(1) 国家自然科学基金,2197080732,含水褐煤液化条件下CO与H2O和煤有机质的反应及其作用机制研究,2020.01-2023.12,在研,主持。
(2) 国家重点研发计划子课题,2018YFB0604602-1,煤与重油共加氢反应器内的流场模拟与强化,2018.05-2021.4,在研,主持。
(3) 国家自然科学基金面上项目,21476079,合成气气氛/复合溶剂系统下褐煤液化制油及机理研究,2015.01-2018.12,已结题,主持。
(4) 国家自然科学青年基金项目,20906025,加压CO/H2O介质中秸秆生物质催化液化制油过程及反应机理研究,2010.01-2012.12,已结题,主持。
长期从事煤及生物质热化学转化技术的研究与开发,完成了与本课题有密切相关的多项项目,在液化研究方面积累了相当丰富的知识和经验,已完成了与本项目相关的国家自然科学基金“加压 CO/H2O 介质中秸秆生物质催化液化制油过程及反应机理研究”和“合成气气氛/复合溶剂下褐煤液化制油及机理研究”,目前正在从事国家自然科学基金“含水褐煤液化条件下CO与H2O和煤有机质的反应及其作用机制研究”,获得了一些重要的学术成果,可为本项目提供切实可靠的指导意见。且所在课题组已基本具备本项目研究所需要的实验条件,不仅有常规的分析化验仪器设备,而且有高温高压反应釜装置(500mL)、高温高压振动微型反应装置(30mL)、实验室半连续煤液化装置(0.5kg/h)、高速离心机、ICP-AES、GC、MS、GC-MS、化学吸附仪、元素分析仪、表面积与孔隙测试仪等。此外,本校分析测试中心有 LC-MS、原位 FTIR、SEM-EDS、XRD、XPS 及核磁共振仪等先进分析仪器。指导老师完全具备为本项目提供理论和实验指导及建议的教学素养。
煤炭清洁高效利用是我国煤炭工业发展的立足点,开发煤直接液化技术是实现煤炭绿色转化的主要需求技术之一,是构建现代煤炭利用体系的必然要求。近年来,以合成气+H2O为氢源的褐煤液化新工艺受到人们的广泛关注。与传统系统下褐煤液化技术比较,该技术具有如下特色优势:不需要对褐煤原料进行干燥脱水,降低了能耗;褐煤或其液化产生的残渣通过热化学转化过程(如气化或热解)可以直接提供所需要的合成气(H2+CO),这样不仅可大大降低液化的成本(采用合成气代替较为昂贵的 H2),而且也提高了褐煤作为原料的利用率;自产的气相产物可以循环使用,仅需适当地增补部分合成气(H2+CO),降低了气相产物分离的复杂性和处理量。褐煤液化条件具有高温高压,含有供氢溶剂,且使用的催化剂有均相和非均相催化剂,因而本液化条件下发生的变换反应不同于通常条件(仅有CO和H2O存在,且压力不太高)下的“水煤气变换反应”。实验主要采用高温高压反应釜进行试验,采用GC、GC-MS、LC、LC-MS、XRD、XPS、元素分析仪等仪器对原料、产物及催化剂等进行分析与表征。主要难点在于褐煤液化条件下非催化、均相催化、非均相催化及二者混合催化的 CO 与H2O变换反应的具体路径。本项目拟揭示褐煤液化条件下CO与H2O发生变换反应产氢的机理及产生氢的活性。本项目具有明显的可行性和创新性,对低阶煤的绿色高效转化的发展具有明显的推进作用。
大学生创新创业训练计划管理系统