生物质与废轮胎共热解对热解液体性质的影响

研究了影响生物质与废轮胎共热解得到的液体性质及组成的因素。结果表明生物质和废轮胎最大热分解温度均发生在330~360℃,共热解能够产生协同效应。随着加热速率的增大,最大热分解温度逐渐向高温处移动;生物质比例越低热解得到的液体越多;温度越高,得到的液体越少,在350℃下进行共热解得到的液体最多。混合后热解液体的氧含量比生物质单独热解得到液体的氧含量有所降低,芳香族化合物有所增加,并分析了热解液体的族组成。     

等离子条件下废轮胎与生物质的共热解

The gaseous products of co-pyrolysis of waste tires and biomass under DC arc plasma condition were investigated. The results showed that the volumetric concentration of acetylene in carbon-containing gases obtained when waste tires, biomass and coal were separately pyrolyzed was 14.6%, 13.7% and 10.6% respectively when the parameters experimental run were 150 A of electric current, 310 V of voltage, 2.0 m^3 · h^-1 of flux of argon, 0.65 m^3 · h^-1 of flux of main hydrogen, 0.4 m^3 ·h^-1 of flux of auxiliary hydrogen and 5.0 × 10^-4 kg · s^-1 of feed rate. Under the same condition, the volumetric concentration of acetylene in carbon-containing gases produced from the mixtures of biomass and waste tires when the mass ratio of biomass and waste tire was 1/2 increased obviously, nearly 2--3 times that of tires or biomass pyrolyzed separately. The concentration of acetylene was closely related to the volatile matter and the amount of oxygen. In addition, the possible mechanism of the pyrolysis occurred under plasma condition was proposed.     

氧含量对热解废轮胎产物影响研究

以含氧木屑为探针材料,同废轮胎以不同比例共热解以准确控制其氧含量,考察氧含量对热解废轮胎得到的气、液、固三相产物的影响及多环芳烃(PAHs)含量的影响。采用热重分析仪(TG)、元素分析仪(EA)以及气相色谱仪(GC)分别对它们热行为、热解油中氧含量及PAHs的变化规律进行了观察。TG分析表明,木屑中氧含量对废轮胎热解最大失重速率发生的温度产生了推后的影响。在木屑∶废轮胎质量为2∶1时,温度滞后3.7℃。EA分析表明,热解油中氧含量越高,氢含量较加权值越低,碳含量基本不变。GC分析表明,适量木屑所含的氧能够有效抑制PAHs的生成;对三相产物影响表明,氧含量越高,液体产率较加权值越小,气体产率较加权值越大,固体产率较加权值有所降低但与氧含量多少关联不明显。通过木屑和废轮胎共热解过程氧含量对热解产物影响的分析,为科学利用生物质、合理处置废轮胎提供科学帮助。     

生物质与塑料催化共热解技术研究进展

生物质是唯一一种可再生碳源,其高效利用是解决能源与环境问题的纽带。近年来,基于化石能源的塑料制品使用和废弃量快速增加,其难于自然降解,对环境造成严重威胁。生物质与塑料的催化共热解技术能够得到选择性更高的产品,进而提升高附加值产物的产率和品质,是生物质与塑料规模化利用的重要方向。本文从生物质与塑料高效转化的角度出发,梳理了生物质与塑料催化共热解技术研究进展,对生物质与塑料共热解机理、ZSM-5基催化剂共热解、过渡金属基催化剂共热解、碱/碱土金属催化剂共热解、多催化剂共热解等不同种类的催化共热解研究前沿进行了综述,并对比了原位催化和非原位催化的共热解方式,展望了生物质与塑料催化共热解的主要技术和发展方向,以期为生物质与塑料的高效协同转化提供方法参考和研究思路。     

