首页期刊导航|洁净煤技术
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。
正式出版
收录年代

    CO2和H2O气化反应对富氧气氛煤热解和焦炭燃烧影响进展

    雷鸣田溪洪迪坤张倩...
    105-113页
    查看更多>>摘要：富氧燃烧技术作为一种具有广阔前景的燃煤电站CO2减排技术,对实现可持续发展的能源目标具有重要意义.由于CO2和H2O物理性质和气化反应的影响,煤在富氧气氛中的转化过程可能明显异于空气气氛.通过分析已有文献发现,CO2对煤热解过程中挥发分的析出率和焦炭的物理结构和化学性质有一定影响,但较少学者关注CO2和H2O混合气体物性的作用.在煤或焦炭燃烧过程中,CO2的高比热和低氧扩散速率对燃烧反应有明显抑制作用,但可能是由于H2O浓度差异的原因,目前对CO2和H2O混合气体物性在燃烧过程中的影响机制还有争议,尤其是缺少加压下的数据.对于气化反应的影响,目前研究表明,CO2单气化和CO2/H2O共气化提高了煤热解时挥发分轻质气体的产率,但焦炭产率却有所降低,而压力增加强化了这一影响.此外,气化作用下的煤焦可能由于表面积增加而提高了反应活性,其表面官能团结构也因气化而发生改变.关于煤或焦炭燃烧反应,目前普遍认为CO2气化在温度较高和氧气浓度较低时可促进燃料碳消耗,H2O的加入则进一步加速了这一过程.随着环境压力的升高,CO2气化反应在燃料碳消耗中占比逐渐增大,但对于加压下CO2/H2O共气化的影响鲜有涉及.本研究总结了富氧气氛中CO2和H2O气化作用下的煤热解和焦炭燃烧行为,为今后富氧燃烧技术的发展提供了理论参考.

    富氧燃烧煤粉CO2H2O气化焦炭碳消耗

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    反应温度及压力对三塘湖盆地褐煤热解产物分布影响

    王兴刚焦立新曹志雄李斌...
    114-127页
    查看更多>>摘要：煤在气化通道中气化反应效率是影响煤炭地下气化气体组分与热值的关键问题.为揭示反应温度和压力对三塘湖盆地褐煤在水蒸气中气化行为和产物分布特征影响,基于固定床热解炉对三塘湖盆地西山窑组褐煤进行不同反应温度和压力热解试验.结果表明:随反应温度升高(300～900 ℃),气体质量分数由3.84％增至24.29％,水和焦油质量分数先增后减;高温下反应温度升高,加剧二次反应,H2和CH4体积显著增加,900 ℃体积最大分别为100.89、106.09 mL/g,污染物总质量减少,900 ℃质量分数相对小,17.72 mg/g.增加反应压力(1.5～3.0 MPa),利于提高半焦转化率和增加气体质量分数.高温下反应压力增加,加剧二次反应,利于反应加氢气化和甲烷化发生,导致CH4体积显著增加,700 ℃ CH4体积最多增加26.89 mL/g,但在700℃会促进自由基加氢饱和反应,污染物总质量增加.建议在实际生产中,通过控制注汽移动速度适当增加反应温度并提高反应压力,且控制气化反应区的温度远离700 ℃,利于H2和CH4生成,以提高煤炭地下气化工艺高效清洁开发.研究成果可为三塘湖盆地西山窑组褐煤煤炭地下气化工艺提供指导.

    三塘湖盆地煤热解水蒸气氛围反应温度反应压力

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    高硫煤基多孔碳材料的可控制备及其用于锂硫电池

    廖明月雷智平贾同鑫李亚洲...
    128-141页
    查看更多>>摘要：高性能、低成本的多孔碳材料是理想的锂硫电池硫宿主材料,但利用廉价的原料实现其规模化制备仍面临巨大挑战.以资源丰富的高硫煤为原料,采用氧化镁和氢氧化钾作为模板剂和活性剂,制备了煤基多孔碳材料,并研究了其作为锂硫电池硫宿主材料的构效关系.研究发现,煤基碳材料制备过程中,模板剂MgO作用下产生介孔(占比74％);活性剂KOH主要导致微孔(占72％)生成;MgO和KOH共同作用制备的碳材料PCMgO+KOH比表面积大(1 616 m2/g)、孔容高(1.02 m3/g)、孔结构丰富(介孔54％、微孔46％).电化学性能测试结果表明,S@PCMgO+KOH具有良好的倍率性能和优异的循环稳定性,在1 C充放电倍率循环500圈后容量仍能保留553.2 mAh/g,容量保持率达65.5％,每个循环的衰减率低至0.069％;在2 C下,循环500圈后容量为484.0 mAh/g,容量保持率为63％,每圈衰减率仅0.075％,具有良好的倍率性能和优异的循环稳定性.PCMgO+KOH优异的电化学性能主要来自其较小的欧姆电阻和电荷转移电阻、快速的多硫化物氧化还原反应动力学及对多硫化锂优异的束缚能力.本研究为价廉性高的锂硫电池硫宿主材料的制备提供了可选择的路线.

