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低变质煤与塑料微波共热解研究

刘巧妮  
【摘要】:针对目前我国贫油、少气、富煤的能源现状以及所面临日益严重的“白色污染”问题,低变质煤与废塑料共热解生成固、液、气等化工产品是一项具有广泛应用前景的新技术,对我国低变质煤炭资源的合理利用和缓解日益严峻的“白色污染”问题具有重要的意义。 本文主要研究了微波场中低变质煤与塑料的共热解特性。在微波热解动力学分析的基础上,研究了微波单位功率、塑料的添加比例、原煤粒度、冷凝温度等对共热解过程及产物组成的影响。最后确定较优工艺流程及技术参数。 动力学研究表明:实验条件下,热解过程满足一级分解反应模型,常规热解过程时,孙家岔(SJC)煤、聚丙烯塑料(PP)及两者混合物的表观活化能E值分别为29.3kJ·mol~(-1)、234.7kJ·mol~(-1)和133.3kJ·mol~(-1)。 共热解实验研究表明:塑料添加比例越大,所得焦油和热解气产率越高,塑料添加比例增至10%,焦油和热解气产率分别增至17%和19%,焦油成分中轻质油含量增至70.9%,而中质油含量降至20.8%,使得焦油具有轻质化的趋势;原煤粒度对共热解后所得产物影响不明显;冷凝温度对共热解后生成的固体焦影响不大,主要影响热解产物中焦油和热解气产率;共热解时,温度越低,焦油收率越大,当冷凝温度降低至-10℃时,焦油收率增至16.8%,焦油成分中中质油含量降至23.0%,重质油含量增至51.4%;功率越大,热解达到最高反应温度所需要时间越短,当微波功率降至480W时,CO、H_2含量分别降至13.1%和35.6%,而CH_4含量增至21.9%,因此选择合适的热解功率对热解产物具有较大的影响。


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