生物质与塑料催化共热解制芳烃研究进展

芳烃是多用途的化学品,主要来源于石油和煤焦油等。以生物质和塑料为原料制取芳烃,可以缓解能源短缺和环境污染,实现生物质和塑料的资源化利用。催化剂能够增强共热解的协同效应,生物质与塑料进行催化共热解可以提高产物品质,改善热解产物分布,提高轻质芳烃的产率和选择性,抑制焦炭的生成。本文综述了生物质与塑料催化共热解制取芳烃的协同热解机理及影响因素,总结了不同种类催化剂的共热解研究进展,以期为生物质与塑料催化共热解定向调控制备芳烃工艺的改进和优化提供参考。     

生物质与聚合物、煤共热解研究进展

综述了近几年来生物质与其它物质如煤和聚合物共热解的研究进展。通过对生物质、煤和聚合物的单独热解以及同煤和其它聚合物共热解的大量文献报道结果进行比较发现:生物质与许多聚合物共热解具有协同作用,可以降低液体产物的含氧量,提高热解液相产率等。显示出生物质与某些聚合物共热解比单独热解具有一定的优势;并比较了煤和生物质共热解产生的现象,得到煤和生物质共热解难以产生协同作用。本文作者结合现阶段的研究成果,提出生物质与煤采用两步法热解工艺的思路,使生物质材料的氢有可能转移到热解煤的产物中,以改善煤热解过程中液体的性质,对今后生物质与煤及聚合物共热解的研究方向提出了自己的建议。     

煤与生物质的共热解

对近年来煤与生物质共热解的研究作了综述，研究的焦点集中在富氢的生物质向贫氢的煤的转移，即寻找是否存在所谓的协同效应，在固定床，流化床等类型反应器中煤与生物质共热解的研究没有发现协同效应，这主要是因为煤与生物质热解温度的差异所造成的，至今还没见到在自由落下床中煤与生物质共热解的研究报道，在这种类型的反应器中，物料自由落下，物料粒子的温度很大程度上依赖于其黑度，由于煤的黑度远远大于生物质的黑度，在自由落下床中可以使二者达到同步热解，此外，生物质热解产生的富氢气体可以作为煤加氢热解的氢源，在这个基础上，提出了两步法共热解的思路。     

煤与废轮胎共热解行为及热解焦炭微晶结构研究

为探究在配煤方案中添加废轮胎对煤热解过程以及焦炭质量的影响,使用大容量热失重装置研究较大质量(4 g)样品的热解行为。考察了煤与废轮胎共热解行为,揭示煤与废轮胎在热解过程中协同效应,反映热解动力学参数的变化规律以及热解焦炭微晶结构的特征变化,为废轮胎用于配煤炼焦提供初步的指导作用。结果表明：在460℃～570℃之间,废轮胎与煤混合物的实验失重w_exp大于理论计算值w_cal,存在着明显的协同效应;动力学分析表明废轮胎有着比煤低的活化能,热解焦炭的活化能随着废轮胎混合比例增多而减小;XRD研究表明添加废轮胎热解焦炭的d_002,a,L_{c, a}和L_{c, a}/d_002.a都比煤热解焦炭的相应参数小,随着废轮胎的配比增加,热解焦炭样品X_P(无定形衍射峰峰面积占石墨化峰峰面积与无定形衍射峰峰面积之和的比值)明显减小,X_G(石墨化峰峰面积占无定形衍射峰峰面积与石墨化峰峰面积之和的比值)增大;通过Raman光谱分析,表明样品的I<...     

