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期刊信息/Journal information
洁净煤技术
洁净煤技术

宁宇

双月刊

1006-6772

jjmjs@263.net

010-84262927 84262909

100013

北京市和平里青年沟路5号 煤炭科学研究总院内

洁净煤技术/Journal Clean Coal Technology北大核心CSTPCDCSCD
查看更多>>本刊是由煤炭科学研究总院与煤炭工业洁净煤工程技术研究中心联合主办，经国家科委与新闻出版署正式批准，向国内外公开发行的国家级专业科技刊物，为全国中文核心期刊。主要刊载煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染控制与废弃物管理等洁净煤技术方面的学术论文、研究报告、专题评述、国外技术动态和政策法规等文章。
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    硫酸铵强化石膏溶解矿化制备高纯CaCO3

    刘妍汝钟山唐思扬杨柯...
    137-145页
    查看更多>>摘要：近年来,利用固废石膏矿化CO2联产CaCO3及硫酸铵工艺技术受到广泛关注,然而由于固废石膏成分复杂,分离纯化困难,成本与矿化产品品质难以兼顾导致其无法大规模工业化利用.为此,以硫酸钙及磷石膏为原料,提出以石膏矿化液相产物硫酸铵溶液强化硫酸钙溶解浸出,液固分离后再进行矿化的间接矿化工艺.试验研究了溶解强化过程中硫酸铵浓度及溶解浸出时间对硫酸钙溶解特性的影响,以及矿化过程中氨水浓度、温度、矿化反应时间等因素对矿化过程和矿化产物的影响.确定了优化的溶解与矿化工艺条件,基于此,进一步研究磷石膏的间接矿化过程,结果表明,与直接矿化相比,间接矿化可使CaCO3产品纯度由82.2％提高至98.6％,且产品粒度D50由22.00 μm降至10.98 μm.间接矿化工艺可有效强化石膏溶解浸出过程,避免引入外加介质,并制备高纯度轻质CaCO3,相关研究可为固废石膏矿化CO2技术的经济应用提供基础支持.

    CO2矿化溶解强化CaCO3石膏固废资源化利用

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    含膦多孔有机聚合物负载氧化镁的制备及其CO2吸附性能

    田甜张学奇王玉清于戈文...
    146-156页
    查看更多>>摘要：MgO吸附剂因其成本低廉、来源广泛、再生能耗低等优势在CO2吸附领域应用广泛,但比表面积低限制了其吸附性能.以高表面积、多级孔结构的含膦多孔有机聚合物POL-PPH3为载体,采用浸渍煅烧法和超声煅烧法制备得到POL-PPH3负载的MgO吸附剂(MgO/POL-PPH3),用于CO2捕集.探究制备方法、煅烧温度、煅烧时间等制备条件对MgO/POL-PPH3吸附剂上CO2吸附性能的影响.研究发现,浸渍煅烧法优于超声煅烧法,且随着煅烧温度和煅烧时间增加,MgO/POL-PPH3样品上CO2吸附容量逐渐降低.采用浸渍煅烧法,煅烧温度300 ℃,煅烧时间1 h时,MgO/POL-PPH3-300-1吸附剂上获得最优CO2吸附量,达0.55 mmol/g.在组成为12％CO2,其余为氮气的模拟烟道气中,MgO/POL-PPH3-300-1 吸附剂上 CO2 吸附容量达 0.02 mmol/g,200 ℃吸附 60 min,370 ℃脱附15 min条件下,该吸附剂稳定循环使用5次后,CO2吸附容量仍保持不变.结合N2物理吸附、热重、FT-IR、XRD、SEM-EDX等表征手段,阐明MgO/POL-PPH3吸附剂上吸附CO2的构效关系.动力学模型分析表明采用浸渍煅烧法不同煅烧温度下获得的3种吸附剂上CO2吸附以物理吸附为主,而不同煅烧时间下获得的3种吸附剂包括MgO/POL-PPH3-300-1吸附剂上CO2吸附行为以化学吸附为主.高比表面积及多级孔道结构有利于暴露更多的活性位点及CO2传输与扩散,进而增大MgO/POL-PPH3吸附剂的CO2吸附容量.MgO在载体上高度分散也有利于增强与CO2的接触,以加快CO2吸附速率.

