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<...     

TG-FTIR研究污泥掺混废轮胎共热解特性

采用热重-红外联用(TG-FTIR)分析污泥与废轮胎混合热解特性。研究发现,污泥与废轮胎混合热解可弥补单污泥热解存在的不足;随着废轮胎掺混比例增加,热解特性指数逐渐增加(由8.54E-14增加到2.24E-12)。利用Coats-Redfern法研究热解反应动力学发现,在第一阶段(168~600℃),不同混合比例的样品热解过程适合的反应级数不同;在第二阶段(600~1 200℃),所有样品的热解均符合3级反应规律。FTIR分析表明,热解主要生成H_2O、CO_2、CO和CH_4等物质;其中CO在750℃之后的析出主要是由CO_2与焦炭的反应产生。     

TG-FTIR研究污泥掺混废轮胎共热解特性

采用热重-红外联用(TG-FTIR)分析污泥与废轮胎混合热解特性。研究发现,污泥与废轮胎混合热解可弥补单污泥热解存在的不足;随着废轮胎掺混比例增加,热解特性指数逐渐增加(由8.54E-14增加到2.24E-12)。利用Coats-Redfern法研究热解反应动力学发现,在第一阶段(168⁶00℃),不同混合比例的样品热解过程适合的反应级数不同;在第二阶段(600600℃),不同混合比例的样品热解过程适合的反应级数不同;在第二阶段(600¹ 200℃),所有样品的热解均符合3级反应规律。FTIR分析表明,热解主要生成H_2O、CO_2、CO和CH_4等物质;其中CO在750℃之后的析出主要是由CO_2与焦炭的反应产生。     

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。     

生物质与煤共热解特性研究

采用热重分析的方法对三种生物质(花生壳、木屑、核桃壳)和煤样在高纯N2气氛下,按照一定升温速率(20 K/min)分别进行单独热重实验及不同掺混比例生物质与煤样进行共热解实验。结果表明:生物质与煤进行共热解时,随着生物质添加量的增加,样品的失重速率增加,且热解的开始温度向低温区平移并大大缩短了热解所需的时间。     

煤与生物质共热解特性初步研究

初步研究了煤与生物质共热解时的协同作用,热解实验研究了大雁煤、木屑和两者混合物三个样品的热解特性,木屑与大雁煤热解特性相比,热解产物产率随温度变化特性形似,但热解的起始温度和热解温度区间有一定差别,两者混合物共热解时出现了协同作用,结果是半焦产率降低,焦油和气产率增加,热解气组成中H2和CH4 降低,CO和CO2增加.     

黏结煤与不黏煤共热解特性研究

为了利用内构件反应器热解技术实现黏结性煤的高值化利用,采用TG-MS和固定床反应器研究了黏结的山西兴县煤(简称XX煤)与不黏的先锋褐煤(简称XF煤)共热解时的破黏和热解特性。TG-MS实验结果表明,XX煤与XF煤配制的混合煤比XX煤黏性小,且XF煤促进了XX煤热解,混合煤热解行为是两种煤共同作用的结果。固定床热解实验表明,煤粒径越小,降黏越显著;XX煤和XF煤的比例(XX:XF)越小,降黏越显著,XX:XF小于5:5时,可消除结焦团块;XX:XF越小,半焦产率越低,焦油和煤气产率越高;随XX:XF减小,焦油中<170℃和230~300℃的馏分含量先升后降,XX:XF=6:4~3:7时最高,170~210℃、210~230℃和300~360℃的馏分逐渐增加,>360℃的馏分含量不断降低;随XX:XF的减小,H2含量先升高后降低,在XX:XF=3:7时最高;CO含量呈略微升高趋势;CO2含量先逐步升高,在XX:XF=6:4达到最高,然后从XX:XF=5:5开始降低,在XX:XF=3:7达到最低,然后又开始升高;CH4及C2~C3组分含量呈下降趋势,而H2+CO+CH4 (煤气中有效组分之和)的含量先下降再升高接着再降低,在XX:XF=6:4时最低,XX:XF=3:7时最高。XX:XF越小,虽半焦的C/N和C/H不断减少,但C元素含量增幅和N, H元素含量减幅增大;比表面积越大,内孔结构越多越大,起燃温度越低,燃烧越彻底。     

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。     

废轮胎与煤共焦化焦油分析

用色谱-质谱联检技术(GC-MS)检测配煤与废轮胎及其共焦化焦油,研究废轮胎对煤焦油收率和质量影响。研究表明:废轮胎单独焦化焦油主要由C6～C11的脂肪烃、脂环烃和苯类物质所组成,比首钢炼焦配煤单独炼焦焦油质轻;在配煤中添加3%废轮胎共焦化时,两者间有协同效应,使焦油收率提高,对焦油组分中酚类、酯类物质影响最为显著,使焦油轻质化;同条件下废轮胎粒度影响焦油收率及焦油中的各组分,但影响力度不一。     

煤与生物质微波共热解特性实验研究

通过自制的微波热解实验台架,采用微波加热方式,考察微波吸收剂加入比例、微波输出功率及热解时间等实验条件对花生売与神华5#褐煤微波共热解特性的影响.采用SEM和FTIR分析微波热解前后样品的表面形貌及化学结构,利用GC-MS对液体产物进行分析.结果表明,微波加热条件下,增加微波吸收剂加入比例和微波输出功率,共热解程度加深,液体焦油与热解气产率大幅增加,而固体半焦产率则随之下降.     

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.     