陕北油房梁煤与生物质共热解研究

在N2气氛下,利用热重分析仪对生物质与陕北油房梁煤混合热解特性进行研究,重点考察了生物质混掺比对煤热解的影响。结果表明:相同升温速率下,生物质与煤在热解过程中表现出明显不同的热解特征;生物质与煤以不同掺混比进行共热解时,得到的共热解曲线分段呈现出生物质与煤单独热解的特性,且热解残余固体量与掺混比呈线性关系;此外,对比混合物共热解的实际特征曲线与理论计算曲线,发现实际DTG曲线也与理论计算的DTG曲线基本重合。从上述结果可预测,在热重反应器同步升温情况下,生物质与煤在共热解过程中不存在协同作用。     

预处理生物质催化热解制取生物油的研究进展

总结了常见的生物质预处理方法,分析了不同催化剂的添加对生物油特性的影响,最后讨论将生物质预处理和催化热解联合作用对热解过程及产物的影响。认为合理的生物质预处理方法能改善生物油的品质,应结合生物质原料特性"因材施教";同时应深入探究催化剂在热解过程中的作用机理,从而选择最佳的预处理方法和催化剂进行联合热解,达到优化生物油特性的目的。     

生物质与催化裂化油浆共热解协同作用研究

基于生物质焦油氧含量高、品质差的缺陷,本文提出将生物质与重油共转化利用的方法。以催化裂化油浆（FCC）、稻壳（RH）、木屑（PS）为原料,通过低温固定床热解实验对其共热解产物分布进行了研究。结果表明,在FCC的供氢作用下,共热解有利于焦油中含氧化合物的脱除,随着生物质比例增加,反应过程中脱羧基、脱羰基反应减弱,脱羟基反应增强,产物中CO、CO₂产率较计算值增加幅度减小,水的产率较计算值逐渐增大。焦油中烃类物质增加,其中芳香烃以二元环和四元环增加为主,脂肪烃中以C₁₃~C₂₀增加为主。整体上,共热解过程促进了半焦产率的增加,焦油产率虽无明显改变但品质得到了显著提升。     

生物质与催化裂化油浆共热解协同作用研究

基于生物质焦油氧含量高、品质差的缺陷,本文提出将生物质与重油共转化利用的方法。以催化裂化油浆（FCC）、稻壳（RH）、木屑（PS）为原料,通过低温固定床热解实验对其共热解产物分布进行了研究。结果表明,在FCC的供氢作用下,共热解有利于焦油中含氧化合物的脱除,随着生物质比例增加,反应过程中脱羧基、脱羰基反应减弱,脱羟基反应增强,产物中CO、CO₂产率较计算值增加幅度减小,水的产率较计算值逐渐增大。焦油中烃类物质增加,其中芳香烃以二元环和四元环增加为主,脂肪烃中以C₁₃~C₂₀增加为主。整体上,共热解过程促进了半焦产率的增加,焦油产率虽无明显改变但品质得到了显著提升。     

生物质与煤共热解研究现状

综述了近年来国内外煤与生物质共热解的研究现状。当生物质与煤共热解过程中存在协同反应时,能够将生物质中的氢有效地转移到煤热解过程中,改善煤热解过程中产物的性质,提高煤的热解效率。后续对生物质与煤共热解的研究可以考虑适当的方法,如添加合适的催化剂等来促进协同反应的发生。     

共热解过程中煤与生物质相互作用的研究进展

煤炭与生物质共热解是实现煤炭高效清洁利用的重要途径之一。共热解可改善煤炭单独热解产生的污染问题和生物质单独利用时能源密度低、季节性供应不平衡的问题,不仅能提高煤炭转化效率,还能获得更高品质油品。本文从煤与生物质共热解的影响因素、研究方法和共热解过程中组分间相互作用等方面出发,对近期国内外煤与生物质共热解的研究进行综述。总结了生物质种类、热解工艺参数和热解反应器的类型对煤与生物质共热解过程的影响规律以及煤与生物质在共热解过程中的相互作用过程,即半焦与挥发分间的相互作用、挥发分间的相互作用、生物质中碱金属对共热解的催化作用,并针对如何进一步认识煤与生物质相互作用机理、提高共热解效率等问题和发展方向作了展望。     

