纤维素与多氢原料共热解的协同效应

为探究典型生物质原料纤维素与多氢原料聚乙烯共热解过程中官能团的相互作用及协同效应，本文利用傅里叶变换红外光谱仪、热裂解-气相色谱/质谱联用仪、热重-质谱及流化床对纤维素及其与聚乙烯混合共同热解实验产物进行分析。傅里叶变换红外光谱实验表明，纤维素红外谱图的主要基团为CH₃、CH、CH₂，多氢原料的加入均会提升碳氢基团的相对含量。热重-质谱实验表明纤维素的实验主要产物为C₃H₈，聚乙烯的加入会提升C₂H₄的离子流强度。热裂解-气相色谱/质谱联用实验表明，纤维素的热解产物以左旋葡聚糖为主，聚乙烯的加入使得纤维素中烃类的含量得到较大幅度的提升，HZSM-5的催化使得芳烃类产物的相对含量得到提升。流化床热解验证实验的总体趋势与PY-GC/MS实验一致，在纤维素与聚乙烯共热解的基础上再加入HZSM-5催化，可以得到最佳的实验效果。     

低阶煤微波辅助热提质研究进展

微波热处理技术具有快速均匀、选择性加热和操作灵活、安全环保的优势,为实现低阶煤的清洁高效利用提供了新途径。从低阶煤的微波辅助干燥提质和热解提质出发,综述了低阶煤对微波的介电响应特性,梳理了影响低阶煤微波干燥提质过程的因素,阐述了微波干燥提质对低阶煤品质和理化性质的作用规律,不同工艺条件对低阶煤微波热解提质的影响以及引入吸波剂和催化剂对强化低阶煤微波热解提质的作用特性。结果表明:低阶煤中的水分和矿物含量是影响其介电损耗能力的主要因素,内在水分对微波的快速响应有利于实现微波对低阶煤的快速干燥提质。微波加热干燥有效提升了低阶煤固定碳含量和燃烧热值,内在水分被优先加热发生快速迁移可促进孔隙结构形成进而增强了其可磨性,极性含氧官能团在微波诱导下易发生分解有助于抑制低阶煤的自燃倾向。相比常规热解,微波辅助低阶煤热解提质表现出加热速率快、热解效率高、焦油轻质组分丰富以及合成气产量高的优势。微波功率、辐射时间、热解终温和反应气氛是影响低阶煤微波热解提质的主要因素,基于目标导向的热解工艺参数优化是实现低阶煤高效分级分质利用的核心。利用吸波剂和催化剂充分强化低阶煤微波热解提质,有利于提高微波能利用率、加深煤热解程度、定向调控产物分布以及改善热解产物品质。此外,微波辅助低阶煤和生物质、油页岩和废塑料等富氢物质进行共热解,能够增强焦油向轻质化的转变以及提升有效气体收率,是实现低阶煤清洁高效梯级利用的重要发展方向。     

农业生物质与塑料共热解技术进展

共热解技术是将多种原料通过热化学方法转化为清洁能源的重要手段。本文综述了以农业生物质为主要原料与塑料（聚丙烯PP、高密度聚乙烯HDPE、低密度聚乙烯LDPE、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET等）共热解技术的发展现状和研究进展。分析农业生物质与塑料共热解的动力学模型以及各组分之间的协同效应,阐述农业生物质与塑料的共热解机理;总结了温度、升温速率、滞留时间、原料混配比等因素对共热解协同作用的影响规律;探究生物质与塑料共热解固、液、气三相产物特性及分布规律,总结共热解技术优势及存在问题,展望未来发展方向,可为生物质与塑料共热解制备高附加值产品提供参考,同时也为农业生物质和农膜处理问题提供新方法、新思路。     

轻烃-碳四共裂解性能优化研究

针对乙烯原料日益短缺和碳四过剩的问题,利用小型蒸汽裂解模拟实验装置对轻烃—碳四混合原料进行裂解性能研究,考察了在SC-1型裂解炉中碳四掺入量及工艺参数对目的产物（乙烯+丙烯+丁二烯）三烯收率的影响。实验结果表明,混合原料中碳四最佳掺入量为10～20%,适宜的裂解温度为840～850℃,稀释比（水/油质量比）为0.5时,乙烯质量分数为31.87%,丙烯质量分数为16.57%,三烯质量分数为53.60%,可见碳四与轻烃共裂解,既扩大了乙烯原料来源,又提高了碳四产品附加值。     

