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摘要:将废弃物石莼与褐煤进行低温共热解,再将共热解半焦用KOH活化制备高性能活性炭材料,Box-Behnken中心组合设计-响应面法优化碱炭比、活化时间、活化温度对吸附性能的影响.结果表明:建立的2个二次多元模型方程均具有极高的显著性,失拟项不显著,方程的确定性系数高.由模型得出理论最佳工艺条件为碱炭比2.95、活化时间59.09 min、活化温度812.9℃.活性炭吸附废水亚甲基蓝的吸附过程符合拟二级动力学模型方程....
摘要:采用低温干馏装置对不同玉米芯加入量的褐煤/玉米芯混合物进行低温共热解实验.结果 表明:当玉米芯加入量为30%时,焦油产率最大为11.70%,比褐煤单独热解提高了53.75%.随着玉米芯的加入量增加,热解气中CO、CH4和H2含量逐渐增大.对热解焦油进行GC-MS检测,发现添加30%玉米芯后脂肪族质量分数从褐煤单独热解的24%提高到了30.67%,酚类质量分数从6.29%提高到了18.49%,杂原子质量分数从29.75%降低到了13.33%,一定程度上实现了焦油的轻质化和高品质化.对热解半焦进行SEM、比表面积分析和热值测定,发现共热解半焦表面变粗糙,孔隙结构得到改善,热值明显高于褐煤单独热解半焦热值....
[期刊论文] 刘靖 何选明 冯东征 柯萍
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CSTPCD 北大核心
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摘要:将褐煤与石莼的混合物进行低温共热解,再将三相产物中的半焦通过KOH活化制备高性能活性炭材料,并探究活化工艺对活性炭吸附性能的影响.结果 表明:褐煤中掺混质量分数为30%的石莼,为共热解最佳掺混比,并可共热解得到半焦.最佳工艺条件为:碱炭质量比3.0∶1、活化时间60 min、活化温度800 ℃,此条件下活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值均达到最大值,分别为1 701.64 mg/g和699.61 mg/g,吸附性能最优.活性炭的BET比表面积高达1 519.318 3m2/g,微孔比表面积为1 240.491 3 m2/g,微孔结构发达,微孔孔径主要集中在0.4 nm~1.2 nm.FTIR检测结果表明,活性炭的表面官能团减少,-OH含量较高.SEM分析结果表明,活性炭表面十分粗糙,存在大量孔结构....
[期刊论文] 冯东征 何选明 柯萍 刘靖
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CSTPCD 北大核心
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摘要:利用Aspen Plus化工流程模拟软件建立了生物质与煤共热解工艺模型.把共热解过程分为干燥、热解、分离三个单元,结合共热解实验产率数据,用Aspen Plus软件对复杂的热解过程进行黑箱化处理.计算出反应热,依次对三个单元进行能量衡算,对系统能量转化效率进行评价.结果表明:生物质添加比为20%(质量分数,下同)时焦油产率最高,为12.08%,与褐煤单独热解时的焦油产率相比提高了40.45%;模拟计算结果表明,热解单元是系统的主要能耗单元,占系统总能耗的55.39%,通过灵敏度分析得到干燥单元能耗随褐煤含水量增加而近似直线增加,系统能量转化效率为74.48%,可通过回收热解气和水蒸气的显热以及在热解前对褐煤进行干燥处理来提高系统的能量效率....
摘要:采用自行设计的微波热解装置对不同配比下的褐煤-玉米芯混合物进行微波共热解.结果表明:随着玉米芯质量分数的增加,焦油产率呈先增加后减少的趋势,与理论计算值相比,出现焦油产率先被促进后被抑制的相互作用;当玉米芯质量分数为30%时,焦油产率达到最大值16.31%,比褐煤单独热解时提高了51.16%,与理论计算值的正偏差最大.对热解焦油进行GC-MS检测,发现添加30%玉米芯后,酚类的质量分数由原来的6.31%增至21.47%,酸类和杂原子类的质量分数分别降低了70.91%和68.88%,轻质油的质量分数由原来的16.57%增至41.63%,实现了热解焦油的大幅度轻质化.对比低温加热方式,共热解物料的最佳配比不变,微波加热更有利于高品质焦油的生成....
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CSTPCD 北大核心
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摘要:采用自行改造的微波共热解装置,探究微波功率对褐煤与玉米芯共热解产物特性的影响.利用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和扫描电子显微镜(SEM)对共热解产物进行了表征.结果表明:随着微波功率的增大,共热解气产率和焦油产率均呈上升趋势,半焦产率呈下降趋势;当微波功率由220 W增加到700 W时,共热解气中CO,CH4和H2的体积分数均逐渐增大;焦油中脂肪族和酚类的质量分数分别提高了12.35%和12.14%,杂原子的质量分数降低了9.37%;随着微波功率的增大,半焦表面更粗糙,裂纹更丰富....
