【摘 要】
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铀元素是一种放射性核素,也是一种重要的战略资源.中国部分地区煤炭中U含量异常富集,在高温转化后煤中U大量富集于固体产物中,会产生放射性风险.为了控制煤中U的释放并对产物中U进行资源化利用,探究和掌握煤中铀在热利用过程中的迁移转化规律十分必要.本研究基于热力学平衡原理,计算分析了干河煤、小龙潭煤和胜利煤中铀在热解、气化、燃烧过程中的形态分布以及钙基添加剂对U迁移转化的影响,以期为后续的实验研究提供理论指导.结果表明,煤中铀在热解、气化、燃烧条件下的存在形态各异,UO3(g)是各工况下产生的唯一的气相产物,高
【机 构】
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华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室,湖北 武汉 430074
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铀元素是一种放射性核素,也是一种重要的战略资源.中国部分地区煤炭中U含量异常富集,在高温转化后煤中U大量富集于固体产物中,会产生放射性风险.为了控制煤中U的释放并对产物中U进行资源化利用,探究和掌握煤中铀在热利用过程中的迁移转化规律十分必要.本研究基于热力学平衡原理,计算分析了干河煤、小龙潭煤和胜利煤中铀在热解、气化、燃烧过程中的形态分布以及钙基添加剂对U迁移转化的影响,以期为后续的实验研究提供理论指导.结果表明,煤中铀在热解、气化、燃烧条件下的存在形态各异,UO3(g)是各工况下产生的唯一的气相产物,高温、低压、强氧化性环境都会使UO3(g)的生成量增大.将铀固定在铀酸钙中能明显降低铀的挥发,使用钙基添加剂后干河煤在燃烧过程中铀酸钙的生成量明显增加,其中,以CaO的作用效果最为显著.
其他文献
采用TEM、HRTEM、XRD、XPS、H2-TPD、TG和TPR研究了三种预处理方法(DR、R、ROR)对Co/SiO2催化剂微观结构和费托合成(FTS)反应性能的影响.结果表明,经过预处理后,Co物种的特定形态发生变化,形成新的Co活性表面物种,Co粒子重新分散,Co物种易于再还原.不同方法预处理的Co/SiO2催化剂表现出不同的催化性能,经还原钝化处理的催化剂具有较高的FTS活性和C5+选择性.“,”The effects of pretreatment methods (DR, R, ROR) o
煤灰作为热载体的热解二次反应中存在煤灰和挥发分的交互反应,势必影响到热解产物的分布特性.为此,本研究将在固定床反应器上研究二次反应过程中煤灰对硫迁移特性的影响规律.实验结果表明,小龙潭煤灰在二次反应过程中的低温阶段抑制了H2S和COS的析出,主要归因于煤灰中Fe2O3对含硫气体的固定;然而在高温阶段(≥800℃)促进了H2S和COS的析出,这是由于煤灰中硫酸钙与热解煤气发生还原反应生成了大量的H2S和COS.为进一步揭示煤灰在高温下的作用机制,研究了煤灰主要组分Fe2O3和CaSO4的影响规律,发现800
化石资源的大量使用导致CO2的大量排放,带来了严重的环境问题.与此同时,CO2又是一种清洁、无毒的含碳资源.将CO2作为原料,直接转化制备重要化学品,不仅可以减缓温室效应,同时也是一条有效利用含碳资源制备清洁燃料和化学品的新路线.本文概述了近年来关于CO2加氢制备一些烃类化合物(主要包括甲烷、烯烃和芳烃)的相关研究进展;重点分析了CO2加氢制烃类化合物相关过程催化剂的研发状态和对催化反应机理的认识,并对CO2加氢转化利用的未来发展进行了展望.
