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1、第i期(總第164期)煤化工No．1(TotalNo．164)2013年2月CoalChemicalIndustryFeb．2013微負壓系統(tǒng)中煤與橡膠共熱解的協(xié)同作用常娜L2，陳延信2，甘艷萍2(1．西安建筑科技大學材料科學與工程博士后科研流動站，陜西西安710055；2．西安建筑科技大學，陜西西安710055)摘要在熱重分析儀及自制的微負壓煤熱解實驗裝置上，對陜北煙煤、橡膠及兩者的混合物進行了實驗研究。結果表明，煤與橡膠共熱解時存在協(xié)同效應，并且隨著熱解溫度增加，協(xié)同效應逐漸增強。橡膠是共熱解反應
2、的供氫物質，同時橡膠熱解產生較多的甲烷，有利于煤中大分子的裂解，可提高煤熱解的焦油收率。在熱解溫度為800℃時，任意橡膠質量分數(shù)的煤與橡膠混合物共熱解的焦油收率均比線性疊加值高，當橡膠質量分數(shù)為20％時，協(xié)同作用最為顯著。關鍵詞煤，橡膠，共熱解，微負壓系統(tǒng)，協(xié)同作用文章編號：1005—9598(2013)一Ol一0047—04中圖分類號：TQ530．2文獻標識碼：A煤炭合成清潔燃料油的有效途徑之一為煤的熱裝置上，對陜北煙煤、橡膠及兩者的混合物進行了熱解，通過煤的熱解獲得液體產品焦油，煤焦油經過深解實驗
3、研究，分析煤與橡膠共熱解過程中的相互作加工可制成汽油、柴油等燃料，因此煤熱解焦油收率用，探討了橡膠含量對煤與橡膠共熱解過程焦油收率是煤炭合成清潔燃料油的重要指標之一。研究表明，的影響。煤在較低的壓力下熱解，能獲得較高的焦油收率n]，因此本文擬在微負壓系統(tǒng)中研究煤的熱解過程。1實驗原料及方法蘇亞欣等[應用熱重和微商熱重對廢輪胎膠粉的熱解特性進行研究，并與神華煤粉的熱解作了對1．1實驗原料及性質比，結果表明前者熱解的最大失重率較大，其熱解組實驗用煤為陜北的煙煤，其熱值為31．56MJ／kg。分析出特性更好
4、。劉霞等b用色譜一質譜聯(lián)檢技術檢原料煤粒徑為80～105tLm，其工業(yè)分析及元素分測配煤、廢輪胎及兩者混合物的焦化焦油，研究了廢析如表I所示。輪胎對煤焦油收率和質量影響，結果表明在配煤中添表1原料煤的工業(yè)分析及元素分析加質量分數(shù)3％的廢輪胎共焦化時，可提高焦油收率。工業(yè)分析／％元素分析／％據(jù)統(tǒng)計，目前世界廢舊輪胎存量已達30億條，并且該adA日dFCadH日dCadO日dNadSad數(shù)據(jù)以每年約10億條的數(shù)字增長，廢舊輪胎已成為6．7531．595．4156．255．O573．6l7．501．470．
5、21環(huán)保的一大難題。廢舊輪胎的主要成分是橡膠，對橡膠熱解固相產物的元素分析表明，其含碳質量分數(shù)為80％～85％、氫質量分數(shù)為0．5％～3％、氮質量分數(shù)為1．2實驗設備與方法1．5％2．5％，與煤熱解的固相產物組成相近，因此研采用瑞士MettlerToledo公司生產的TGA1熱重究煤與橡膠的共熱解對環(huán)境保護、廢棄物再利用具有分析儀。實驗中升溫速率為50K／min，氣氛為N，N流重要意義[}7]。量為80mL／min，實驗溫度為50℃～1000℃。本文在熱重分析儀及自制的微負壓煤熱解實驗微負壓熱解裝置示
6、意圖如圖l所示，選用石英管收稿日期：2012-10-03作者簡介：常娜(198O一)，女，陜西三原，講師，博士，2002年本科畢業(yè)于西北大學化工設備與機械專業(yè)，現(xiàn)從事煤制油氣化工藝方面工作，E-mai1：doudoueva@sina．cn。一48煤化工2013年第1期反應器，用真空泵保證整個系統(tǒng)處于微負壓狀態(tài)。實l5驗時首先通入N作為保護氣體，將反應器內溫度升宇∞bO至800℃；其次將實驗原料放入篩網，然后放入反應呂魯＼＼器中并密封，熱解5min；熱解反應生成的高溫氣體通咖槲略人錐形瓶中的冷卻水中，冷
7、卻并從中分離出焦油，管1Ⅲ}1壬f<路及石英管壁的焦油采用丙酮洗滌分離。溫度／℃一一-TG——DTG圖3升溫速率為10K／rain時煤的TG—DTG曲線表2不同升溫速率下煤的熱解特性參數(shù)升溫速率tRhTl／3D／K·min一／min／℃／mg·min／℃／℃／10509．11405．820．26483．2409．21．321042．43391．220．10451．9384．1O．58l一氣罐2一氣體流量計3一控溫箱4一電阻爐5一保溫材料6一硅碳棒7一石英管速度和揮發(fā)分釋放特征指數(shù)D都隨著升溫速率的8一
8、裝料篩網9一錐形瓶1O一真空泵提高而增加，這與文獻舊研究結果一致。D隨升溫速圖1微負壓熱解裝置示意圖度的提高而增大，說明升溫速度越大，熱解反應活性就越大，熱解反應進行的就越劇烈，這與文獻m得出2結果與討論的熱解反應活性隨升溫速度的提高而升高的結論一致。因此，本文在熱重分析儀上進行煤與橡膠熱解實2．1煤的熱解特性驗時采用50K／min的升溫速率。在微負壓熱解裝置圖2和圖3分別為升溫速率為50K／min和l0上實驗時，待溫度升至反應溫度后再放人原料，以達K／