固定床反应器中生物质/废塑料共热解制备燃料油

通过热重分析不同生物质（木屑和秸秆）单独热解以及与塑料（PP和dcPVC）共热解时的热解行为,研究了生物质与塑料共热解过程中的协同作用。在固定床反应器中考察了塑料的含量对生物质/塑料共热解的影响,最后通过元素分析和GC-MS对所得生物油进行了分析。研究结果表明：生物质和塑料共热解过程中存在明显的协同作用。木屑和PP共热解过程中的协同作用最为显著,当PP含量为80%时,所得生物油的产率最高,明显高于两者单独热解得到的生物油。元素分析和GC-MS分析结果表明：木屑和PP所得生物油的含氢量较高,所得到生物油的热值与石化燃油的相近。     

煤与废塑料共热解特性研究进展

煤与塑料共热解既能回收废塑料中的碳氢资源,又可以实现废塑料的资源无害化处理,是一种很有前景的废塑料资源化回收利用方式。本文概述了煤与塑料共热解的热解特性及其产物性质,分析了煤与塑料共热解的机理及共热解过程中氯的迁移规律,简要介绍了煤和塑料的不同混合方式及其对共热解特性的影响。文中指出煤与塑料共热解具有明显的增油减水效应,在煤热解过程中添加一定量的废塑料不仅可以改善焦油品质,同时对热解半焦的结构和反应性也有一定的影响,因此煤-塑料共热解是一种绿色高效资源化的废塑料处理方式,对于废塑料循环利用、解决白色污染问题及提高煤炭利用率具有重要意义。     

生物油蒸馏残渣与废弃塑料催化共热解协同作用的研究

利用热重分析仪和两段式固定床研究了生物油蒸馏残渣(DR)与废弃塑料(MS)的共热解特性,探索了DR与MS混合比、无催化、原位催化及异位催化对产物分布及液相产物化学组分的影响,以及共热解产物的相对选择性与协同作用。结果表明：随着混合比的增加,液相产率呈现增长趋势;相比于无催化,原位催化、异位催化下液相产物中芳烃相对含量增高、含氧化合物相对含量降低。在原位催化下,DR与MS在脂肪族化合物与含氧化合物上表现出的协同作用与异位催化、无催化相反。对于单环芳烃,DR与MS的协同作用参数值大小关系为：无催化>异位催化>原位催化;对于脂肪烃,在DR∶MS=1∶1时,无催化、原位与异位催化下的协同作用参数最大,分别为-20.7%、25.2%、-41.2%;对于脂环烃,在DR∶MS=2∶1时,无催化、原位与异位催化下的协同作用参数最大,分别为184.2%、132.5%、50.0%;对于多环芳烃,DR与MS在不同催化方式下均表现为负协同作用。     

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。     

废旧聚丙烯/活性炭微波共裂解制取可燃裂解气与轻质裂解油

为实现对废旧塑料的资源化利用,本文采用微波裂解法,以废弃聚丙烯（PP）为裂解原料、颗粒状活性炭为吸波材料通过微波共裂解制取可燃裂解气与轻质裂解油。实验研究了不添加催化剂时微波功率对裂解所得裂解气、裂解油和固体碳的影响,以及添加不同种类金属氧化物作为辅助催化剂时对裂解产物的影响,并详细研究了MgO、ZnO的添加量和功率对产物的影响。研究发现,不添加催化剂时裂解气的产率可达40%,其中H₂、CH₄约占气体总体积的40%,裂解油的产率为40%左右,固体碳的产率为15%左右。裂解油中烷烃、烯烃和单环芳烃三者的总含量可达90%以上,裂解油的相对密度介于0.7~0.8之间,属于轻质裂解油;添加不同金属氧化物后部分金属氧化物可加深PP的裂化程度,其中MgO可显著提高CH₄的含量,ZnO可显著提高H₂的含量,且金属氧化物可进一步提高裂解油中单环芳烃的含量;结合响应面分析PP的最佳裂解条件为：加入MgO后功率范围在660~720W,催化剂量在0.6~1g;加入ZnO后功率范围在680~740W,催化剂量在0.4~1g。