王子民
- 作品数：9 被引量：40H指数：4
- 供职机构：中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金新疆维吾尔自治区科技攻关项目国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程化学工程理学电气工程更多>>
- 外加铁矿石对哈密低阶煤热解特性影响被引量：13
- 2016年
- 为探讨铁矿石对哈密低阶煤热解特性影响,采用热重分析仪(thermal gravity analysis/differential thermal gravity,TG/DTG)和实验室固定床反应器(fixed bed)对哈密低阶煤进行热解实验,研究了两种铁矿石对哈密煤热解反应性、热解气和焦油分布规律的影响。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和色谱-质谱分析仪(GC-MS)对焦油中官能团的变化以及焦油中物质组成进行了分析对比。结果表明,当热解温度从室温升高至150℃时,原煤中添加铁矿石的煤样失重速率峰逐渐向高温阶段推移;当热解温度高于450℃时,不同铁矿石对原煤热解的催化作用差异更加明显,且镜铁矿>原生矿物质>赤铁矿;当两种铁矿石添加量分别为20%时,热解焦油和热解气都能得到较高的收率;对于煤样HM-JT来说,此时焦油产率为7.88%,热解气相产物H_2、CO_2、CH_4、CO产率与未添加镜铁矿的原煤煤样相比分别提高了4.27%、3.76%、4.39%、3.61%。对于煤样HM-CT来说,焦油催化裂解效果一直受到铁矿石添加量的影响。在镜铁矿和赤铁矿添加量分别增加到20%的过程中,煤样热解生成焦油的产率逐渐下降,而轻质焦油产率和轻质焦油分数逐渐增大到6.37%、58.48%、5.34%、56.22%,焦油中氧脱除率分别达到43.16%、36.89%。随着铁矿石的加入,焦油中二甲苯相对含量由4.32%分别降低至3.78%、3.93%,而甲苯相对含量由1.11%升高至1.32%、1.45%;焦油中邻甲酚和二甲酚中分子中的甲基取代基被脱除生成苯酚或甲酚,且镜铁矿对焦油中苯系物和酚类化合物的脱甲基作用强于赤铁矿。
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- 关键词：铁矿石低阶煤热解焦油
- 基于ReaxFF力场的对硝基苯酚臭氧氧化分子动力学模拟被引量：8
- 2017年
- 本文采用基于ReaxFF反应力场的分子动力学方法(ReaxFF MD),利用自主研发的国际首个基于GPU加速的ReaxFF MD程序系统GMD-Reax和独特的化学反应分析工具VARx MD,探索臭氧氧化对硝基苯酚的反应机理。通过模拟考察了300 K恒温条件下臭氧氧化水中对硝基苯酚的行为,获得了酚结构开环、CO_2生成、主要自由基(·OH、·O_2、·O)及团簇型自由基的数量演变趋势,并可定性描述六元环开环和CO_2生成均遵循伪一级反应动力学规律。反应机理分析表明酚类分子在水溶液中被臭氧氧化的路径主要经过攫氢、六元环开环、碳链的氧化分解三个阶段,也揭示了自由基和团簇型自由基在臭氧降解对硝基苯酚时所发挥的重要作用。本工作是应用ReaxFF MD分子模拟方法对常温水环境下臭氧降解酚类污染物反应机理研究的一个尝试,可为深入认识该机理及相关的实验、理论研究提供一定的参考。
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- 关键词：对硝基苯酚臭氧反应机理
- 利用ReaxFF-MD探索臭氧氧化焦化废水中酚类分子的反应机理
- 利用臭氧的强氧化性降解焦化废水中有机污染物,一直备受关注。目前的实验手段无法原位检测降解过程中的中间产物和相关反应,对该过程化学反应机理深入认识的缺失在一定程度上限制了臭氧处理焦化废水技术的进一步发展。量子化学是研究反应...