Behavior of sulfur and arsenic during co-pyrolysis of Tuanbo-2 coal and sawdust when adding crown ether

Behavior of sulfur and arsenic during co-pyrolysis of Tuanbo-2 coal and sawdust when adding 18-crown-6 or dibenzo-18-crown-6 was investigated in a fixed-bed reactor in inert atmosphere. The results show that when the biomass ratio is less than 50%, adding 18-crown-6 or dibenzo-18-crown-6 improves the removal of total sulfur and organic sulfur. Adding 18-crown-6 is also beneficial for arsenic removal when the temperature increases from 450 to 750°C. Moreover, the result also shows that adding crown ether promotes the synergetic effect between coal and sawdust during co-pyrolysis and results in higher desorption ability of the char.     

Effect of lignin on the co-pyrolysis of sludge and cellulose

In order to investigate the role of the lignin in the co-pyrolysis process of the sludge and the cellulose, the co-pyrolysis process was carried out in a thermogravimetry analyzer. The result shows that when the proportion of the sludge:cellulose:lignin was 1:1:0.4, the main co-pyrolysis temperature range was narrower, the ultimate pyrolysis weight loss was more, and the synergistic effect had a longer duration time. When the pyrolysis temperature was below 400°C, the addition of the lignin could promote the co-pyrolysis process of the cellulose and the sludge, such as the decrease of the activation energy E.     

微负压系统中煤与橡胶共热解的协同作用

在热重分析仪及自制的微负压煤热解实验装置上,对陕北烟煤、橡胶及两者的混合物进行了实验研究。结果表明,煤与橡胶共热解时存在协同效应,并且随着热解温度增加,协同效应逐渐增强。橡胶是共热解反应的供氢物质,同时橡胶热解产生较多的甲烷,有利于煤中大分子的裂解,可提高煤热解的焦油收率。在热解温度为800℃时,任意橡胶质量分数的煤与橡胶混合物共热解的焦油收率均比线性叠加值高,当橡胶质量分数为20%时,协同作用最为显著。     

共裂解提高石脑油裂解丁二烯收率研究

开展了一系列石脑油与甲基环己烷共裂解试验,对比分析了不同比例、不同温度下产物收率的变化。结果表明:与石脑油单独裂解相比,共裂解乙烯收率降低,丁二烯收率大幅度提高。在相对较高的温度下进行共裂解,可得到高收率丁二烯,同时,乙烯收率降幅较小。石脑油与甲基环己烷共裂解优化了裂解气相产物分布,提高了产物的综合附加值,可完全依托现有乙烯裂解装置和后分离系统多产丁二烯,可行度高且节省投资,装置操作平稳,可满足工业化生产的要求。     

强粘结性煤与有机废弃物共热解的研究

用处理量为1kg/h的回转炉作为强粘结性煤分别与生物质、废橡胶、废塑料共热解的反应器,研究了热解温度对各产品产率和煤气性质的影响,以及添加有机废弃物对焦炭光学组织的影响。结果表明：热解过程中有机废弃物能阻止煤粒之间发生粘结,得到粒状焦炭。焦油的生成率和裂解率随热解温度的变化可分别用正态分布函数和韦布尔分布函数模拟。锯末对焦炭中光学各向异性组织的形成和发展有阻碍作用,而废橡胶轮胎和废聚氯乙烯塑料对其有促进作用。     

低阶煤与玉米秸秆共热解特性研究

为探究低阶煤与玉米秸秆共热解过程中的协同作用,文章借助热重仪器分析了低阶煤与玉米秸秆的共热解特性,研究了升温速率对低阶煤与玉米秸秆共热解过程及其动力学参数的影响。研究结果表明:在快速升温条件下,玉米秸秆的加入促进了混合物共热解过程中挥发分的生成,提高了热解的转化率,降低了热解的活化能,两者的共热解过程产生了协同作用;随着升温速率的提高,低阶煤与玉米秸秆共热解过程的协同作用逐渐增强。