洁净煤技术杂志

洁净煤技术杂志2025年第1期

• 木质素催化热解产物高值化调控研究进展

  周安宁, 白状伟, 贺新福, 张怀青, 石智伟, 张致, 王俊哲

  木质素作为一种重要的可再生有机碳源，其独特的三维交联结构在为其带来丰富的化学潜力时，也为其高效转化和利用带来了难题。催化热解是实现木质素绿色、低碳和高值化利用的有效手段。在木质素催化热解的研究领域，甲烷、合成气、轻质芳烃和高性能多孔碳材料等成为备受瞩目的高值化目标产物。鉴于此，紧密围绕木质素催化热解高值化产物的应用这一核心导向，深入且系统地探讨了多种催化剂在木质素催化热解过程中的关键调控作用。其中，AAEMs催化剂可分为碱金属盐和碱土金属盐2大类，碱金属盐虽使液相产率有所降低，但提升了苯酚等单酚类物质的产率，而碱土金属盐则提高了液相产率，并且对增强苯酚的选择性效果显著。碱金属盐有助于气相产物的生成，并能提高H₂的选择性，碱土金属盐虽抑制气相产物生成，却在水煤气转换反应中发挥重要作用。在固相产物方面，碱金属盐相较于碱土金属盐更有助于提升生物质炭的产率，并且能够进一步优化其结构，增强反应活性。金属氧化物催化剂主要分为酸性和碱性2大类，其中，酸性金属氧化物在木质素催化热解过程中，可显著提升液相产物的产率，对苯酚及MAHs展现出较高的选择性，并且有助于CO和CH4的生成，同时对生物质炭的生成起到抑制作用。而碱性金属氧化物虽会抑制液相产物的产生，但能有效促进苯酚的生成，在推动气相产物生成以及优化生物质炭结构方面表现突出。钙钛矿催化剂具有立方相等结构优势，且氧化还原性能优异。通过金属离子掺杂显著增加了氧空位含量，提高了液相产率与苯酚和MAHs的选择性，抑制了脱羧和脱羰基反应，升高了CH4选择性，降低了生物质炭产率，且循环催化热解稳定性良好。分子筛类催化剂催化性能与其酸碱性和表面结构等相关。高酸性且具有适宜孔径的可促进木质素裂解重组，影响三相产物产率与选择性；经金属负载或酸化预处理等可优化其催化性能，提高目标产物的选择性。低成本催化剂如膨润土等也重要，其酸性位点和孔隙结构影响产物选择性，与分子筛联用可大幅提高MAHs选择性，对气相和固相产物也有独特调控效果。在此基础上，进一步提出了实现木质素催化热解产物高值化调控的催化剂优化策略。并对未来发展趋势进行展望，强调应大力加强对具有协同催化作用的新型催化剂及其催化机理的探索，为木质素催化热解产物的高效利用筑牢技术支撑，推动这一领域不断向前发展。

• 燃煤机组直燃耦合与气化耦合发电研究进展

  王光磊, 孙立刚, 赵传进, 谢泊男, 张海, 范卫东

  在当前全球致力于实现碳达峰与碳中和的“双碳”目标背景下，如何高效提升可再生能源的利用比例，逐步减少对煤炭等传统化石能源的依赖，已成为世界各国能源战略转型的关键议题。生物质能源，作为一种潜力巨大的可再生资源，因其总量丰富、来源广泛、易于存储与运输的特点，在推动能源结构绿色转型中扮演着重要角色。若将生物质能源与燃煤锅炉进行大比例耦合利用，可减少温室气体、氮氧化物、硫氧化物等环境污染物的排放。生物质燃料因其挥发分含量高、反应活性强、灰分和硫含量较低的优势，使其不仅能作为直燃耦合的原料，而且也能在气化后与煤粉耦合燃烧。无论是采用生物质直燃耦合发电技术还是生物质气化耦合燃烧发电技术，由于需要更新的设备较少、燃料资源利用率较高，已成为传统火力发电厂典型的低碳转型方向。从我国生物质资源量和利用情况出发，系统梳理了生物质与煤粉直燃耦合发电技术研究现状以及生物质气化耦合燃烧发电技术研究现状，汇总了生物质与煤粉直燃耦合以及生物质气化耦合燃烧的污染物排放、积灰、结渣以及腐蚀等方面的研究，并总结了生物质耦合燃烧发电现有的国内外工程经验，评估了该技术未来的发展趋势。可为生物质能源高效利用和火电行业低碳改造提供理论支撑。

