微波场中低变质煤与油页岩的热解.pdf

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1、第35卷第2期煤炭转化VoI．35NO．22012年4月C0ALC0NVERS10N微波场中低变质煤与油页岩的热解宋永辉D折建梅兰新哲。张秋利D周军摘要采用微波加热技术对低变质煤与油页岩的共热解特性进行探讨，研究了不同配比混合物的热解产物产率及成分，并通过气相色谱一质谱(GC—MS)联用技术对液体产物的成分进行了分析．结果表明：微波热解过程中，适当配入低变质煤可提高焦油产率，增加热解气中可燃气体CO，CH及Hz的含量；微波热解共混物所得焦油成分主要是烃类(约5O～80)，其中烷烃和芳香烃居多(约40～5O左右)，其次是少量的以苯酚类为

2、主的含氧化合物，而并未检测出含氮化合物，这一组成有利于焦油的进一步加氢处理．关键词油页岩，低变质煤，微波热解中图分类号TQ530．2成，并通过气相色谱一质谱联用技术对焦油的成分进0引言行了分析．油页岩又称油母页岩，属于腐泥煤，一般由细粒1实验部分矿物碎片和低等动物及植物残体腐蚀的有机质同时沉淀形成，是一种含有可燃性有机质的黏土岩或泥1．1原料灰岩．其干馏产物页岩油H／C比与天然石油接本实验选用甘肃窑街油页岩(5mm～12mm)近，可作为紧缺资源石油的理想替代品．12因此，国与神木碱房沟低变质煤(<5ram)为实验原料，其工内外不少专家

3、学者致力于油页岩的热解研究．何德业分析及元素分析结果见表1．民[3采用固体热载体法研究了煤、油页岩的单独及表1原料的工业分析及元素分析(％。ad}共热解制油规律，发现霍林河褐煤与龙口油页岩在Table1Proximateandultimateanalysisofsamples(。ad}固定床装置上有良好的协同效应，即增油减水现象：ProximateanalysisUltimateanalysis油的产率增加22，水的产率减少19，且二者的Samples——■—_—i————■协同程度随煤种及掺混比例发生变化．Elharfi等o

4、1sh

5、ale0．864．7322．511．923．82．20．50．8Coal2．7O6．6233．4O57．2873．3O4．460．940．22进行了微波热解油页岩以制取燃料油的研究，结果表明，微波热解可缩短热解时间，但油收率与常规热由表1可知，所选低变质煤灰分含量为6．62，解相当；热解温度为320℃～380。C时开始有油析挥发分含量为33．40％，是一种典型的低灰分高挥出，该温度随微波功率的增大而升高，热解速率随微发分的煤种；而油页岩灰分含量为64．73，挥发分波功率的增大而增大．王擎等_5对桦甸油页岩及其含量为22．5，是一种挥发

6、分含量较高的油页岩．半焦在微波场中的升温特性进行了研究，并从油页1．2实验方法岩和半焦的混合比、微波功率以及粒径等几个方面探讨了油页岩和半焦混合物在微波场中的热解特实验在经过改造的格兰仕G80F23CSL—A9性．本实验尝试采用微波加热技术对低变质煤与油(SO)型微波炉(2450MHZ，0W～800W可调)中页岩的共热解特性进行探讨，研究了配煤比不同时进行．准确称取50g油页岩样品置于100mL石英混合物在微波场中的热解特性、产物产率及产品组玻璃反应器中，启动微波反应器，调节微波功率为*国家支撑计划项目(2009BAA20B01)、陕

7、西省自然科学基金榆林专项项目(2011JYOO4)和榆林市科技计划项目．1)副教授；3)教授，西安建筑科技大学陕西省冶金工程技术研究中心，710055西安；2)硕士生，西安建筑科技大学陕西省冶金工程技术研究中心，710055西安；神木职教中心，719300陕西榆林收稿日期：2011-10—23；修回日期：2011-12—13第2期宋永辉等微波场中低变质煤与油页岩的热解480W，热解30rain．固体焦经水冷后干燥取样称2．2固体产物分析重，进行元素分析和工业分析．热解气经两级冷凝分2．2．1工业分析和元素分析离装置后得到焦油和干馏气．

8、干馏气成分采用武汉油页岩与低变质煤的配比不同时微波热解得到四方光电科技有限公司开发的GasBoard一3100P系固体焦的工业分析和元素分析见表3．列便携红外煤气分析仪测定，焦油成分采用气相色表3固体焦的元素分析与工业分析(％)谱质谱联用仪(GC-MS)测定．热解产品半焦、焦油Table3Proximateandultimateanalysisofsolidcokes()和热解气的产率计算参见文献[6]．2结果与讨论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热解产物产率1001．448．185．88