探索煤与聚乙烯、聚丙烯的热解及共热解研究

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1、大连理工大学硕士学位论文煤与聚乙烯、聚丙烯的热解及共热解研究姓名：李希尧申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张秋民20080601大连理工大学硕士学位论文摘要本文在固定床热解装置上进行了霍林河褐煤、神木烟煤和聚乙烯、聚丙烯塑料单独热解及煤与聚乙烯／聚丙烯的共热解研究。原料热重分析实验表明：霍林河褐煤、神木烟煤和聚乙烯、聚丙烯的热解区间均在400℃"-'550℃之间。霍林河褐煤、神木烟煤与聚乙烯、聚丙烯热解动力学对比分析表明：四者的反应级数均可按一级反应处理，活化能在30．34"-'82．33K

2、J／mol之间。在以N2为载气的惰性气氛下，实验在固定床热解装置上考察了恒温时间、载气流量、压力、热解温度等对原料煤样、聚乙烯、聚丙烯单独热解及共热解的影响，并考察了聚乙烯／聚丙烯．煤质量配比对共热解反应的影响。实验结果表明，在热解恒温时间20min，载气流量0．4L／min，压力0．2MPa条件下，霍林河褐煤、神木烟煤较佳热解温度均为540"C；聚乙烯、聚丙烯在440℃以上基本分解完全。共热解实验结果表明：当聚乙烯质量分数为5％时，霍林河褐煤和聚乙烯共热解的较佳温度为520℃，此时焦油产率有极大值

3、(14．00wt％)，比理论计算值(13．36wt％)相对增加4．79％，且比相同条件下霍林河褐煤与聚丙烯共热解焦油产率(13．85wt％)略高；当聚丙烯质量分数为5％时，神木烟煤和聚丙烯共热解的较佳热解温度亦为520℃，此时焦油产率有极大值(18．88wt％)，比理论计算值(17．10wt％)相对增加10．41％，协同效应比较明显，且比神木烟煤与聚乙烯共热解焦油产率(18．15wt％)略高。采用萃取．柱层析及GC／MS方法对单独热解及共热解焦油进行了分析，将焦油分离为沥青质、酸性分、脂肪族、芳香族

4、和极性分五个不同的族分，并主要对其中的脂肪族组分、芳香族组分进行了C,-C／MS分析。实验所得油品的脂肪族组分的G-C／MS分析结果显示，共热解焦油中的脂肪族组分明显增加，并且主要增加了来自于聚乙烯／聚丙烯热解的低碳脂肪烃；对实验所得油品的芳香族组分的G-C／MS分析结果显示，共热解焦油中芳香族组分主要来自于煤的热解且由于聚乙烯／聚丙烯的影响，芳香族组分的总量有所减少，但各种苯、萘、茚的烷基取代物含量有所增加，而蒽、菲、芘等稠环芳烃的含量有所减少，共热解焦油轻质化明显。进一步证明了霍林河褐煤和聚乙烯

5、共热解、神木烟煤和聚丙烯共热解存在协同效应。关键词：煤；聚乙烯；聚丙烯：热解；共热解；协同效应煤与聚乙烯、聚丙烯的热解及共熟解研究PyrolysisandCopyrolysisofCoalwithPEandPPAbstractTheexperimentsofpyrolysisandcopyrolysisofHuolinhelignite，Shenmubitumite，PEandPPwerecarriedoutinafixed．bedreactor．Themainpurposewastoreserac

6、hthesynergismbetweenthecoalsandplasticsduringthecopyrolysisprocess．TheresultsofTGandDTGshowedthatthemostweightlOSSdecreasedandthemostweightlossrateincreasedwiththeincreasingofheatingrate。andtheinitialtemperature，thehighesttemperaturecorrespondingthemos

7、tlossweightandtheendingtemperatureallmovedtowardshighertemperatureforallthesamples．Throughthecomparationofpyrolysiskinetics，thereactionorderandtheactivationenergyofHuolinhelignite，ShenmubitumitePEandPPweresimilar．Pyrolysisandcopyrolysisexperimentswerec

8、arriedoutwithHuolinhelignite，Shenmubitumite，PEandPPinafixed．bedreactor．Theeffectsofresidencetime，flowvelocityofcarriergas，pressureandpyrolysistemperatureontheyieldoftarandwaterwerestudiedwithnitrogenascarriergas．Theresultsofpyrolysiswer