• Sr1−xKxFe0.5CoyO3催化CO2加氢制烯烃性能

  崔爱心, 侯元浩, 吴曼, 郭拓, 郭庆杰

  CO2加氢制备低碳烯烃在缓解温室效应，提高我国低碳烯烃产品自给率方面具有重要意义。然而，实现高收率的前提是开发出具有高转化率和高目标产物选择性的催化剂。为了提高低碳烯烃的收率，采用溶胶凝胶法制备了钙钛矿型Sr1−xKxFe0.5CoyO3催化剂，其CO2转化率高达53.73%，低碳烯烃选择性为40.55%，收率达到21.79%。催化剂的表征表明，Co的加入增强了催化剂的中强碱性位点以及氧空位浓度，促进了CO2活化，提高了催化剂的CO2转化率。K的掺杂促进了费托合成反应的进行，提高了低碳烯烃的选择性。K与Co的共掺杂促进了金属活性相的析出以及C—O的解离吸附和随后的C—C偶联，从而提高了CO2转化率和低碳烯烃的选择性。

• 直流电场对甲烷−氧气扩散火焰中OH*辐射发光特性的影响

  吴婧瑄, 龚岩, 郭庆华, 吴心祎, 宋旭东, 王辅臣, 于广锁

  火焰为非平衡弱电离等离子体，其中含有大量带电粒子、激发态自由基等物质。大量研究已经表明，将等离子体技术与燃烧领域相结合，可以显著缩短着火延迟时间、拓宽可燃极限、提高燃烧稳定性及降低污染物。基于火焰光谱诊断原理和模拟软件Maxwell，探究了直流电场对火焰形态和OH*自发发光辐射的影响。结果表明：施加直流电场后电场力主要作用在火焰根部，火焰中的正离子受力向负极移动，在火焰外观上表现为其整体形态的拉伸。贫氧燃烧工况下，火焰高度与电压呈正相关，而富氧燃烧工况下，火焰高度仅随电压的改变在35.08 mm附近出现小范围波动，即贫氧工况下电场对火焰高度的影响更为显著。而结合顺电效应，施加电场后火焰宽度随直流电场的增大而减小，其变化趋势在不同氧燃当量比下保持一致。向火焰施加的直流电压小于3 kV时，OH*的峰值强度没有明显改变，电压大于4 kV时，OH*的峰值强度与电压呈负相关。以富氧燃烧为例，相比未施加电压的工况，OH*辐射总强度在9 kV电压作用下出现10%左右的下降，即直流电场加强了火焰径向及轴向的燃料及氧气的混合。

• 微−介孔Y型分子筛对煤热解气态焦油催化改质的影响

  李雪琴, 闫伦靖, 刘玉洁, 王美君, 鲍卫仁, 常丽萍

  为了实现煤炭的洁净高效利用，提高煤热解过程中焦油中轻质芳烃的产率，采用高温水蒸气对Y型分子筛进行孔道结构调控，并探究其对不同煤阶煤样焦油中轻质芳烃产率及其分布的影响。通过采用高温水热处理方法对Y型分子筛进行脱铝处理，形成微−介孔结构。试验中，通过改变水热处理温度，研究其对分子筛孔结构的影响，并将其应用于煤热解挥发分的催化提质过程中。试验选取了3种不同煤阶的煤样，分别在600 ℃处理后的Y型分子筛催化下进行热解。结果表明：随着水热处理温度的升高，Y型分子筛的介孔数量和比表面积逐渐增大，但对分子筛结构的破坏也更加严重。600 ℃被认为是Y型分子筛水热脱铝的最佳处理温度。与直接热解相比，3种煤样经600 ℃处理后的Y型分子筛催化提质后，苯、甲苯、二甲苯、萘等轻质芳烃的总产率分别增加了4.2倍、5.2倍和2.3倍。微−介孔Y型分子筛显著降低了对焦油重质大分子物质的传质限制，提高了分子筛酸性位的可利用性，从而显著提高了催化剂对焦油的改质效果。为煤热解焦油的资源化利用提供了新的技术途径，对煤炭的高附加值利用具有重要意义。通过优化催化剂的孔结构和酸性位，可以有效提高煤热解产物的品质和产率，为煤化工产业的发展提供技术支持。