[期刊论文] 刘靖 何选明 柯萍 冯东征
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CSTPCD 北大核心
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摘要:将海藻石莼通过预炭化得到半焦, 再用 KOH 活化制备高附加值产品活性炭.以亚甲基蓝吸附值、碘吸附值为吸附性能指标, 探究碱炭比、活化时间、活化温度等单因素对活性炭吸附性能的影响.Box-Behnken设计-响应面法优化活化工艺, 亚甲基蓝吸附模型和碘吸附模型的P值均小于0.0001表现出具有极高的显著性, 两个模型方程的确定性系数均大于0.99.亚甲基蓝模型的各因素交互影响 P值也都小于0.0001, 影响极显著; 碘模型中各因素对吸附值的影响, 活化温度大于碱炭比大于活化时间.通过对模型优化确定最佳工艺参数: 碱炭比为2.99、活化时间为44.47 min、活化温度为809.91℃; 该条件下的理论亚甲基蓝吸附值为809.91 mg/g、碘吸附值为1 843.11 mg/g.活性炭吸附废水亚甲基蓝的吸附过程符合准二级动力学模型方程.吸附等温线更符合Langmuir模型方程, 略优于Freundlich模型方程, 随着温度升高活性炭的吸附能力和饱和吸附量下降....
摘要:为实现煤炭分级分质利用,提高兰炭资源利用效率,介绍了兰炭在我国的应用研究进展,论述了其在电石行业、电厂、冶金行业、化肥行业、废水处理、制备电极材料等方面的发展情况,最后提出兰炭行业存在的问题及发展方向.结果 表明,兰炭作为掺混材料可应用于各行业,由于物料性质差异需针对性调整工艺指标或更换设备.兰炭企业应升级工艺技术和装备条件,提高产业化水平和产品附加值,将兰炭与无烟煤、烟煤等掺混,使其作为电石、冶金和化肥行业原料使用.基于兰炭粉末的特性和煤基活性炭制备工艺,可将兰炭粉末作为活性炭原料,采用微波加热法、磷酸活化制备高品质活性炭,实现资源的变废为宝.未来需对兰炭粉末制备活性炭的工艺条件和活化机理进行探究,以实现兰炭粉末的高效利用....
[期刊论文] 柯萍 何选明 冯东征 刘靖
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CSTPCD 北大核心
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摘要:采用自行设计的低温干馏装置,将不同配比下的褐煤-玉米芯混合物进行低温共热解实验.结果表明:当玉米芯配入量为30%(质量分数,下同)时,焦油产率达到最大值11.70%,比褐煤单独热解提高了53.75%.对褐煤、玉米芯及褐煤与玉米芯配入量为30%的混合样进行热重分析可知,玉米芯的添加降低了煤热解初始温度,整个 TG 曲线向低温区移动,表现出明显的促进热解作用.对热解焦油进行GC-MS检测,发现添加30 %的玉米芯后热解焦油的脂肪类和酚类质量分数分别提高了27.79%和193.96%,酸类和杂原子类质量分数分别下降了26.42%和55.19%,轻质油含量由原来的4.68%提高到27.13%.玉米芯的添加实现了热解焦油大幅度轻质化和高品质焦油的生成....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:采用微波和低温固定床2种加热方式,对不同配比下的玉米芯-褐煤混合物的共热解产物特性进行了研究.结果 表明,当玉米芯配入量为30%时,2种加热方式下的焦油产率均达到最大值,其中微波加热下的焦油产率最大为16.31%,比低温加热(11.70%)提高了39.40%.对热解焦油进行GC-MS检测,发现添加30%玉米芯后,微波加热下的脂肪族和酚类含量分别比低温加热提高了8.41%和16.12%,杂原子含量降低了34.51%,实现了微波加热下焦油更大程度的高品质化.对热解半焦进行SEM分析,发现微波加热下的共热解半焦表面较低温加热下变得更粗糙,裂纹更丰富....
