采用自行設(shè)計的微波熱解裝置對不同配比下的褐煤-玉米芯混合物進(jìn)行微波共熱解.結(jié)果表明:隨著玉米芯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,焦油產(chǎn)率呈先增加后減少的趨勢,與理論計算值相比,出現(xiàn)焦油產(chǎn)率先被促進(jìn)后被抑制的相互作用;當(dāng)玉米芯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時,焦油產(chǎn)率達(dá)到最大值16.31%,比褐煤單獨(dú)熱解時提高了51.16%,與理論計算值的正偏差最大.對熱解焦油進(jìn)行GC-MS檢測,發(fā)現(xiàn)添加30%玉米芯后,酚類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原來的6.31%增至21.47%,酸類和雜原子類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別降低了70.91%和68.88%,輕質(zhì)油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原來的16.57%增至41.63%,實(shí)現(xiàn)了熱解焦油的大幅度輕質(zhì)化.對比低溫加熱方式,共熱解物料的最佳配比不變,微波加熱更有利于高品質(zhì)焦油的生成. 

【文章來源】：煤炭轉(zhuǎn)化. 2018,41(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖１原料的紅外特征曲線Ｆｉｇ．１Ｉｎｆｒａｒｅｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ

差逐漸減小甚至出現(xiàn)負(fù)偏差，這可能是因?yàn)橛衩仔镜膯挝幻芏鹊停?dāng)摻混比達(dá)到一定值時，玉米芯所占的體積比迅速增加，提前熱解的玉米芯經(jīng)過軟化、流動覆蓋在褐煤表面，抑制了揮發(fā)分的釋放及擴(kuò)散．由于促進(jìn)和抑制作用的補(bǔ)償效應(yīng)，為了得到更多共熱解焦油，玉米芯的最佳添加配比為３０％．２．２熱解焦油的有機(jī)物含量對褐煤、玉米芯和最佳配比（玉米芯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為３０％）混合樣的熱解焦油進(jìn)行ＧＣ－ＭＳ檢測，采用面積歸一化法所得有機(jī)物含量分布見圖４．由圖４可知，焦油的主要成分為脂肪族、芳香族、酚類、酯類、酸類、醇類及其他雜原子類．添加３０％玉米芯后，共熱解焦油中脂肪族的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原來的２４．９７％增至３３．２５％，酚類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原來的６．３１％增至２１．４７％．這是因?yàn)橛衩仔鞠冗M(jìn)行熱解，產(chǎn)生的氫促進(jìn)煤側(cè)鏈的斷裂，使得煤熱解時斷裂的小分子與玉米芯裂解的活性分子結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)了脂肪族和酚類的富集．焦油中有機(jī)酸含量越高，酸度越大，在應(yīng)用中對設(shè)備的腐蝕性越強(qiáng)，且有機(jī)酸易與醇發(fā)生酯圖４熱解焦油中有機(jī)物的含量Ｆｉｇ．４Ｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔａｒｓ化反應(yīng)，影響焦油的穩(wěn)定性［１９］．本研究共熱解焦油中有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至０．１６％，低于褐煤熱解焦油中有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（０．５５％）和玉米芯熱解焦油中有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（１．６２％），從而改善了熱解焦油的穩(wěn)定性．雜原子質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原來的２８．０５％降至８．７３％，實(shí)現(xiàn)了共熱解焦油的輕質(zhì)化．通常將碳