• 炉排焚烧炉生活垃圾掺烧渗滤液污泥的数值模拟

  彭丹, 高天宇, 姜华伟, 景玉博, 曹海, 吴玉新

  随着城市生活垃圾产量不断提升，在垃圾分类和技术进步的驱动下，垃圾焚烧发电作为一种兼具环境效益和社会效益的发电方式已成为清洁能源发电的重要发展方向。目前，机械炉排焚烧炉因其高效性和稳定性，在垃圾焚烧发电厂中的占比已超过90%。然而，在生活垃圾掺烧渗滤液污泥对焚烧炉运行的影响方面，国内外尚缺乏深入的研究。通过数值模拟，研究掺烧城市生活垃圾和渗滤液污泥条件下炉排焚烧炉内的燃烧状态对实现焚烧炉的高效稳定运行具有重要意义。以郑州某700 t/d逆推式垃圾焚烧炉为对象，利用FLIC软件和FLUENT软件分别对炉排床层燃料燃烧和燃烧室气相燃烧过程进行模拟，得到炉内温度场、速度场和气体组分浓度场。通过与现场运行数据对比，模拟结果与实测结果最大误差不超过10%，验证了模拟的准确性，并在此基础上对炉排移动速度和污泥质量分数进行了优化，以获得更好的空气动力场和温度场。研究发现，降低炉排移动速度可以改善燃烧状态，提高燃烧效率，而适量的污泥掺烧可以降低炉内局部高温，减轻后墙二次风喷口处由于烟温过高而造成的结焦。然而过量的污泥掺烧会导致干燥段延长，使燃烧室高温区域向后墙靠近，反而不利于焚烧炉的稳定运行。因此，建议炉排移动速度控制在3.56 m/h，污泥质量分数在2%～4%。

• 超临界350 MW循环流化床锅炉宽负荷NOx排放特性及控制技术

  杨敬池, 王菁, 王鹏程, 王飞, 杨凤玲

  “双碳”背景下，随着新能源装机容量的持续增加，火电机组逐步从主体性电源向辅助服务型电源转变，由于新能源具有间歇性特点，火电机组需频繁进行变负荷以深度调峰的形式维持电网稳定。为解决深度调峰过程中低负荷下的NOx排放控制这一行业共性难题，以某超临界350 MW循环流化床锅炉为研究对象，分析深度调峰条件下锅炉机组运行数据，综合床温、煤种特性、固硫剂添加等多方面因素对NOx质量浓度的影响，探究变负荷及中低负荷工况下NOx排放特性及影响机制。研究发现床温的变化与负荷呈正相关，温度降低时挥发分氮的氧化作用明显削弱，减少了NOx的生成；但随着锅炉负荷连续降低，为保持流化状态，密相区过量空气系数增加，导致NOx质量浓度相对中高负荷时更高；同时燃用硫分更高的煤种时，炉内脱硫所需的石灰石量增加，对NOx的催生作用越明显。为控制NOx超低排放，采用分区低氮燃烧技术和上二次风SNCR脱硝技术来进行调节。分区低氮燃烧精细化合理化控制给煤量、布风量分布，合理匹配燃料与空气量使得NOx得到精细化控制；而上二次风SNCR改造技术则在更合适位置喷入还原剂，使得脱硝反应处在较合理的温度区间内，从而提高脱硝效率。结果表明这2种技术可以有效控制低负荷工况下的NOx排放，为火力发电机组在新能源频繁波动的背景下保持稳定运行提供了可行的技术路径，对实现更低的排放水平、保障电网稳定运行具有重要意义。

