微波場中低變質(zhì)煤與油頁巖的熱解.pdf

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1、第35卷第2期煤炭轉(zhuǎn)化VoI．35NO．22012年4月C0ALC0NVERS10N微波場中低變質(zhì)煤與油頁巖的熱解宋永輝D折建梅蘭新哲。張秋利D周軍摘要采用微波加熱技術(shù)對(duì)低變質(zhì)煤與油頁巖的共熱解特性進(jìn)行探討，研究了不同配比混合物的熱解產(chǎn)物產(chǎn)率及成分，并通過氣相色譜一質(zhì)譜(GC—MS)聯(lián)用技術(shù)對(duì)液體產(chǎn)物的成分進(jìn)行了分析．結(jié)果表明：微波熱解過程中，適當(dāng)配入低變質(zhì)煤可提高焦油產(chǎn)率，增加熱解氣中可燃?xì)怏wCO，CH及Hz的含量；微波熱解共混物所得焦油成分主要是烴類(約5O～80)，其中烷烴和芳香烴居多(約40～5O左右)，其次是少量的以苯酚類為

2、主的含氧化合物，而并未檢測出含氮化合物，這一組成有利于焦油的進(jìn)一步加氫處理．關(guān)鍵詞油頁巖，低變質(zhì)煤，微波熱解中圖分類號(hào)TQ530．2成，并通過氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)焦油的成分進(jìn)0引言行了分析．油頁巖又稱油母頁巖，屬于腐泥煤，一般由細(xì)粒1實(shí)驗(yàn)部分礦物碎片和低等動(dòng)物及植物殘?bào)w腐蝕的有機(jī)質(zhì)同時(shí)沉淀形成，是一種含有可燃性有機(jī)質(zhì)的黏土巖或泥1．1原料灰?guī)r．其干餾產(chǎn)物頁巖油H／C比與天然石油接本實(shí)驗(yàn)選用甘肅窯街油頁巖(5mm～12mm)近，可作為緊缺資源石油的理想替代品．12因此，國與神木堿房溝低變質(zhì)煤(<5ram)為實(shí)驗(yàn)原料，其工內(nèi)外不少專家

3、學(xué)者致力于油頁巖的熱解研究．何德業(yè)分析及元素分析結(jié)果見表1．民[3采用固體熱載體法研究了煤、油頁巖的單獨(dú)及表1原料的工業(yè)分析及元素分析(％。ad}共熱解制油規(guī)律，發(fā)現(xiàn)霍林河褐煤與龍口油頁巖在Table1Proximateandultimateanalysisofsamples(。ad}固定床裝置上有良好的協(xié)同效應(yīng)，即增油減水現(xiàn)象：ProximateanalysisUltimateanalysis油的產(chǎn)率增加22，水的產(chǎn)率減少19，且二者的Samples——■—_—i————■協(xié)同程度隨煤種及摻混比例發(fā)生變化．Elharfi等o

4、1sh

5、ale0．864．7322．511．923．82．20．50．8Coal2．7O6．6233．4O57．2873．3O4．460．940．22進(jìn)行了微波熱解油頁巖以制取燃料油的研究，結(jié)果表明，微波熱解可縮短熱解時(shí)間，但油收率與常規(guī)熱由表1可知，所選低變質(zhì)煤灰分含量為6．62，解相當(dāng)；熱解溫度為320℃～380。C時(shí)開始有油析揮發(fā)分含量為33．40％，是一種典型的低灰分高揮出，該溫度隨微波功率的增大而升高，熱解速率隨微發(fā)分的煤種；而油頁巖灰分含量為64．73，揮發(fā)分波功率的增大而增大．王擎等_5對(duì)樺甸油頁巖及其含量為22．5，是一種揮發(fā)

6、分含量較高的油頁巖．半焦在微波場中的升溫特性進(jìn)行了研究，并從油頁1．2實(shí)驗(yàn)方法巖和半焦的混合比、微波功率以及粒徑等幾個(gè)方面探討了油頁巖和半焦混合物在微波場中的熱解特實(shí)驗(yàn)在經(jīng)過改造的格蘭仕G80F23CSL—A9性．本實(shí)驗(yàn)嘗試采用微波加熱技術(shù)對(duì)低變質(zhì)煤與油(SO)型微波爐(2450MHZ，0W～800W可調(diào))中頁巖的共熱解特性進(jìn)行探討，研究了配煤比不同時(shí)進(jìn)行．準(zhǔn)確稱取50g油頁巖樣品置于100mL石英混合物在微波場中的熱解特性、產(chǎn)物產(chǎn)率及產(chǎn)品組玻璃反應(yīng)器中，啟動(dòng)微波反應(yīng)器，調(diào)節(jié)微波功率為*國家支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2009BAA20B01)、陜

7、西省自然科學(xué)基金榆林專項(xiàng)項(xiàng)目(2011JYOO4)和榆林市科技計(jì)劃項(xiàng)目．1)副教授；3)教授，西安建筑科技大學(xué)陜西省冶金工程技術(shù)研究中心，710055西安；2)碩士生，西安建筑科技大學(xué)陜西省冶金工程技術(shù)研究中心，710055西安；神木職教中心，719300陜西榆林收稿日期：2011-10—23；修回日期：2011-12—13第2期宋永輝等微波場中低變質(zhì)煤與油頁巖的熱解480W，熱解30rain．固體焦經(jīng)水冷后干燥取樣稱2．2固體產(chǎn)物分析重，進(jìn)行元素分析和工業(yè)分析．熱解氣經(jīng)兩級(jí)冷凝分2．2．1工業(yè)分析和元素分析離裝置后得到焦油和干餾氣．

8、干餾氣成分采用武漢油頁巖與低變質(zhì)煤的配比不同時(shí)微波熱解得到四方光電科技有限公司開發(fā)的GasBoard一3100P系固體焦的工業(yè)分析和元素分析見表3．列便攜紅外煤氣分析儀測定，焦油成分采用氣相色表3固體焦的元素分析與工業(yè)分析(％)譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)測定．熱解產(chǎn)品半焦、焦油Table3Proximateandultimateanalysisofsolidcokes()和熱解氣的產(chǎn)率計(jì)算參見文獻(xiàn)[6]．2結(jié)果與討論00．6081．i01．6516．6519．260．390．320．872OO．9064．856．8327．4230．2

9、40．890．500．575O1．1446．O27．3445．5047．801．280．600．55751．5225．817．3465．3367．161．731．5O0．32．1熱解產(chǎn)物產(chǎn)率1001．448．185．88