    锂硫电池高硫煤模板剂活性剂煤基多孔碳介孔结构微孔结构

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    尿素改性新疆煤基炭负载铜催化剂的乙炔氢氯化性能

    杨海龙王璐闫海军司建鑫...
    142-148页
    查看更多>>摘要：研发环保、高效、稳定、低成本的无汞催化剂是我国基于煤化工路线的乙炔氢氯化法生产聚氯乙烯(PVC)的关键.针对铜基催化剂在乙炔氢氯化反应中活性低、稳定性差的问题,利用尿素小分子改性策略制备了一系列以新疆煤基炭负载的铜基催化剂(Cu/Urea-CAC),探究铜物种和尿素的加入量对铜基催化剂乙炔氢氯化催化性能的影响.结果表明,当铜负载量为20％、尿素引入量为15％,反应温度为160 ℃,乙炔空速为120 h-1,氯化氢和乙炔原料的体积比为1.25的反应条件下,20Cu/15Urea-CAC催化剂的乙炔转化率可达92.6％,选择性始终大于98.2％,具有良好的催化性能.利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2物理吸脱附、等离子体发射光谱(ICP-OES)和热重(TG)技术对催化剂进行表征分析,认为适量尿素改性可抑制催化反应过程中Cu活性物种的还原、流失及催化剂表面积碳的形成,进而提升了新疆煤基炭负载铜催化剂的乙炔氢氯化催化性能.研究结果进一步拓展了新疆煤基炭的应用,也为乙炔氢氯化无汞新催化体系的设计合成及其催化作用提供了数据支撑.

    煤基炭乙炔氢氯化铜催化尿素

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    氧化石墨烯调控粉煤灰基硅酸锰/氧化锰复合材料的电化学性能机制

    陈冬王辉王敏王登元...
    149-157页
    查看更多>>摘要：超级电容器是一种具有高功率密度、优秀循环性能、高安全性的高性能储能装置,然而其低能量密度限制其发展,为进一步提升超级电容器的能量密度,满足日益增长的储能需求,提升电极材料的电化学性能是关键.为提高粉煤灰基硅酸锰/氧化锰的电化学性能,采用静电组装法合成了氧化石墨烯与粉煤灰基硅酸锰/氧化锰的复合材料(FA@MS/MO/GO),通过调节氧化石墨烯加入量优化其电化学性能,并研究了氧化石墨烯对于粉煤灰基硅酸锰/氧化锰电化学性能的影响机制,通过XRD、SEM、XPS、FTIR表征材料的形貌与结构,并采用循环伏安法、恒电流充放电、交流阻抗测试对材料和器件性能进行测试.结果表明,优化后的FA@MS/MO/GO-2的电荷传输速率大幅提升,FA@MS/MO/GO-2在0.5 A/g电流密度下的比电容为737.4 F/g,高于未与氧化石墨烯复合的FA@MS/MO(293.4 F/g),电流密度由0.5 A/g升高至8.0 A/g,FA@MS/MO/GO-2容量保持率最好(67％),高于FA@MS/MO(44％).FA@MS/MO/GO-2与商业活性炭分别为正负极组装为非对称超级电容器后,该器件能量密度达15.75 Wh/kg(功率密度375 W/kg),在5 A/g下循环10 000次的容量保持率和库伦效率均可达100％,表明该电极材料拥有长期循环利用潜力,具有良好应用前景.