• 锌离子混合电容器正极用稻壳/煤沥青基分级多孔碳

  彭国栋, 朱傲阳, 朱怡全, 李勇, 何孝军

  锌离子混合电容器（ZHCs）因其低成本、高安全性和长循环稳定性等众多优势而受到研究者越来越多的关注。然而，尽管ZHCs有这些优势，它的发展仍然处于早期阶段，面临一系列挑战，例如，电极枝晶的生长以及能量密度仍不尽人意。因此，开发合理匹配的电极材料极为关键。多孔碳材料具有价格低廉、孔隙率高、性能稳定等优点，成为ZHCs潜在的正极材料之一。然而，传统的多孔碳材料低的电导率和不合适的孔径分布，限制了其在ZHCs中的应用。通过原料选取和结构设计有望解决上述问题。以稻壳和煤沥青为碳源，采用KCl、MgO双模板耦合K2CO3活化法制备了稻壳/煤沥青基分级多孔碳材料（HPC/RHCx）。制得的HPC/RHC6具有互相连接的纳米囊状结构、较大的比表面积（1 234 m2/g）和层次孔结构。当作为ZHCs的正极材料时，HPC/RHC6展现了优异的储锌性能，在0.1 A/g的电流密度下，HPC/RHC6的比容量达125.3 mA·h/g、在115.4 W/kg的功率密度下，能量密度为92.4 W·h/kg，且在5 A/g的电流密度下经过10 000次循环充放电后，容量保持率为99.9%，展现了优异的循环稳定性。

• 软硬炭复合材料的制备及其储钠性能研究

  徐家豪, 张兆华, 刘宇昊, 赵玮, 李秀春, 贾建波, 黄光许, 邢宝林, 张传祥

  钠离子电池(SIBs)作为储能器件备受人们关注，负极材料作为钠离子电池的重要组成部分是研究的热点之一。以煤化工副产物低灰煤焦油沥青为原料，通过直接与酚醛树脂混合，加以高温炭化，成功制备出煤沥青基软硬炭复合材料，考察了不同沥青/酚醛树脂质量比对所制材料结构的影响并应用于钠离子电池。通过SEM、TEM、XRD、Raman、XPS、FTIR等测试表明，酚醛树脂可以有效地抑制沥青在高温过程的过度石墨化，沥青也可以修复酚醛树脂在炭化过程中所产生的不可逆缺陷，同时沥青与酚醛树脂二者可在炭化过程中发生交联反应，有利于复合材料中伪石墨结构的形成，从而引入更多吸附和插层位点。随着沥青与酚醛树脂质量比的逐渐增加，复合材料的伪石墨结构含量呈现先上升后下降的趋势，其中质量比为1∶4所制复合材料(LF−1∶4)的伪石墨结构含量最高，为32.88%，优于纯沥青直接炭化所制材料(LQ)的21.28%和纯酚醛树脂直接炭化所制材料(FQ)的27.08%。恒流充放电、循环伏安法等电化学测试表明，沥青与酚醛树脂制备的复合材料具有较好的储钠性能，其中LF−1∶4的首圈库伦效率和可逆容量分别为80.87%和249.10 mAh/g，对比LQ的48.39%与90.39 mAh/g和FQ的73.46%与230.48 mAh/g具有明显的优势。同时，利用LF−1∶4所制备出的全电池表现出251.37 mAh/g的可逆容量，经过计算得出该全电池的能量密度为214 Wh/Kg。

• 氨水水热改性煤基多孔炭超级电容器性能

  袁超, 叶彦, 杨春燕, 田国亮, 李婉晴, 秦志宏, 杨小芹

  煤炭由于其高碳含量、缩合芳香结构及显著的经济性，作为生产电容炭的前驱体具有独特优势。通过对山西炼焦煤进行溶剂萃取得到煤基重质组（HC）作为碳源，KOH为活化剂制备多孔炭材料（AHC），再用氨水对其进行特定条件的水热改性，得到了一种具有高倍率性能和高循环稳定性的氮掺杂多孔炭。通过SEM、FTIR、XPS、Raman及N2吸附等表征分析，研究了不同氨水添加量下多孔炭的微观形貌、孔结构、表面化学性质等对其电化学性能的影响。结果发现：改性后多孔炭表面形貌和孔结构都有所改善，当氨水添加量为8 mL时，所得改性多孔炭AHC−N8呈现明显的蠕虫状纳米裂隙孔结构，中孔占比增大，且表面氮原子数分数由水热改性前的0.66%增至2.83%。该多孔炭电极材料在1 A/g电流密度下比电容达351.3 F/g，倍率性能达82%，与未改性AHC的63.5%相比得到了极大的提升。10 A/g下10 000次循环充放电后比电容保持率也由未改性AHC的91.4%增至95.6%。AHC−N8的高比表面积、适宜的微/介孔分布以及表面较多的吡啶氮和吡咯氮掺杂对其突出的电化学性能起到了主要的作用。