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- 文献传递
- 煤矸石动态循环淋溶液的特性被引量：9
- 2017年
- 为评价煤矸石回填塌陷区后对水体影响,采用自行设计的新型淋溶装置进行连续168 h的淋溶实验。通过采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和pH测试仪等相关分析仪器研究了煤矸石中重金属在淋溶过程中的溶出规律,并对淋溶液的COD、BOD、TON、NH3-N和pH值进行测试分析。结果显示,淋溶反应时间1~24 h时,淋溶液的COD和BOD分别从28.001 1和4.400 0 mg·L^(-1)升至36.437 29和6.191 525 mg·L^(-1),超过地表水环境质量五类标准限值。在24~168 h的淋溶时间内,TON的值先降低至2.983 4 mg·L^(-1)而后升高至8.494 6 mg·L^(-1),而在72~168 h内,淋溶液中TON呈线性趋势大幅度增加。铬元素溶出浓度的峰值主要发生在淋溶初期;铅离子在24~72 h淋溶时间内,析出速度明显加快;锌离子溶解初期为慢速释放,中期为快速释放,末期为慢速释放;铜离子在淋溶反应开始时溶出较少,而随着淋溶反应时间的延长,溶出速度增大。
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- 关键词：煤矸石重金属PH值
- CaO对褐煤和无烟煤热解产物分布及煤焦结构的影响被引量：10
- 2016年
- 为研究CaO对不同变质程度煤在催化热解过程中的作用规律,以锡林郭勒褐煤和宁夏石嘴山无烟煤为研究对象,利用实验室小型固定床反应器,研究了CaO对褐煤和无烟煤热解特性及煤焦结构的影响,运用X射线衍射(XRD)及傅里叶红外光谱(FT-IR)对比研究了不同温度下褐煤、无烟煤添加CaO前后热解半焦微晶结构以及脂肪结构、芳构化、富氧程度等红外结构参数的变化规律。试验结果表明:在900℃时,添加质量分数2%Ca O的褐煤煤样H2累积产率最大,达39.11 m L/g;添加CaO后煤样在高温热解阶段生成CO的累积产率大于未添加CaO煤样的量。与加入CaO相比,温度对芳香层片间距和芳香层片直径影响更大;热解温度为900℃时,随着CaO的加入,褐煤半焦芳香层片堆积高度和晶层数逐渐增大;而对于无烟煤半焦来说,则与之相反;加入CaO的褐煤和无烟煤热解半焦的微晶结构偏离石墨化程度大于未加入Ca O的热解半焦。褐煤半焦的脂肪结构、芳构化、富氧程度等红外结构参数普遍高于无烟煤半焦。高温时,缩合反应程度增大,CaO促进半焦的转化率提高,导致芳构化参数变大;原煤中C O基团很少,高温下通过CaO促进芳环裂解和CO2反应生成C=O基团,进而导致半焦中富氧程度呈升高趋势。
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- 关键词：煤热解褐煤微晶结构
- 氧化钙对褐煤和无烟煤热解特性影响被引量：2
- 2016年
- 为研究CaO对褐煤和无烟煤热解特性影响,采用实验室小型固定床反应器对锡林郭勒褐煤（X）和宁夏石嘴山无烟煤（SH）,进行热解实验,研究了CaO对热解三相产物分布规律影响。实验结果表明：在500~600℃时,添加2%CaO后褐煤热解生成CO_2的产率小于未添加CaO煤样热解生成CO_2的产率,添加CaO与否对其他3种气体H_2,CH_4,CO产率影响不大;与未加入CaO的褐煤煤样相比,加入CaO的褐煤煤样在相应温度下热解气相产物产率小幅度降低,且随着热解温度的升高,加入CaO的褐煤煤样气相产物产率增加速率大于未加入CaO的褐煤煤样。褐煤脱挥发分主要在600℃之前的热解阶段,而对于无烟煤来说,CaO在中温热解阶段对挥发分的脱除具有促进作用。对于褐煤半焦来说,加入2%CaO一直作为灰分存在半焦中,且随着热解温度的升高,褐煤半焦在高温时反应活性较高,发生热缩聚反应,导致半焦中有机质含量降低,以上2种原因直接导致褐煤半焦灰分升高;对于无烟煤来说,灰分增加主要是由于CaO的加入。
- 赵洪宇李玉环宋强吕俊鑫舒元锋王子民刘飞曾鸣舒新前
- 关键词：氧化钙褐煤无烟煤
- 利用ReaxFF-MD探索臭氧氧化焦化废水中酚类分子的反应机理
- 本文以认识焦化废水中含对位取代基团的酚类分子(对甲酚、对苯二酚、对氨基酚、对硝基酚、对羟基苯甲酸)的臭氧氧化机理为目标，利用本课题组自主开发的国际上第一个基于GPU加速的ReaxFF MD程序系统和首个化学反应分析工具V...
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- 关键词：焦化废水臭氧氧化降解机理
- 文献传递
- 臭氧氧化焦化废水中酚类分子的ReaxFF-MD模拟
- 本文基于ReaxFF[1]反应力场的反应分子动力学模拟方法（ReaxFF MD）,以探索臭氧氧化焦化废水中部分酚类分子的反应机理为目标,采用本课题组自主开发的国际上首个基于GPU加速的ReaxFF MD程序系统GMD-R...
- 王子民郑默谢勇冰李晓霞刘晓龙郭力曹宏斌曾鸣
- 关键词：臭氧氧化
- 文献传递
- 臭氧氧化焦化废水中酚类分子的ReaxFF-MD模拟
- 本文基于ReaxFF[1]反应力场的反应分子动力学模拟方法(ReaxFF MD),以探索臭氧氧化焦化废水中部分酚类分子的反应机理为目标,采用本课题组自主开发的国际上首个基于GPU加速的ReaxFF MD程序系统GMD-R...
- 王子民郑默谢勇冰李晓霞刘晓龙郭力曹宏斌曾鸣
- 关键词：臭氧氧化
