1978～2008年中国湿地类型变化

分别基于美国陆地卫星(Landsat MSS/TM/ETM+)和中巴资源卫星(CBERS-02B)影像数据,以人工目视解译为主,完成了中国1978～2008年4期(基准年分别为1978,1990,2000和2008年)湿地遥感制图,并进行了大量的室内外验证.在此基础上,对我国湿地现状及近30年来湿地变化进行了初步分析,得到以下主要结论:(ⅰ)截止2008年,中国湿地面积约为324097km2,其中以内陆沼泽(35%)和湖泊湿地(26%)为主.(ⅱ)1978～2008年,中国湿地面积减少了约33%,而人工湿地增加了约122%.过去30年里湿地减少的速度大幅降低,由最初5523km2/a(1978～1990年)降为831km2/a(2000～2008年).(ⅲ)减少的自然湿地(包括滨海湿地和内陆湿地),其类型变化由湿地向非湿地转化的比例逐渐降低.初期(1978～1990年)几乎全部(98%)转换为非湿地;在1990～2000年间减少的自然湿地约有86%转化为非湿地,而在2000～2008年,这一比例下降为77%.(ⅳ)气候变化和农业活动是中国湿地变化的主要驱动因素,湿地变化在中国分为三大不同特征区域,即西部三省/自治区(西藏、新疆和青海)、北部两省/自治区(黑龙江和内蒙古)和其他省市区.其中西部区域尤其是青藏高原,湿地变化的驱动因子以气候增温为主;新疆湿地由于气候增温和农业活动共同作用造成变化不大.北部省/自治区的湿地变化则主要由农业活动引起;而其他省市区的湿地变化几乎完全受控于人类的农业经济活动

Fundamental Research on the Integrated Process of Coal Topping and Gasification

在我国的煤炭资源中，挥发分较高的年轻煤所占比例较大，Vad在28％以上的低阶煤约占全国煤炭储量的75％左右。以煤炭分级转化技术为基础的煤拔头工艺采用低阶煤为原料，通过温和的转化方式从年轻煤中获取轻质燃料油和高值化学品，为年轻煤种高效洁净利用提供了新的途径。 煤炭分级转化技术，依据煤结构组成的非均一性和不同组分的转化特性的差异，将热解、气化、燃烧等多种煤炭转化技术有机集成在一起，对煤炭实施分级转化，有利于提高煤炭综合利用和整体转化效应。基于此，针对低阶煤，本文提出了煤拔头－气化分级转化工艺，即将煤拔头产生的半焦气化以制备合成气或燃气，可将年轻煤完全转化为液体和气体燃料，有利于实现煤炭更为高效和洁净的转化，同时也扩展了煤拔头工艺的应用领域，如合成气工业及燃气发电技术等领域。 对煤炭实施拔头－气化分级转化，并非将煤拔头与气化工艺简单叠加，而是以系统整体的煤炭利用价值和利用效率的最大化为目标，依据煤拔头工艺及产物半焦的特点，并根据燃料在不同工艺过程中的转化规律，对煤拔头与气化工艺进行优化集成。为此，在煤拔头工艺研究的基础上，本文系统的研究了煤拔头半焦的特性、拔头工艺条件对半焦反应性影响、半焦气化转化规律及反应动力学，在此基础上提出并分析了可能实施的集成工艺方案，为煤炭拔头－气化分级转化工艺的优化集成，提供了试验及理论依据。 本研究在喷动－载流床中制备了不同条件下的煤拔头半焦，考察了其组成与结构特性。在热天平中考察了不同热解条件制备的半焦的气化反应性，研究了拔头工艺条件对半焦反应性的影响。研究结果表明，热解温度是影响煤拔头半焦产率及组成与结构的主要热解工艺条件，挥发分的析出程度及其二次反应是影响热解半焦产率的主要因素。随热解温度升高，煤拔头半焦中含氧结构脱除程度增加、芳香结构缩聚程度增大、H/C降低，但半焦的碳结构尚无明显的石墨化现象。 研究了煤拔头工艺条件对半焦反应性影响及作用机理，结果表明：煤拔头热解过程中，挥发分的二次反应，即二次热解焦的生成，是影响半焦气化反应性的主要因素。热解温度的增加及停留时间的延长，加剧了挥发分的二次反应程度，降低了半焦的气化反应性。随原料粒级的增加，其中的矿物质含量降低。不同粒径原料中这种矿物质的偏析以及颗粒内挥发分的二次反应，是导致半焦的反应性随原煤粒径增加而显著降低的主要原因。 在固定床反应装置中，研究了煤拔头半焦气化特性，并制备了部分气化焦，考察了部分气化焦的结构变化。研究表明，变质程度较高的煤，其半焦存在更为显著的阶段气化反应特性，即随气化程度的加深，其半焦的气化反应速度降低的程度更大；同一煤种，反应温度愈低，半焦气化反应速率降低程度也越大。与热解焦相比，部分气化焦中有序碳浓度增大，其碳结构的有序程度增加；矿物质对煤焦碳结构的石墨化程度亦有影响，脱除矿物质使煤焦中碳结构的有序程度增大。 气化动力学研究表明，所采用的三种动力学模型均可用于模拟煤拔头半焦的气化过程，但提出的修正后的半经验模型可以很好的反映出气化温度及不同煤种对半焦的阶段气化反应特性的影响，并具有相对较好的模拟精度。 对煤拔头和气化工艺集成的分析表明，CFB技术可以成为煤拔头工艺和半焦气化集成的平台；优化煤拔头热解条件以降低热解过程中挥发分二次反应程度，有利于同时提高热解焦油产率和半焦气化转化效率；半焦的气化过程为集成工艺的控速步骤，应充分考虑不同煤焦气化过程中转化特性的差异，以提高系统整体的煤炭转化效率。基于以上分析，针对不同半焦的转化特性，提出了两种可能的技术方案。基于Aspen plus平台建立了气化模型，对半焦气化过程和系统热量平衡进行了分析。 此外，本文探索了以富含碱金属的生物质作为廉价的催化剂来源以催化煤焦气化反应这一思路，研究了煤/生物质共热解焦的气化反应特性。研究结果表明，麦秸中的碱金属的催化作用使共热解焦的反应性显著高于煤焦；通过煤/生物质拔头－气化的共处理工艺，生物质中的碱金属可有效用于催化煤焦的气化反应，因此，富含碱金属的生物质有望成为煤焦气化反应的廉价的催化剂来源