• 煤气化渣吸附Hg0性能：气化渣表面硫−汞反应特性

  杨鑫, 王雅慧, 王建成, 常丽萍, 鲍卫仁

  煤中含的硫和汞在气化过程中会迁移至气体、废水和气化渣中，造成环境污染。硫和汞具有很强的亲和力，科学认识这2种元素在气化过程中的迁移规律，进而提出科学的调控方法意义重大。本研究利用固定床性能评价装置考察了不同工况条件下气化渣对Hg0的吸附性能，并通过N2吸附-脱附、SEM、XPS等表征手段揭示了硫和汞在气化渣表面的反应特性。研究结果表明，硫和汞主要富集在细渣表面，细渣具有良好的Hg0吸附性能，且物理吸附起主导作用。进一步研究发现，气化渣表面未燃碳含量越高、矿物质含量越多，气化渣表面硫和汞的反应活性越好。此外，气氛也会影响气化渣的汞吸附性能。这些发现为煤气化渣的高值化资源化利用提供了新思路，为合成气中硫和汞的协同脱除提供了理论指导和研究基础，有助于推动清洁煤技术的可持续发展。

• 基于热应力分析的固体氧化物燃料电池结构优化

  熊星宇, 马桂良, 吴云飞, 王晓艾, 梁考, 彭苏萍

  固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)是一种高效的发电装置，其通过高温电化学反应直接将燃料中的化学能通过电化学反应转化为电能，具有极高的理论转换效率，但其内部运行温度高（超过700 ℃）、温差大，各结构组件在运行过程中易产生较大热应力，从而致使其内部微宏观结构发生形变，导致电化学催化反应性能衰退，严重情况下甚至会造成电堆结构损坏。改善电堆内的热应力分布可以提升电堆可靠性，降低结构损坏风险，延长电堆使用寿命。建立了5层平板式电堆的三维多物理场耦合数值模型，在保持阴极有效反应面积相同的情况下，分析了一系列应用不同长宽比单电池时其电堆的热应力变化。结果表明：调整单电池的长宽比对电堆内温度分布及各组件的热应力分布有显著影响，增加单电池长宽比能够改善电堆温度分布，有效降低电堆内热应力，改善堆内应力分布。当长宽比增加到2.8∶1时，与最常见的1∶1正方形单电池相比，电堆的最高温度从1128 K降低至1106 K，最大温差由107 K减小至81 K，除温度分布改善显著，应力分布的幅度可以减小40%以上，电解质内最大主应力由81.5 MPa降至46.8 MPa，阳极、阴极及密封胶内的最大主应力由46.3、31.3、21.1 MPa降低至21.1、11.3、9.7 MPa。因此，合理增大单电池长宽比是降低电堆热应力的有效途径。

• 固体氧化物燃料电池（SOFC）阳极模型预测性能不确定性研究

  刘姣, 杨建飞, 蔡黎明

  固体氧化物燃料电池（SOFC）运行过程中存在对流、扩散、表面反应、电荷转移反应等复杂物理化学现象，耦合反应动力学模型的电极仿真模型可以实现对SOFC性能的预测。相较于Bulter-Volmer方程，使用多步基元反应模型可以更准确地描述实际电极反应动力学。但目前多步基元反应模型的参数取值误差较大，对模型预测准确性影响显著。为降低模型预测不确定性，首先，为以加湿氢气（H2/ H2O）为燃料的SOFC系统构建了阳极模型，并计算其极化曲线；其次，对模型动力学与热力学参数开展敏感性分析，成功识别出11个敏感参数；最后，对模型分别开展正向与反向不确定性分析，并基于不确定性分析结果优化了模型预测性能。结果表明：开发的阳极优化模型对1 023.15 K与1 123.15 K 两个温度下的极化曲线预测误差分别由原来的33.12%、34.51%降低到8.61%、15.47%，预测准确性得到提高。