    含膦多孔有机聚合物MgO吸附剂CO2捕集CO2吸附动力学

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    电石渣循环利用碳减排潜力及其生命周期评价研究进展

    廖雪妍成怀刚钱阿妞潘子鹤...
    157-170页
    查看更多>>摘要：将电石渣循环利用于建筑材料、环境治理和化工产品等领域,可实现工业废渣利用和二氧化碳减排.在双碳背景下,对电石渣固碳量及其循环利用途径的碳减排潜力分析尤为重要.详细统计了代表产区电石渣粒径分布和化学组成,依据各电石渣中氧化钙含量计算理论固碳量,系统分析电石渣各类循环利用途径的碳减排效果及其在生命周期评价中具体实施步骤,介绍了生命周期评价在电石渣领域的应用案例.计算发现电石渣理论固碳量与氧化钙质量分数呈正相关.新疆和河北地区电石渣中氧化钙质量分数均约90％,山东地区电石渣氧化钙质量分数低,约61％,来自山东和新疆等6个产地电石渣的理论固碳量在0.48～0.72 t/t(以电石渣计).电石渣循环利用领域,电石渣不论是替代石灰石原料生产水泥、砌砖、氯化钙和碳酸钙等建筑和化工产品,或针对其呈碱性特点用于烟气脱硫和工业废水处理,依各自产业规模差异均能不同程度减少二氧化碳排放,达到碳减排目的.其中,电石渣在建筑材料领域应用成熟,生产规模大,故碳减排总量大,代表企业平均每年减少万吨级二氧化碳排放.用生命周期评价计算电石渣循环利用碳排放量4个案例分析显示,电石渣制取1 t水泥熟料排放CO2 669 kg;电石渣在NH4C1与(NH4)2SO4浸取体系中制1 t轻质碳酸钙的CO2排放量相当,分别为308.21和300.7 kg,电石渣制1 t胶结制品碳排放量最低,约151.11 kg.推测由于电石渣生产水泥干燥预处理需消耗大量能源,导致其CO2排放量高;用电石渣制备碳酸钙与胶结制品相比,前者需投加NH4Cl或(NH4)2SO4等化学试剂,增加原辅材料带来的间接排放使前者碳排放量更大.电石渣-胶结制品CO2净排放量为-301.47 kg/t(以胶结制品计),电石渣在NH4C1和(NH4)2SO4浸取体系中制1 t轻质碳酸钙的CO2净排放量分别为-157.5和-139.3 kg.可见电石渣循环利用于胶结制品领域的碳减排效果最好.可从电石渣的干燥处理工序和原辅材料添加工序等优化入手,研究电石渣-水泥/碳酸钙领域碳减排,制定有针对性的碳减排方案.

    电石渣二氧化碳生命周期评价碳减排

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    化工冶金跨行业耦合二氧化碳循环利用技术

    李双德李振荣董笑陈为...
    171-178页
    查看更多>>摘要：双碳战略是国家重大战略,也是推动国家经济高质量可持续发展的必由之路.我国碳达峰到碳中和时间短、任务重.我国化工冶金每年碳排放约36亿t,约占全国工业碳排放量的36％,此外化工冶金废气、固废、废热产生量大、堆存量多、难利用、循环利用率低.发展化工冶金低碳化转型和变革,是我国工业领域双碳目标实现的根本保证.我国化工冶金历时百年,已发展成熟,仅通过原料燃料替代及绿色工艺转型减碳容量有限,亟需开展化工冶金跨行业耦合与循环利用技术变革,深入推动工业领域减碳.我国化工冶金大多是孤立、非循环连续工艺过程,引起跨行业耦合难、循环利用难度大的问题.针对上述问题,首先分析了化工冶金行业碳排放治理现状及国家战略需求;其次,提出了废气与废热耦合热化学转化制高质气体、废气与废气耦合定向催化制高端化学品、废气与固废耦合制低碳材料3个减碳增效策略.结合其技术发展现状和趋势,提出了拟重点发展的化工冶金跨行业耦合二氧化碳循环利用技术,以期为工业低碳绿色发展提供支撑.

    化工冶金二氧化碳碳减排跨行业耦合循环利用

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    封装型Ni基催化剂制备及其原位提质煤热解焦油的性能

    贾鹏王明义王玉高王俊文...
    179-186页
    查看更多>>摘要：为实现煤热解焦油原位轻质化,分别用原位封装法和浸渍法制备Ni基催化剂,并考察这两种催化剂对热解焦油原位催化提质的影响.与不加催化剂相比,Ni含量2％Ni/HZSM-5可使焦油中轻质组分产率由5.8％提至6.9％,而相同Ni含量的Ni@HZSM-5可使轻质焦油产率提至7.6％.进一步分析Ni/HZSM-5和Ni@HZSM-5催化剂对焦油各馏分产率的影响,结果表明,2种催化剂均使焦油中重质组分明显降低,沥青质产率分别由5.4％降至1.3％和2.0％,但相较Ni/HZSM-5,Ni@HZSM-5使焦油中轻油和酚油产率分别上升38.5％和25.5％,萘油产率也有所上升,说明封装法制备的Ni基催化剂可使焦油中轻质组分最大程度保留.因为在Ni/HZSM-5中焦油裂解和热解气中富氢组分活化均发生在Ni表面,在促进富氢气体活化的同时也造成焦油过度裂解.而Ni@HZSM-5中Ni主要分布于分子筛孔道内,其良好择形催化性可使富氢气体分子进入HZSM-5分子筛内部与Ni接触产生·H和·CHx等富氢自由基,而焦油中大分子无法进入HZSM-5孔道,其裂解仅发生在分子筛外表面酸性位点上,避免了金属Ni参与焦油裂解,从而定向调控焦油裂解碎片和富氢自由基数量,达到体系内氢碳平衡,有效避免焦油碎片过度裂解,提高轻质焦油产率.