煤-富钾生物质共转化催化煤焦气化反应的研究

在喷动-载流床中制备了不同比例煤与麦秸的共热解焦,在热天平中考察了共热解焦CO2气化反应性,分析了原料比率、热解温度等对共热解焦气化反应特性的影响.结果表明,20%生物质添加比例下,煤-麦秸共热解焦的气化反应性即明显高于煤焦,且共热解焦反应性随生物质比例增加而增大,脱碱金属麦秸与煤共热解焦的反应性则与煤焦相近;试验条件下,热解温度750℃制备的共热解焦中碱金属钾含量最高,并具有最高的气化反应性.动力学分析表明,与煤焦相比,煤-麦秸共热解焦的气化反应活化能显著降低

煤炭解耦燃烧过程N迁移与转化Ⅰ:热解阶段煤N的释放规律

在固定床装置上进行了三种煤的热解实验,考察了热解温度、热解时间等因素对煤氮迁移转化的影响。热解实验表明,A煤1 073 K热解产生HCN,在热解前3 min释放完毕,早于NH3释放,且当NH3开始逸出后HCN生成量急剧减少;三种煤热解HCN、NH3的累积释放量在不同时刻达到各自最大值后急剧下降;半焦氮随热解温度的升高而增加。在973～1 123 K三种煤热解有50%～60%煤氮转化为焦氮,40%～50%煤氮随挥发分一起释放,挥发分氮有20%～50%的氮物种以NH3和HCN的形式存在,其中,HCN占气相氮的50%～60%、NH3占40%～50%

煤炭解耦燃烧过程N迁移与转化Ⅰ：热解阶段煤N的释放规律

在固定床装置上进行了三种煤的热解实验,考察了热解温度、热解时间等因素对煤氮迁移转化的影响。热解实验表明,A煤1 073 K热解产生HCN,在热解前3 min释放完毕,早于NH3释放,且当NH3开始逸出后HCN生成量急剧减少;三种煤热解HCN、NH3的累积释放量在不同时刻达到各自最大值后急剧下降;半焦氮随热解温度的升高而增加。在973～1 123 K三种煤热解有50%～60%煤氮转化为焦氮,40%～50%煤氮随挥发分一起释放,挥发分氮有20%～50%的氮物种以NH3和HCN的形式存在,其中,HCN占气相氮的50%～60%、NH3占40%～50%