摘要:利用自制的低温热解装置研究褐煤与大豆荚共热解的产物特性,考察大豆荚掺混比和催化剂Fe2O3对热解产物特性的影响.通过FT-IR、GC-MS、SEM-EDX和UV-vis分析共热解产物的性质,并将半焦用于亚甲基蓝吸附实验.研究结果表明:掺混比30%时,共热解焦油的产率达到最大值11.98%,比煤焦油产率增加44.86%,与计算值的正偏差最大(0.8%),同时,大豆荚的添加有促进焦油生成的协同作用.大豆荚的添加有利于共热解焦油中含氧杂环的断裂,使共热解焦油中直链烷烃增多,芳香族化合物减少,使重质组分转化为轻质组分,从而提高焦油品质;同时,大豆荚的添加使共热解半焦的含氧基团增加,微观形貌变粗糙.而Fe2O3的加入使共热解焦油中酚、醇类物质增加;加Fe2O3共热解半焦的褶皱更加明显.共热解半焦对亚甲基蓝的吸附率为33.62%,比煤半焦的吸附率提高8.84%,加Fe2O3共热解半焦的吸附率为55.57%,比共热解半焦提高65.29%....
摘要:利用热重分析仪对褐煤、大豆荚及其混合物进行热解特性分析,研究添加大豆荚对褐煤热解过程的影响,并从动力学角度分析其热解机理.结果表明,大豆荚的添加有利于促进褐煤热解反应,使其热解过程向低温区移动,热解失重速率变快,与褐煤单独热解相比,在升温速率为10 K/min下30%大豆荚与褐煤共热解的最大失重速率所对应的温度降低5.6℃,挥发分析出的终止温度提前17.51℃,其混合物热解反应指前因子A增大2.78 min-1;大豆荚与褐煤混合物的热解速率随着升温速率的增大而加快,其热解过程符合一级反应动力学方程....
摘要:选取可再生且“碳零排放”的花生壳为原料,在热解装置中进行热解,得到终温分别为350℃,400℃,450℃,500℃和550℃的花生壳炭,并对花生壳炭进行工业分析、元素分析、发热量分析、燃尽率实验和热重实验,判断其是否满足高炉喷吹对燃料的要求.结果表明:五种不同热解终温花生壳炭的一些冶金性能达到了高炉喷吹燃料的质量要求,但灰熔点略低于规定温度范围,需要进一步探索优化方案.花生壳热解炭具有满足高炉喷吹冶金性能要求的可能性....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:采用自行设计低温干馏装置对不同配比的低阶煤(LRC)和浒苔(EN)进行低温干馏实验,发现在浒苔配入量为30%时,焦油的产率达到最大值11.39%,比煤单独热解提高了28.61%,比理论加权值提高了8.87%。对低阶煤、浒苔及浒苔配入量为30%的混合样进行热重分析,发现低阶煤与浒苔共热解时在240~750℃段存在明显的协同效应,且其相对最大值达18.5%。动力学分析表明,混合热解时活化能与指前因子之间存在补偿效应,两者混合使反应活性增大,反应速率降低,协同作用主要表现在使共热解反应活性增大。...
[期刊论文] 刘靖 何选明 柯萍 冯东征
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:以海洋海藻废弃物石莼为原料,通过热解预炭化,KOH活化制备活性炭.以碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为吸附性能评价指标,探究了活化工艺对活性炭吸附性能的影响.结果表明,当KOH与石莼半焦质量比(碱炭比)为3.0:1.0、活化时间为45 min、活化温度为800℃时,活性炭吸附性能最优,其碘吸附值和亚甲基蓝吸附值最大,分别为1824.19 mg/g、914.98 mg/g.FTIR测试表明,活性炭含有大量羟基等官能团.SEM测试表明,活性炭表面粗糙、存在大量孔结构.活性炭的BET比表面积为2616.3 m2/g,Langmuir比表面积高达4883.5 m2/g,平均孔径为2.73 nm.石莼基活性炭的孔结构为微/中孔复合结构,有作为储能、环保材料的潜质....
[硕士论文] 冯东征
化学工程与技术 武汉科技大学 2019(学位年度)
[专利] 发明专利 CN201810322626.2
武汉科技大学 2018-09-04
摘要:本发明属于能源技术领域,公开了一种褐煤与生物质微波共热解反应的装置及方法,装置包括微波炉、石英反应器、热电偶、温控仪、焦油收集器、循环冷却装置;方法包括制备褐煤与生物质的混合试样放入石英反应器中,将石英反应器置于微波炉的炉腔中,将热电偶插入石英反应器内并与温控仪连接,启动微波炉进行共热解反应,产生的气体导入循环冷却装置中,焦油产物流入焦油收集器中进行保存,热解气导入集气袋中保存,石英反应器中的剩余固体为半焦产物。本发明解决了现有技术中褐煤与生物质结合利用不足的问题,本发明提供的装置及方法能够将褐煤与生物质清洁、高效的结合,并易于大工业生产。
摘要:介绍了生物炭的物理化学特性和应用现状,阐述了生物炭在环境保护、修复和改善土壤、缓解能源危机等方面的应用,指出了生物炭在能源危机、环境危机方面的重要意义及其发展方向。...
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