    氧化石墨烯粉煤灰静电组装法复合材料电化学性能超级电容器

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    MDEA基相变吸收剂筛选及其CO2捕集性能

    胡彦陇王强胡定凯张迎霜...
    158-170页
    查看更多>>摘要：为了达到快速筛选相变吸收剂的目的,基于汉森溶解度参数理论,以N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主吸收剂,有机溶剂为分相促进剂,水为溶剂,快速筛选出一种新型相变吸收剂——MDEA/聚乙二醇二甲醚(NHD)/H2O.热重分析(TGA)测试了相变吸收剂的热稳定性,CO2吸收、解吸试验探究了相变吸收剂的CO2吸收性能、解吸性能及循环再生能力.1HNMR测试了相变前后物质的分布情况.结果表明,MDEA/NHD/H2O相变吸收剂相比质量分数30％乙醇胺(MEA)吸收剂及文献已报道的MDEA/正丁醇/H2O相变吸收剂具有最高的热稳定性.NHD作为分相促进剂的同时可促进CO2在相变吸收剂中的溶解,MDEA/NHD/H2O相变吸收剂发生液-液分相需要NHD和H2O同时存在.25 ℃时,质量比为3∶5∶2的MDEA/NHD/H2O相变吸收剂具有最高CO2吸收容量为1.069 5 mol/L.所开发的相变吸收剂可将送至解吸单元的解吸液体积降至42％.在解吸温度90 ℃时,CO2解吸效率达98.96％.在25 ℃下吸收,90 ℃下热解吸,经10次吸收、解吸循环再生试验,质量比为3∶5∶2的MDEA/NHD/H2O相变吸收剂的CO2总循环容量为9.260 4 mol/L,相比于质量分数30％MEA吸收剂、30％MDEA吸收剂及MDEA/正丁醇/H2O相变吸收剂具有最高的CO2循环能力.1HNMR测试结果表明该相变吸收剂的上液相主要成分为NHD,为贫液相.下液相主要成分为MDEA和MDEAH+,为富液相.

    相变吸收剂CO2吸收容量汉森溶解度参数CO2循环容量CO2解吸效率

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    非球形颗粒碰撞壁面反弹特性的试验及模型

    岑周涛王景玉赵东强李敏...
    171-179页
    查看更多>>摘要：气固分离过程中,颗粒碰撞壁面的反弹行为对颗粒运动及装置的分离效率将产生重要影响.已有研究多针对球形颗粒的碰撞行为,然而实际工业过程中,煤粉、生物质、矿石等颗粒均为非球形颗粒,该类颗粒与壁面碰撞后的反弹行为与球形颗粒存在显著差异.为深入掌握非球形颗粒碰撞壁面的反弹行为,搭建了颗粒壁面碰撞试验装置,采用高速摄像及图像处理方法获得典型非球形颗粒碰撞壁面的基础数据,分析颗粒材质、球形度、壁面粗糙度、撞击角度、撞击速度等关键参数对颗粒-壁面反弹行为的影响.基于颗粒壁面碰撞四参数模型和神经网络模型分别预测了非球形颗粒与壁面的反弹行为的统计和随机分布特性.结果表明各类非球形颗粒与粗糙壁面碰撞的反弹行为存在一致性,说明球形度低于一定数值后,将成为颗粒壁面碰撞反弹行为的主导因素.四参数模型能很好地预测碰撞结果及随机分布特征,而基于试验数据训练的神经网络模型可达到更好的预测效果.

    气固分离非球形颗粒颗粒-壁面碰撞反弹模型碰撞随机分布

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    热化学硫碘制氢系统中硫酸分解反应器的换热性能

    李明阳别亦然何勇王博...
    180-188页
    查看更多>>摘要：硫酸分解反应器作为热化学硫碘制氢系统中的重要设备,其换热需要匹配系统的产氢量换热需求.为研究硫酸分解反应器不同结构对换热的影响,使反应器的换热满足系统需求,同时满足制造工艺的限制.通过试验对硫酸分解反应进行反应动力学参数标定并建立反应动力学模型,用gPROMS软件对反应器进行仿真,得到反应器内的压力、温度、流量和各组分浓度等参数.结果表明:反应器总长度不变,调整预热段和反应段长度比或提高填充颗粒热导率无法提升总转化率.反应器增加预热段长度可显著增加总转化率,关键原因是预热段长度决定了反应器内温度能否达到SO3分解反应所需最佳温度850 ℃.减小反应器直径并不能增加总转化率,虽然反应器的直径减小有利于传热,但由于整体入口流量不变,流体流速显著提高,减少了反应物的停留时间,同时还会显著增加反应器流阻.采用套筒环腔内、外加热结构作为反应器预热段可有效提高总转化率.采用内外同时加热时,增加了换热面积,有利于缩短预热段长度,预热段长度仅需900 mm左右反应器出口温度即可达到850 ℃,得到了符合要求的反应器结构设计.

    热化学制氢硫碘循环硫酸分解反应器gPROMS反应器结构

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据