微波功率對(duì)低變質(zhì)煤與塑料共熱解的影響.pdf

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1、第38卷第3期煤炭轉(zhuǎn)化VoI．38No．32015年7月COALCONVERSIONJu1．2015微波功率對(duì)低變質(zhì)煤與塑料共熱解的影響劉巧妮”宋永輝曹明?！瘎⑩曒x”摘要對(duì)陜北孫家岔(SJc)煤和聚丙烯塑料(PP)進(jìn)行了微波共熱解實(shí)驗(yàn)，采用紅外光譜儀、氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀、煤氣分析儀等儀器對(duì)熱解產(chǎn)物進(jìn)行了分析表征，主要研究了熱解終溫為800℃時(shí)，不同的微波熱解功率對(duì)熱解產(chǎn)物組成的影響規(guī)律．結(jié)果表明：隨著微波功率的降低，熱解后所得固態(tài)產(chǎn)物中灰分的含量逐漸降低，揮發(fā)分的含量逐漸升高，其他元素的含量變化不大，C元素的含量基本保持在一定區(qū)域內(nèi)而不發(fā)生變化；CO和H含量逐漸減小，

2、CH含量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，CH和CO含量基本不變；熱解后所得焦油成分中烷烴類和烯烴類物質(zhì)的含量逐漸減小，而芳香烴類物質(zhì)的含量逐漸增大．關(guān)鍵詞低變質(zhì)煤，塑料，微波，共熱解中圖分類號(hào)TQ530．2明：當(dāng)熱解溫度為400℃時(shí)，塑料單獨(dú)熱解3h，產(chǎn)物0引言中烯烴和烷烴的比例為1‘：1，在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下我國(guó)陜北地區(qū)低變質(zhì)煤儲(chǔ)量極為豐富，隨著國(guó)與煤共熱解后，所得產(chǎn)物中僅有烷烴．張振國(guó)等_8采民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，塑料制品的消耗產(chǎn)生了大量的用了氣相色譜一質(zhì)譜(GC／MS)聯(lián)用儀對(duì)煤與廢塑料廢棄物，積極開展低變質(zhì)煤的熱解轉(zhuǎn)化技術(shù)研究和共煉焦所得的焦油進(jìn)行了成分分析，結(jié)果表明：所得廢塑料的回

3、收利用技術(shù)研究．對(duì)于改善我國(guó)貧油少焦油中芳香烴含量增加，輕質(zhì)油含量增加．氣現(xiàn)狀、調(diào)整我國(guó)能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)煤和塑料的共熱解研究主要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義．近年來，國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者對(duì)煤是在焦?fàn)t、固定床反應(yīng)器和馬弗爐中進(jìn)行．這些設(shè)備與廢塑料共熱解技術(shù)進(jìn)行了大量研究．Ishiguroet由于加熱過程中升溫較慢，熱解過程中生成的焦油al_】]在焦煤中加入廢塑料進(jìn)行了共焦化實(shí)驗(yàn)研究，逸出速度較慢，在反應(yīng)器中滯留的時(shí)間較長(zhǎng)，焦油發(fā)所得焦炭的組織結(jié)構(gòu)有所改善，焦油和煤氣的收率生二次熱解的幾率增大，使其產(chǎn)率降低．同時(shí)由于塑也有所提高．張振國(guó)等對(duì)廢塑料配煤煉焦實(shí)驗(yàn)進(jìn)

4、料的傳熱性差，熱解后生成的熔融物黏度較大，熱解行了研究，結(jié)果表明：加入塑料后，焦油的收率有所過程中物料所受溫度不均勻而容易結(jié)焦]，易于積提高．Diezetal¨3對(duì)煤與塑料共熱解進(jìn)行了研究，認(rèn)碳．因此，在熱解過程中熱解工藝的選擇對(duì)共熱解過為熱解過程中廢塑料作為供氫物質(zhì)，終止了熱解過程會(huì)產(chǎn)生很大的影響．本實(shí)驗(yàn)采用微波加熱的方法，程中煤自由基的產(chǎn)生，所得產(chǎn)物中氣體和焦油的產(chǎn)主要研究了熱解終溫為800℃時(shí)，不同的微波熱解率有所提高．李保慶等[4在固定床反應(yīng)器中對(duì)煤與功率對(duì)熱解產(chǎn)物組成的影響規(guī)律，對(duì)于陜北低變質(zhì)塑料進(jìn)行共熱解研究，結(jié)果表明：當(dāng)聚乙烯的添加比煤與塑料的共熱解研究具

5、有一定的參考價(jià)值．例為5時(shí)，熱解后焦油的收率增加5左右，約占原煤熱解后焦油產(chǎn)率的21．雷勇等[6]對(duì)首鋼配煤1實(shí)驗(yàn)部分與塑料共焦化產(chǎn)物進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，當(dāng)塑料添加量為2時(shí)，焦油的回收率為11．0，但隨著塑料添加1．1原料及性質(zhì)分析比例的增大，焦油產(chǎn)率表現(xiàn)為減少趨勢(shì)．Hodeketal[7對(duì)聚乙烯與煙煤熱解實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究，結(jié)果表實(shí)驗(yàn)所用低變質(zhì)煤樣取自陜西榆林地區(qū)孫家岔*國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2009BAA20B01)和榆林市科技計(jì)劃項(xiàng)目(20J1J~004)．1)碩士、助理工程師，中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，710054西安；2)教授、博士生導(dǎo)師，西安建筑科技大學(xué)冶金學(xué)

6、院，陜西省冶金工程技術(shù)研究中心，710055西安；3)工程師。中煤西安設(shè)計(jì)工程有限公司，710054西安收稿日期：2014—10—24；修回日期：2014—1Z一1528煤炭轉(zhuǎn)化煤(SJC)，塑料選用粒度小于51TI1TI的聚丙烯(PP)．煤樣經(jīng)自然干燥、破碎、篩分后與聚丙烯混合，置于2結(jié)果與討論石英反應(yīng)器中，利用微波對(duì)樣品進(jìn)行熱解，控制反應(yīng)終溫均為800℃．實(shí)驗(yàn)所用原料的工業(yè)分析和元素2．1固態(tài)產(chǎn)物的分析分析見表1，原料的紅外特征曲線見圖1．表1原料的工業(yè)分析及元素分析(％’)分別在800W，720W，640W，560W，480WTable1Proximateandu

7、ltimateanalysisofsample(％”)的功率下，將廢塑料與煤微波共熱解得到的固態(tài)產(chǎn)ProximateanalysisUltimateanalysis(ad)物進(jìn)行工業(yè)分析和元素分析，所得結(jié)果見表2，所得MtAdFCod2)VdCHNSO固態(tài)產(chǎn)物的紅外特征曲線見圖2．SJC3．412．6437．7959．5776．384．710．990．2611．61表2固態(tài)產(chǎn)物工業(yè)分析及元素分析(％，ad)PP00．2696．053．9685．2213．70001．08Table2Proximateandultimateanalysiso