的增加而单调下降。用钴代换铁,对Nd_2(Fe_(1-x)Cox)_(14)B的自旋再取向温度的影响是复杂的。1.5K的饱和磁化强度在x=0.1左右达到极大。钴可以显著提高居里温度,对于Nd_2(Fe_(1-x)Cox)_(14)B和Y_2(Fe_(1-x)Cox)_(14)B,钴的作用几乎相同,表明居里温度主要由3d过渡金属原子之间的交换作用决定。     

煤基前沥青烯的FeS+S催化加氢动力学研究（英文）

为了优化煤直接液化工艺条件和提高油收率,本研究利用30 m L高压管式反应釜研究了煤直接液化重质产物前沥青烯加氢液化行为,考察了Fe S+S催化剂下反应温度(380、400、420和440℃)、液化时间(0、5、10、20、30和60 min)、5.0 MPa氢初压和四氢萘溶剂条件下前沥青烯液化转化行为,同时考察了前沥青烯的催化加氢液化反应动力学。利用集总动力学法建立了FeS+S催化前沥青烯加氢的动力学模型。研究表明,前沥青烯加氢直接生成沥青烯和焦渣,而沥青烯进一步加氢裂解生成油和气,高温下发生明显的逆向缩合反应,即前沥青烯生成焦渣和沥青烯生成前沥青烯。温度和反应时间的增加有利于提高前沥青烯的转化率和油气收率,440°C下反应60 min时,前沥青烯的转化率为79.45%,油气收率为34.7%。380-440℃温度下,动力学模型能够较好地描述小龙潭液化产物前沥青烯的加氢转化行为,各步转化均符合Arrhenius表观活化能公式,并且活化能变化为50-245 k J/mol。     

羟基磷灰石粉末的水热合成及动力学研究

以CaHPO_4·2H_2O(DCPD)为前驱物,在0.1mol·L~(-1)NaOH溶液中,100～200℃,2～12h条件下水热合成羟基磷灰石(HA)粉末。结果表明:HA晶粒尺寸和结晶程度随反应温度的提高和时间的延长而增大。提高反应温度,有利于晶粒沿c轴方向生长;延长反应时间,有利于晶粒沿a轴方向生长。在120～160℃、2～10h条件下可以得到HA纳米棒。水热合成过程中有缺钙磷灰石(DAP,Ca_(10)～(HPO_4)_x(PO_4)_(6-x)(OH)_(2-x),0≤x≤1)形成,并经历β-TCP→DAP→HA这一转化过程。转化反应为二级反应,活化能为72.91kJ·mol~(-1),推测反应为表面控制反应。     

杨村烟煤快速液化反应性的研究

用共振搅拌反应器研究了杨村烟煤的高温快速液化。研究发现，在体系保持较高活性氢浓度时，适当提高反应温度，缩短反应时间——在短时间内达到较高的煤转化率,即高温快速液化是可行的。高温快速液化的最佳反应温度正是热重曲线反映的煤活泼热解温度范围的上限。从液化产物看，高温快速液化反应产物中苯可溶物占绝大多数，这对于煤液化产物的进一步利用非常有利。     

TG-FTIR研究煤油共热解产物逸出行为

煤油共液化过程中煤与重油先发生共热解,而后加氢转化为小分子产品。因此,阐明重油对煤热解逸出产物的影响规律是调控共液化产物组成的重要热化学基础。本研究采用TG-FTIR对比研究塔河渣油(AR)和淖毛湖煤(NMH)单独热解及其共热解过程,结合热解活化能计算,探索共热解过程中塔河渣油(AR)对淖毛湖煤(NMH)热解产物逸出产物的影响。结果表明,单独热解时AR先于NMH发生热解反应。两者1∶1(质量比)混合共热解时,相比于单独热解计算的理论值,最大失重峰温度前移7℃,失重率增加约3%,共热解平均活化能降低23.6 kJ/mol,表明AR率先热解会诱发NMH热解,降低热解反应能垒。TG-FTIR结果显示,AR产生的烷烃类自由基会与NMH热解产生的含氧自由基结合,形成醇、醚等烷基类含氧有机化合物,从而抑制煤中羧基转化为CO₂的过程。研究结果有助于揭示共液化反应过程中重油对煤液化产物组成的影响。     