木屑与煤慢速共热解产物特性研究

采用TG-FTIR联用的分析方法对木屑与煤共热解产物进行分析,结果发现,木屑与煤共热解产物不是两者单独热解的简单叠加,而是木屑与煤协同反应相互促进或抑制的结果。煤化程度越高木屑与煤共热解过程中CO和CH₄的产率越多,CO₂的产率越少,液体和固体产物越多。木屑与煤掺混比例对于共热解产物的影响规律性不是非常明显,对于CO和CH₄,掺混比例5:5时产率最低;CO₂在共热解温度<500 ℃时,掺混比例5:5时产率最高,而在共热解温度>500 ℃时,随着煤的掺混比例的增加产率逐渐减小。木屑与褐煤的共热解固体产率随着掺混比例的增加逐渐增大,木屑与无烟煤的共热解固体产率正好相反。     

煤-合成气共热解特性的研究

选用山东黄县褐煤分别在高压热天平及10g固定床反应器中与合成气共热解对其热失重行为、不同热解终态温度下产物分布及热解半焦燃烧特性进行了详细考察。结果表明,煤－合成气共热解具有与加氢热解基本相似的热失重行为即具有较为明显的热分解和加氢热解失重峰。固定床热解总转化率、焦油收率及热解水分均随终态温度升高而增加,热解半焦燃烧着火点、燃尽温度均随热解终温升高而增加。     

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。     

生物质与废轮胎共热解及催化对热解油的影响

生物质稻壳与废轮胎以不同比例组成的均匀混合物在管式固定床内共热解,MCM-41和SBA-15作为催化剂,对产生的热解油性质进行了研究。结果表明,随着废轮胎在混合物中比例增加,热解油产率和热值在增加,而黏度和密度在降低。当稻壳占到60%（质量）时,热解液体产率为44.5%（质量）,热解油热值为40 MJ·kg-1,热值与柴油接近;温度对热解油的产率和组分柠檬精油的生成影响较大。对组成一定的混合物,在热解温度500℃时二者均达到最大。通过对热解油主要组分柠檬精油和氧含量的分析说明,共热解过程中组分间可以产生一定的相互作用,并具有协同效果,体现在柠檬精油组分的含量低于加权后的浓度,氧含量大于加权后的数值;与没有催化剂存在情况相比,MCM-41和SBA-15的存在能显著降低热解液体的黏度和密度,其中,SBA-15的降低效果更为明显。     

稻草与煤固定床快速共热解焦特性研究

<正>随着化石燃料的日益短缺,生物质能的开发和利用已经引起世界各国的高度重视。然而,由于生物质存在季节性、能量密度低、挥发分含量高等特点,使生物质大规模利用受到了一定的限制。采用与煤共利用的方式,可以弥补生物质单独利用存在的种种缺陷,又能减轻煤单独利用时存在的环境污染问题。生物质与煤的共热解过程是生物质与煤共     

生物质和煤共热解特性及催化剂对热解的影响

为研究生物质和煤程序升温共热解特性及相互作用,利用热天平和管式炉反应器对白松木屑和五彩湾烟煤的共热解特性及催化剂对生物质和煤共热解的影响进行了研究,并考察了共热解半焦的孔结构特性。结果表明：不同比例的生物质和煤在共热解过程中,两者基本保持了各自的热解特性,由于生物质和煤的主要热解阶段温度相差较大,共热解过程中没有发生明显的协同作用。生物质和煤共热解半焦产率实验值大于计算值,当生物质质量分数从75%减少至25%时,半焦产率实验值与计算值之间的差值从0.81个百分点增加到1.07个百分点。橄榄石和载镍橄榄石（NiO/olivine）的添加促进了共热解反应发生的深度。载镍橄榄石催化剂添加（原料和催化剂质量比1：1）的条件下,共热解碳转化率提高了0.5%~5.1%,随着混合物中生物质比例的增加,催化剂的催化效果更加明显。     

烘焙稻壳与不同煤化程度的煤共热解特性

稻壳在250 ℃/30 min条件下烘焙后,与无烟煤、烟煤和褐煤3种不同煤化程度煤进行不同比例的混合,混合物分别进行热重分析和高温共热解特性研究。结果表明：热重分析中,添加烘焙稻壳有利于提高无烟煤和烟煤的转化率,其提高率低于5%,但是不利于提高褐煤的转化率;高温共热解实验中,随着烘焙稻壳添加比例的提高,无烟煤和烟煤与烘焙稻壳共热解固体产物减少,气体产物增加,而褐煤与烘焙稻壳共热解固体产量增加,气体产量略有下降;烘焙稻壳的添加有利于共热解产气中H2组分的增加和CO2组分的减少,通过改变烘焙稻壳在混合物中的比例可以对共热解气体组分进行调节。     

生物质与煤共热解时COS的析出特性研究

采用热重分析和色谱、质谱偶联技术,对三种秸秆类生物质与煤混合热解过程中产生的含硫气体进行了在线检测,研究生物质对煤热解析出的COS气体的影响.研究表明:生物质与煤混合热解时,对析出的含硫气体有明显影响.生物质的加入对COS的释放有明显的促进作用,随着生物质比例的增加,促进作用增强.     

煤油共炼残渣与榆林煤共热解特性及半焦性质

以煤油共炼残渣与榆林煤为原料,基于热重分析仪和格金干馏仪,开展共炼残渣与煤共热解过程的协同效应及半焦性质研究。实验结果表明：共炼残渣添加比例为0～40%时,煤与共炼残渣之间具有正的协同效应;添加量为20%时,焦油产率高出理论值6.2%,是煤单独热解焦油产率的139.7%,半焦产物为A型且黏结性增加;半焦性质分析结果显示,共炼残渣能够提高半焦在CO₂气化过程中的最大失重速率,有利于气化反应的进行,但会使半焦的燃烧性能变差且在添加量高于20%的情况下更为明显。