能較小的Ｃ—Ｃ鍵，在高溫下易發(fā)生鍵的斷裂，生成烷烴類小分子［２２］．１７００ｃｍ－１和１４５０ｃｍ－１處出現(xiàn)一系列的吸收峰，是Ｃ?Ｏ和Ｃ—Ｈ彎曲振動引起的，因?yàn)橛衩仔驹跓峤膺^程中起到供氫作用，使得含氫基團(tuán)的振動峰強(qiáng)度增加．在７４０ｃｍ－１附近存在芳香族的Ｃ—Ｈ面外彎曲振動吸收峰，三者的吸收峰強(qiáng)度變化不大，說明它們的芳香族含量相近，這與圖４中各焦油芳香族含量變化不大相吻合．圖５熱解焦油的紅外光譜Ｆｉｇ．５Ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒａｏｆｐｙｒｏｌｙｓｉｓｔａｒｓａ—Ｃｏｒｎｃｏｂ；ｂ—Ｌｉｇｎｉｔｅ；ｃ—３０％ｃｏｒｎｃｏｂ＋７０％ｌｉｇｎｉｔｅ２．４共熱解焦油對比分析本課題組曾在褐煤與玉米芯低溫共熱解的研究中發(fā)現(xiàn)，玉米芯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為３０％時，共熱解焦油產(chǎn)率達(dá)到最大值１１．７０％，比褐煤單獨(dú)熱解焦油產(chǎn)率（７．６１％）提高了５３．７５％，焦油中酚類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至１８．４９％，雜原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至１３．３３％，輕質(zhì)油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原來的４．６８％增至２７．１３％［１４］．結(jié)合本研究可以發(fā)現(xiàn)，加熱方式的改變不會影響共熱解原料的最佳配比，三相產(chǎn)物產(chǎn)率的變化趨勢一致，但微波加熱明顯有利于焦油的生成．這是因?yàn)槲⒉ḿ訜崮苤苯邮刮锪衔针姶挪▽㈦姶拍苻D(zhuǎn)化為熱能，受熱快且均勻．此外，在微波作用下，高溫半焦會產(chǎn)生“熱點(diǎn)”效應(yīng)，激發(fā)甲烷或氫裂解生成更多自由基［２３］，使褐煤裂解加劇，生成更多小分子油品．相比低溫加熱方式，微波加熱條件下共熱解焦油

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]印尼褐煤與玉米芯低溫共熱解焦油的特性[J]. 柯萍,何選明,馮東征,劉靖.  煤炭轉(zhuǎn)化. 2018(03)
[2]褐煤與棕櫚殼微波共熱解特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 安楊,王南,徐靜,張春霞,余江龍.  煤炭轉(zhuǎn)化. 2018(01)
[3]煤炭微波熱解技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 張彥軍,鄭閏,張超凡,王莉萍,陳鋼,劉淑琴.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2017(12)
[4]中國石油能源安全的現(xiàn)狀分析[J]. 毋毅文.  山西農(nóng)經(jīng). 2016(10)
[5]煤的微波熱解研究進(jìn)展[J]. 李鵬,劉全潤,方小可,李海鵬.  化工進(jìn)展. 2016(S1)
[6]陜北油房梁煤與生物質(zhì)共熱解研究[J]. 劉丹,王寧波,王汝成,閆朋輝,孔少亮,郝婷.  煤化工. 2015(01)
[7]木屑與煤慢速共熱解產(chǎn)物特性研究[J]. 孫云娟,蔣劍春,許玉,應(yīng)浩,戴偉娣.  生物質(zhì)化學(xué)工程. 2015(01)
[8]褐煤與生物質(zhì)共熱解特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 杜楊,朱躍釗,高豪杰,陳海軍,付烽,吳昊.  煤炭轉(zhuǎn)化. 2014(03)
[9]微波脫水改性對我國典型褐煤熱解特性的影響[J]. 葛立超,張彥威,王智化,閆科,周俊虎,岑可法.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2014(11)
[10]烘焙稻殼與不同煤化程度的煤共熱解特性[J]. 王燕杰,應(yīng)浩,孫云娟,江俊飛,余維金,許玉.  化工進(jìn)展. 2014(03)

碩士論文
[1]鳳眼蓮與低階煤低溫共熱解轉(zhuǎn)化研究[D]. 王小娟.武漢科技大學(xué) 2013



本文編號：3414666