• 磷掺杂煤基碳纤维的制备及其储锂性能

  李杰, 孙明福, 于继图, 李龙, 孟卫波, 梁浩, 邢宝林

  以褐煤、煤系腐植酸和煤沥青为原料，聚丙烯腈为助纺剂，三苯基膦为掺杂剂，采用静电纺丝法制备出磷掺杂煤基碳纤维，重点研究磷原子掺杂对煤基碳纤维微观结构和表面特性的影响。研究表明，褐煤、煤系腐植酸和煤沥青经静电纺丝法可成功制备出具有良好柔性的磷掺杂煤基碳纤维。所制备的磷掺杂煤沥青基碳纤维P-CTP-CFs相互交织形成三维网状结构，其平均直径为144.0 nm，比表面积为50.3 m2/g，同时含有大量无定形碳和C—O、C=O、O—C=O、吡啶氮、吡咯氮、石墨氮及P—C/P—N、P—O、P=O等杂原子官能团。磷掺杂煤沥青基碳纤维P-CTP-CFs用作锂离子电池自支撑负极材料时具有优异的电化学性能，在20 mA/g的电流密度下，可逆容量达到944.9 mAh/g，在1000 mA/g大电流密度下可逆容量仍有273.6 mAh/g。且在100 mA/g的电流密度下，经过100次循环后可逆容量保持率可达到86.2%，显示出良好的倍率性能和优异的循环稳定性，是一种较为理想的锂离子电池柔性负极材料。磷掺杂煤沥青基碳纤维优异的储锂特性与其特殊的三维网状结构、较大的比表面积和丰富的杂原子官能团密切相关。

• 镍钴锰三元正极材料性能增强策略的研究进展

  郑德兵, 杜先锋, 宋方亨

  作为新型绿色能源，锂离子电池已在众多领域表现出可取代传统石化能源的巨大潜力，为践行绿色可持续发展、减少碳排放做出了显著贡献，电池材料作为锂离子电池的重要组成部分，其性能决定了锂离子电池未来的发展空间，现阶段锂离子电池负极材料已相对成熟和稳定，而锂离子电池正极材料种类多样，可调控因素较多，发展空间巨大，是锂离子电池快速发展最为关键的单元。镍钴锰三元正极材料具有能量密度高、环境友好、容量可逆等优点，被认为是现在和未来最有潜力的正极材料之一。近年来，镍钴锰三元正极材料已展示出强大的商业潜力，与此同时，人们对镍钴锰三元正极材料也提出了更高的要求，受制于正极材料循环稳定性差的本质问题，导致其实际性能与理论性能之间差值较大，鉴于其丰富的可调控性，镍钴锰三元正极材料性能提升空间巨大。主要探讨了镍钴锰三元正极材料存在的各项问题，包括Ni/Li混排、表面残碱、活性氧释放、过渡金属离子溶解以及晶界间裂纹，并阐述了元素掺杂、表面包覆以及元素掺杂和表面包覆协同效应等性能增强策略对镍钴锰三元正极材料性能的影响及作用机制，以期为该领域的科研工作者提供新的研究思路，以激发更多的创新见解，促进镍钴锰三元正极材料的快速发展。

