探索煤和废橡胶粉的共热解研究

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1、大连理工大学硕士学位论文煤和废橡胶粉的共热解研究姓名：武明华申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张秋民20070601大连理工大学硕士学位论文摘要本文分别在固定床反应器和固体热载体法快速热解装置上对锡林郭勒褐煤、神木烟煤和沈阳废橡胶粉进行了热解及共热解研究。主要研究目的是考察了两种煤样分别和废橡胶粉共热解的过程中是否存在协同效应，实验结果证明了协同效应的存在。首先对原料进行了热重及热解动力学分析。熟重实验表明：锡林郭勒褐煤、神木烟煤和废橡胶粉的热解区间都在40012～500"C之间，接近重合。它们的

2、热解进程基本同步，具备了发生协同作用的条件。锡林郭勒褐煤与废橡胶粉热解动力学对比分析表明：两者的反应级数、活化能接近，在热解动力学方面具有相似性。在以N2为载气的惰性气氛下，实验在固定床反应器上考察了热解温度、恒温时间、载气流速以及掺混比例等对原料煤样和废橡胶粉热解和共热解的影响。实验结果表明：原料的较佳热解条件为：锡林郭勒褐煤、神木烟煤、沈阳废橡胶粉的较佳热解温度分别为540℃、550℃、490℃，恒温时间2Groin、载气流量0．3slm。共热解实验结果表明：当废橡胶粉质量分数为30％时，锡林郭勒褐煤

3、和废橡胶粉共热解的较佳温度为490"12，油产率为23．10％；当废橡胶粉质量分数为20％时，神木烟煤和废橡胶粉共热解的较佳热解温度亦为490℃，油产率为20．06％。分别比理论计算值高出17．86％和12．5l％，增油现象明显，存在协同效应。在固定床实验研究基础上，实验考察了热解温度及掺混比例在固体热载体法快速热解实验装置上对锡林郭勒褐煤和废橡胶份单独热解及共热解的影响。通过对焦油产率计算和焦油品质的分析进一步证明了共热解过程中协同效应的存在。同时，研究并得到了焦油产率、生成煤气各组分产率及各半焦和焦粉

4、产率随温度变化规律。针对原料煤和废橡胶粉热解焦油组成复杂的特点，采取萃取．柱层析-GC／MS相结合的方法对焦油组分进行了分析，将焦油样分离为沥青质、酸性分、脂肪类、芳香类和极性分五个不同的族分，并对主要的族分进行了FTIR或GC／MS分析。结果显示：共热解改善了焦油的品质，使得焦油组分更加轻质化，从而从更深层次上证明了共热解过程中协同效应的发生。关键词：煤；废橡胶粉；共热解；固定床；固体热载体煤和废橡胶粉共热解研究Co-pyrolysisofCoalandWasteRubberPowderAbstract

5、ThePyrolysisandcopyrolysisofXilinguolelignite，ShenmubitumiteandShenyangwasterubberpowderwerestudiedwithafixed-bedexperimentequipmentandtherapidpyrolysiswithsolidheatcalTier．Themainpurposeisthatthes)．Il豇geticeffectisresearchedbetwe圮nthetwoabovecoalsandwast

6、erobberpowderduringtheireopyrolysisprocess．Andtheresultshowedthatthesynergeticeffectisexisted．Thermo-gravimetricandpyrolysiskineticswasanalyzedfirst．Throughthermo-gravimetricexperiment,thepyrolysisrangeisthesame(400℃～500'(2)，thepyrolysisprocessisalmostsyn

7、cllronous．SothesynergeticeffectmaybeexistedbetwecnXilinguoleligniteandwasterubberpowder．Thesamephenomenonisfoundbe“嗍Shenmubitumiteandwasterobberpowder．Throughcontrastiveanalysisofpyrolysiskinetics；thereactionorderandactivationenergyofXilinguoleligniteandw

8、asterubberpowderiscloser，theym'esimilarinthepyrolysiskinetics．PyrolysisandeopyrolysisexperimentiScarriedoutwithXilinguoleligrlite,Shenmubitumiteandwasterubberpowderinasetoffixe．d-bedpyrolysisequipment．Temperature，ti