    煤热解焦油催化提质封装型催化剂HZSM-5分子筛

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    低阶煤与聚丙烯共热解协同效应分析

    王雪婷钟梅代正华靳立军...
    187-195页
    查看更多>>摘要：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、PPexp质量比为8:2时,正协同效应最明显.TG-FTIR-GC/MS结果显示,8NMH-2PPexp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H2O增加,CO2减少.烯烃及醇类物质相对含量分别比理论计算值高30.58％和16.18％,CO2和烷烃类分别低8.89％和14.43％.Flynne-Walle-Ozawa计算结果表明,共热解平均活化能比理论计算值低6.8 kJ/mol,与PP促进NMH挥发物的释放印证.

    淖毛湖煤与聚丙烯共热解协同效应活化能

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    淖毛湖煤加氢热解产物特性及半焦气化反应性

    郭二光王贵金陈佳奇靳立军...
    196-204页
    查看更多>>摘要：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H2中热解得到半焦的比表面积和孔体积由常压氮气下的40 m2/g和0.05 cm3/g增至289 m2/g和0.16 cm3/g,孔结构显著发展,有利于半焦的CO2气化反应进行;而半焦的石墨化程度及大芳香环比例增加,不利于半焦气化反应;但由热重分析得到的加压加氢热解半焦的CO2气化反应性明显提高,表明孔结构对半焦CO2气化反应性起主要作用.

    煤加氢热解焦油半焦结构气化反应性

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    煤液化残渣诱导缩聚制备冶金焦的影响因素

    罗化峰李通达魏征乔元栋...
    205-211页
    查看更多>>摘要：煤液化残渣所含沥青质和重油在热解时可产生大量自由基,如不能被及时稳定和缩聚将转化为大量焦油和气体,形成孔隙结构,从而影响所制冶金焦密度.为此,拟引入添加剂诱导其高效缩聚,提高聚合物密度,再经炭化后制备优质冶金焦.通过系统研究不同添加剂(糠醛、甲醇、呋喃和羟基丙酮)、温度(350、400、450、500和550℃)、停留时间(0、30、60和120 min)和添加量(0、4、8和16 g)对所制聚合物缩聚率、结构性质、密度、热稳定性和表面性质影响,获得煤液化残渣诱导缩聚的最优试验条件.在最优条件下,分别探讨所制聚合物和炭化物的表面形貌、微晶结构和元素变化情况,获得煤液化残渣诱导缩聚机理.结果表明,添加剂(糠醛)的诱导缩聚效果最佳,其次是羟基丙酮,因而理想添加剂至少应含有1个醛基或酮基.不同添加剂可促进煤液化残渣缩聚,提高所制聚合物比表面积、孔容、平均孔径和真密度.温度和停留时间对煤液化残渣/糠醛聚合物热稳定性和表面性质影响较大,温度升高和停留时间延长可促进煤液化残渣所含酚类基团和芳香物中H参与缩聚反应,提高聚合物的缩聚程度.煤液化残渣/糠醛(焦炭)整体呈片层密实状,并含更多无定形碳.

    煤液化残渣添加剂诱导缩聚冶金焦

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    FeSO4/K2S2O8对微细粒高黏煤泥的化学调控助滤影响

    武晋川樊民强刘爱荣杨宏丽...
    212-220页
    查看更多>>摘要：含大量高灰细泥的煤泥水在沉降浓缩阶段通常会添加大量高分子聚丙烯酰胺(PAM),加速细粒煤的沉降,但PAM的过量使用使浓缩机底流更加黏稠,导致压滤周期延长.通过向含大量高分子PAM的矿浆中添加无机盐FeSO4、K2S2O8溶液,进行不同药剂用量下煤泥的压滤试验,对药剂添加前后PAM溶液和含PAM矿浆的黏度、颗粒表面电性及颗粒团聚形态进行测试分析,探讨FeSO4、K2S2O8的作用机理.结果表明:FeSO4、K2S2O8可降解矿浆中的大分子PAM,降低矿浆黏度,形成松散的大絮体,提高速度,缩短压滤周期,降低滤饼含水率.由于FeSO4兼具对PAM的化学降解和对微细颗粒的凝聚作用,其助滤效果优于K2S2O8.当FeSO4用量为1 000 g/t时矿浆黏度降低482 mPa·s,压滤时间缩短70.97％,滤饼含水率降低2.31％.FeSO4价廉易得,可在选煤厂高泥化煤泥脱水助滤上发挥积极作用.

    高黏煤泥加压过滤无机盐黏度降解

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