• 铁基催化剂用于CO2加氢制备高碳烯烃的研究进展

  黄杰, 艾培培, 郭立升, 孙松

  随着全球气候变化的日益严重，CO2的减排控制和资源化利用技术的研究日益受到人们的重视。高碳烯烃是化工生产的重要原料，主要由不可再生的石油资源通过催化裂化等路径合成，然而通过化石资源生产的高碳烯烃，生产能耗较高且原料来源不可再生化。采用可再生绿氢作为还原剂，催化CO2加氢制备高碳烯烃是有一条有前景的催化工艺路径。然而，由于CO2分子较为稳定，加氢过程中的C—O键活化和后续的C—C键的耦合过程都十分具有挑战性。这种串联式的反应过程不可避免的存在活性低、副产物选择性高和催化剂稳定性较差等问题，由于Fe基催化剂在逆水煤气变换反应（RWGS）和费托合成反应（FTS）都具有良好活性，且廉价易得、工艺操作区间广，能够适用于工业应用，可以通过改性来实现特定反应的优化提升。因此，可以利用Fe基催化剂或Fe基复合催化剂对CO2进行催化加氢增值化利用，实现从CO2到高碳烯烃的导向合成。本文主要围绕CO2加氢生产高碳烯烃的工艺路线，从元素掺杂、载体调控、多活性位点构筑和工艺参数优化等多个方面对Fe基或复合基催化剂的研究进展进行了分析，对催化剂的链增长机制及影响高碳烯烃选择性的主要因素进行了论述，为针对研发高效的Fe基催化剂提供参考，并对CO2加氢工业化应用所面临的挑战及解决方法进行了展望。

• 煤反向过滤燃烧波模型与反应−运输控制机制研究

  张浩, 宋泽阳, 赵重保, 惠绍棠, 党博源

  煤反向过滤燃烧涉及煤炭清洁燃烧、污染物和灾害防控，深入研究反向过滤燃烧波模型对我国实现碳中和以及可持续发展的目标有重要意义。但目前该模型研究尚存在几个待解决的关键问题：①传统氧气组分运输方程难以解决气固两相之间氧气非均衡的问题。②对于过滤燃烧波反向传播动态过程的动力学和供氧控制机制缺乏深入的分析。基于此，构建包含了五步反应体系的反向过滤燃烧波数值模型。同时采用2种不同煤样(烟煤CC和无烟煤XA)在不同的流量条件下(8、32、64 L/min)，对反向过滤燃烧进行试验研究。研究结果表明：通过试验对数值模型进行了验证，所构建的模型与试验吻合较好，且其成功预测了反向过滤燃烧波传播过程。随着流量降低，氧气的供应减弱，反应活性减小，峰值温度与传播速率随之减少。同时，峰值温度也受煤样种类的影响，在同一流量条件下，XA煤样的温度要低于CC煤样。随着反应温度增加，反应速率加快，反向过滤燃烧的控制机制由动力学机制向氧气传输机制转变。

• 海水法烟气脱硫系统中汞再释放规律及其稳定化研究

  赵宏, 雷嗣远, 李成宝, 唐轲, 郭浩, 武伟, 马宝林, 郑晗, 关剑, 徐仁博, 罗通达, 孙路石

  海水法烟气脱硫（SFGD）系统作为传统石灰石烟气脱硫系统的理想替代品，满足控制燃煤烟气中二氧化硫排放的同时，也可抑制烟气中汞的排放。然而，由于海水的还原性，其汞再排放造成的二次污染一直是全球关注的焦点。通过模拟海水法烟气脱硫废水的曝气过程，研究了pH、系统温度以及 \mathrmSO_3^2- 和Cl−浓度等一系列因素对Hg0再排放的影响，旨在确定海水法烟气脱硫系统中汞的迁移和转化特性。此外，还考察了4种添加剂，包括沉淀剂（Na2S-无机硫化物、TMT-15-有机硫化物）和氧化剂（NaClO和Fenton试剂）对Hg0再排放的抑制机制。结果表明：S(IV)是促进海水中Hg0再释放的主要因素。当\mathrmSO_3^2- 浓度为0.05 mmol/L时，超过54%的Hg2+转化为Hg0。同时，海水中大量的Cl−、较低的温度和较高的pH均能抑制Hg0的再释放。4种不同添加剂均能不同程度上抑制Hg0再释放，其中Na2S和TMT-15通过与液相中的Hg2+反应生成难溶于水的沉淀和螯合物来有效抑制Hg2+的还原，NaClO和Fenton试剂主要利用其强氧化性将还原生成的Hg0迅速氧化，使Hg2+稳定在液相中，还能通过氧化液相中的还原性离子，抑制Hg2+的还原。在最佳添加量下，Na2S、TMT-15、NaClO和Fenton试剂对Hg0释放抑制率分别为78.1%、79.9%、84.8%、94.2%。相较于沉淀剂，氧化剂NaClO和Fenton试剂能有效降低曝气强度，对于实际海水脱硫废水海水法烟气脱硫废水曝气过程具有较好的应用前景。