前期研究表明Fe-Ag/Al2O3/CM催化剂具有较好的选择催化还原脱硝与抗水抗硫性能.为此,本文考察了制备工艺对其丙烯选择性催化还原脱硝性能的影响.先后选取了3种活性组分负载方式,即物理研磨法、直接浸渍法和溶胶-凝胶-浸渍法.结果发现,三组催化剂都具有很好的抗H2O和SO2的能力,但就最大脱硝效率而言,溶胶-凝胶-浸渍法(100％)优于物理研磨法(62％)和直接浸渍法(58％).多种表征测试结果表明,影响催化剂性能的主要影响因素为比表面积和铁银之间的相互作用.对于溶胶-凝胶-浸渍法制得的催化剂样品,第一
烷基苯是一类重要的有机化工基础原料,通过煤化工路线的苯合成气烷基化技术生产烷基苯,减轻中国对石油的过度依赖.本研究通过机械混合制备了ZnAlOx/ZSM-5复合催化剂用于苯与合成气的烷基化反应,复合催化剂两组分的最佳质量比为1:1,复合氧化物的锌铝最佳物质的量比为2:1,苯与合成气串联反应中间体为甲醇/二甲醚,甲醇合成催化中心是ZnO组分上的氧空位,甲醇在Al2O3上可脱水为二甲醚,甲醇/二甲醚进而在ZSM-5上与苯发生烷基化反应.由于ZnAlOx的高温甲醇或二甲醚合成特征,与ZSM-5的苯烷基化反应能够
导电碳薄膜在电加热、能源存储设备和太阳能电池等方面具有较大范围的应用前景.煤焦油是制备碳薄膜的理想前驱体.为了提高煤焦油即碳薄膜的性能,有必要研究煤焦油的组成对所制备的碳薄膜的结构与性能的影响规律.本文采用芳烃化合物、杂原子化合物和焦油为碳源制备了碳膜.研究发现芳烃基碳膜载流子浓度均高于1022 cm?3,但其载流子迁移率低于1 cm2/Vs.芳烃基碳膜的电阻率和方块电阻均低于煤焦油基碳膜,其中萘基碳膜的导电性能和电热性质最好,碳膜在30 V下的最大发热温度超过300°C.碳膜的厚度对碳膜的方块电阻具有决
以制革污泥与磨革粉、蓝湿皮的混合物为实验原料,通过非等温分布活化能模型(DAEM)获得了热解动力学参数,并在固定床热解反应器中考察了粒径和温度对多种制革废物共热解产物分布的影响,为多种制革废物的综合热处理提供一个新途径.结果表明,在转化率为0.1–0.8的条件下,制革废物的热解活化能随转化率的升高先减小后增大.物料粒径增大时,焦油收率下降,热解气和半焦的收率升高;随热解温度的升高,焦油收率先增加后减小,在600℃时达到最大值17％,对应半焦收率的下降和热解气收率的上升.当热解温度为600℃,物料粒径为1.
以大柳塔煤为研究对象,利用拉曼光谱研究了大柳塔原煤、富镜质组煤样、富惰质组煤样和脱矿煤样的热解焦结构以及热解煤焦的燃烧性能.结果表明,相同热解条件下,相比于大柳塔原煤样热解焦,脱矿煤样热解焦具有更多的大芳香环结构(≥6环)、更高的着火温度和更低的燃烧性能;相比于富镜质组煤样热解焦,富惰质组煤样热解焦的大芳香环结构含量更高,燃烧性能更低,且富惰质组煤焦的燃尽能力明显低于富镜质组煤焦的燃尽能力.大柳塔煤焦的着火温度(ti)、燃烧反应性指数(tindex)和拉曼光谱D峰的位移(WD)具有较好的相关性,二次曲线拟
以廉价的煤沥青为原料,加入造孔剂,依次经过混合工艺、空气氧化稳定化工艺、炭化工艺得到三维骨架结构的炭材料,再经过水蒸气活化,得到高比表面积的多孔炭材料.通过热重分析和元素分析研究沥青和空气氧化稳定化、炭化后样品的热反应特性和组成结构的变化;利用扫描电子显微镜、比表面积分析仪和电化学工作站等对活化后样品表面形貌、孔结构和电化学性能进行表征.水蒸气活化后的多孔炭比表面积可达到1638 m2/g.以此多孔炭为超级电容器电极材料,制备的水系双电层电容器循环性能良好,1 A/g电流密度下比电容可达252 F/g,经
本研究利用固定床反应器在不同温度下进行新疆淖毛湖(NMH)煤热解实验,并利用多种表征方法研究了煤热解过程半焦和焦油芳核大小分布变化规律.结果表明,随着温度升高,半焦芳碳含量增加,石墨化程度和晶格条纹有序度增加;焦油中芳核结构主要以一或二环为主,含有少量三环及以上芳核;不同热解温度下焦油同步荧光谱图变化不大,虽然焦油产率随温度升高先增加后减少(550℃时最大),但焦油中芳核大小分布变化较小,焦油没有发生显著的缩聚反应,同时表明不同大小芳核受到桥链束缚数量,以及桥链裂解活性相对均一.随热解温度升高,热解半焦及