哈密煤温和液化固体产物的理化性质及热解特性

为了合理利用哈密煤温和液化固体产物(MLS),对MLS的理化性质进行了考察,并利用热重分析技术研究了MLS及其萃取组分的热解特性和各萃取组分在热解过程中的相互作用。结果表明,相比于神华煤直接液化残渣,MLS中重质油含量较高(HS,36%),沥青烯(A,13%)、前沥青烯(PA,9%)含量较低。GC-MS结果表明,HS中烷烃含量较高(41.8%)。红外结果表明,HS中含较多烷烃侧链和取代官能团,A、PA次之,而四氢呋喃不溶物(THFIS)中基本不存在,表明其芳香性较高。MLS中的矿物质主要有液化过程生成的CaCO_3、原煤中的惰性组分SiO_2、NaCl、Al_2O_3·2SiO_2·2H_2O和残留的催化剂转化产物Fe_(1-x)S。热重结果表明,MLS起始热解温度和最大失重峰温均偏低,950℃失重率较高(54%),说明其热解活性较高。MLS各萃取组分在热解过程中存在正负两种相互作用,且与MLS中HS含量有关:当HS含量较高时,HS为MLS热解过程提供小分子自由基以促进挥发分逸出;当脱除部分HS或将HS全部脱除后,MLS各萃取组分中大分子自由基之间相互结合而抑制挥发分逸出。     

配煤对高熔点煤灰熔融特性影响的研究

采用灰熔点较低的襄阳煤和灰熔点较高的晋城无烟煤组成的混合煤样,利用XRF、SEM、DSC、XRD、三元相图等分析方法,探究了襄阳煤对晋城无烟煤煤灰熔融温度的影响。结果表明,配煤能有效降低高熔点煤灰的熔融温度,当襄阳煤的加入量小于24%时,混合煤灰熔融温度显著降低;襄阳煤的加入量在24%-40%时,混合煤灰熔融温度变化平缓且流动温度低于1 400℃。混合煤灰中的成分在1 000-1 200℃发生一系列的化学反应,主要包括SiO_2与Al_2O_3结合产生高熔点物质莫来石以及Fe_2O_3、CaO与莫来石反应转化形成铁尖晶石、钙长石等新物质,由此造成了煤灰熔融温度的变化。基于BP神经网络对实验数据建立预测模型,其预测效果优于前人总结的经验公式,平均准确度高于99%。利用热力学软件HSC 5.0分析了CaO、Fe_2O_3对降低煤灰熔融温度的影响,分析表明,CaO对莫来石的转化作用优于Fe_2O_3。     

麦草碱木质素的微波辅助液化降解

研究了微波辅助条件下液化剂、催化剂、反应温度和反应时间对麦草碱木质素进行液化降解制备生物油收率的影响,并利用红外光谱(FT-IR)、气相色谱质谱联用仪(GC-MS)和核磁共振氢谱(1H-NMR)对产物进行表征。结果表明,微波辅助下以甲醇为液化剂,硫酸铁为催化剂液化降解碱木质素可以显著缩短液化反应时间,在160℃相对较低液化温度下反应5 min,生物油的收率达到55.22%。液化降解后的木质素残渣结构变化少,表明木质素降解产物的重新聚合的几率低,碱木质素反应原料可以回收再利用以提高原料利用率。生物油主要为单酚类物质,其中,S型、G型和H型单体的含量分别为57.72%、25.28%和8.98%。核磁共振氢谱中β-O-4键和C-C键质子峰的存在说明生物油中含有部分的二聚体和低聚体酚类化合物。     

硫化氢在煤加氢液化中的作用

在小型高压釜内以煤液化中试装置循环油作溶剂,考察了在H_2、Ar 和CO 中添加H_2S 对煤的转化率和产品产率的影响。在试验条件下,当H_2/H_2S 为80/20时,与在H_2气氛下相比,煤的转化率可提高7—11%(绝对值,下同)。当CO/H_2S为80/20时,所得转化率比在CO 气氛中高15—20%,比在H_2中高5—6%。当Ar/H_2S 为80/20肘,所得转化率比在Ar 气氛中高4%左右。加入H_2S 还可加快反应速度,当在H_2中加入5%H_2S 反应30分钟,转化率比未加时高3%,油产率增加7%。H_2S 添加量在5—20%范围内,结果基本相同。从原料和产品的硫分析表明,在反应温度大于435℃情况下,加入的H_2S 有80%保留在反应尾气中,其余部分主要转入残煤。本文最后讨论了硫化氢的作用机理。     

杨村烟煤与石油渣油共处理反应特性的研究

用共振搅拌反应器研究了山东兖州杨村的烟煤与北京燕山石化公司的石油渣油共处理液化的反应过程，考察了反应温度和反应时间对煤液化转化率及产物中前涸青烯，苯可溶组分的影响。