昭通褐煤及其低温热解产物的性质研究

昭通褐煤储量大、埋藏浅、易开采,对其进行低温热解后,可以得到多种用途的产品。对昭通褐煤及其热解产物性质的实验研究表明,煤焦油含氧高,含硫低,轻柴油馏分高达60%,可直接用作燃料油,或用于生产轻柴油;热解煤气热值约为18MJ/m3,属中热值煤气,可用作城市煤气或工业锅炉的燃料;半焦着火点低,热值约为20MJ/kg,可作为清洁燃料用于发电或民用;褐煤灰的主要组分是氧化钙和氧化硅,可用于生产水泥或建材。     

轻度热解提质褐煤孔结构研究

对霍林河褐煤热重分析的基础上,在管式炉中进行轻度热解实验,通过低温N2吸附研究了热解前后煤样的孔隙特性,考察不同热解温度,恒温时间对煤孔结构的影响。结果表明:热解温度和恒温时间对褐煤的孔结构分布影响较大。褐煤和提质煤的吸附脱附等温曲线都存在吸附回线,但褐煤比提质褐煤的吸附回线宽,说明提质煤的微孔数量减少,大孔数量增多。与褐煤相比,轻度热解处理后,褐煤的比表面积减少,孔容减小,平均孔径增大。     

不同热解温度下褐煤焦样物相及其微结构变化

热解是褐煤改性提质的重要手段,为研究不同热解温度制取褐煤焦的物相和微结构变化,采集沈北矿区蒲河煤矿褐煤煤样,选取低中高(400,700,1 000℃)3个热解特征温度制取褐煤焦样,通过SEM、XRD、Raman、FT-IR、XPS、低温N₂吸附实验,对褐煤焦样的物化结构进行分析。结果表明：热解温度提高,焦样芳香性增强,含氧官能团O—H、C=O、C—O大幅减少,表面含碳官能团,C—C结构增加,C—H结构减少;400℃和700℃焦样微晶结构缺陷增加,1 000℃焦样微晶结构趋于有序并向石墨化转变;焦样比表面积和孔容积随热解温度提高先增大后减小,700℃焦样拥有最大的比表面积(117.063 7 m²/g)和孔容积(0.068 134 cm³/g),提高热解温度有利于焦样微孔结构发育。     

热解温度对东胜褐煤等温热解的影响

对东胜褐煤进行等温热解试验,分析热解温度对褐煤热解气的组成、产量和热值的影响,并利用FTIR对褐煤及其热解产物半焦的主要分子结构进行分析。结果表明,随着等温热解温度的升高,褐煤热解产物半焦中脂肪烃类结构及含氧官能团减少;热解气中CO和H2的含量逐渐增加,CO2的含量明显降低,CH4和CnHm的含量先增加后减少,热解气的产量和热值明显增加;当热解温度为700℃时可得到较高热值的热解气,此时φ(H2)高达39.5%。     

金属氧化物对霍林河褐煤催化热解行为的影响

选用4种金属氧化物(CaO、Al2O3、Fe2O3、NiO)作为催化剂对霍林河褐煤进行热解,利用热重分析技术和动力学模型对褐煤热解行为进行分析,研究不同金属氧化物对褐煤热解催化效果的影响。结果表明,4种金属氧化物催化剂的加入均能有效提高褐煤热解的转化率,其对褐煤热解转化率的促进作用顺序为:NiOCaOFe2O3Al2O3;在褐煤整个热解过程中,CaO、Fe2O3及NiO均表现出良好的催化作用,而Al2O3仅在热缩聚阶段有一定的催化效果;褐煤在活泼热解阶段和热缩聚阶段的热解过程分别可用一级单一反应模型和二级单一反应模型进行描述,4种金属氧化物在活泼热解阶段对褐煤的催化效果为:NiOFe2O3CaOAl2O3,在热缩聚阶段对褐煤的催化效果为:Fe2O3CaONiOAl2O3。     

稻壳热解油及其酯化产物的GC/MS分析

以酸性树脂作为催化剂,采用CH3OH和C2H5OH分别对稻壳热解油(RHPO)进行催化酯化反应,用正己烷、CCl4、CS2、苯和CH2Cl2分别萃取酯化前后的稻壳热解油,并采用气相色谱/质谱(GC/MS)对稻壳热解油进行表征.结果表明,稻壳热解油在苯中的可溶性最好,但其可溶物中酯类成分含量较低;CH3OH对有机酸的酯化效果优于C2H5OH;在稻壳热解油所检测的成分中,酚类含量最高,其次为酮类和烃类.通过对酯化产物的分析,推测稻壳热解油中可能含有有机酸.     

碱金属浸渍对垃圾衍生燃料与褐煤共热解催化特性

为探究碱金属对垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel,RDF)与褐煤共热解特性的影响,对样品灰进行X射线荧光光谱(X-ray fluorescence,XRF)分析,并对酸洗及酸洗后碱金属K和Na溶液浸渍样品进行热重红外联用(TG-FTIR)分析。结果表明:RDF与褐煤之间元素组成含量具有较大差异,但主要元素种类没有发生大的波动,主要含有Al,Si,P,S,K,Ca,Ti,Fe等元素。RDF与褐煤质量比为3∶7时的元素组成与褐煤相似。酸洗能去除样品中的无机碳酸盐,酸洗以及碱金属浸渍后将热解过程分为两个阶段:生物质组分热解(173~433℃)和塑料类物质热解(402~566℃)。RDF与褐煤共热解产物主要为轻质气体(CO,CO2,CH4,H2O)及半挥发性有机物(C=O和C—O—C)。碱金属K和Na的催化作用是RDF与褐煤产生协同反应的原因。气体产物FTIR析出曲线中原样气体峰值浓度最高,碱金属K和Na浸渍样气体峰值浓度次之,酸洗样气体峰值浓度最低。     

聚碳硅烷热解产物抗氧化性能的研究

在流动氩气中将聚碳硅烷(PCS)于不同温度下进行热解处理制得热解产物,对其进行抗氧化实验,并采用XRD、EDX对PCS热解产物及其氧化产物的物相和成分组成进行表征.结果表明,PCS于1000℃的热解产物主要为无定形的SiC、SiO2和C;随着温度的升高,SiC晶体尺寸逐渐增大,1560℃的热解产物仍由立方SiC、无定形C和SiO2组成;PCS热解产物中的SiO2含量以及SiC的晶化度对其起始氧化温度有一定影响;热解产物中SiO2、SiC氧化形成的SiO2使得PCS热解产物在高温下具有良好的抗氧化性能.     

On-line catalytic upgrading of biomass fast pyrolysis products

Pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry （Py-GC/MS） was employed to achieve fast pyrolysis of biomass and on-line analysis of the pyrolysis vapors. Four biomass materials （poplar wood, fir wood, cotton straw and rice husk） were pyrolyzed to reveal the difference among their products. Moreover, catalytic cracking of the pyrolysis vapors from cotton straw was performed by using five catalysts, including two microporous zeolites （HZSM-5 and HY） and three mesoporous catalysts （ZrO2＆TiO2, SBA-15 and AI/SBA-15）. The results showed that the distribution of the pyrolytic products from the four materials differed a little from each other, while catalytic cracking could significantly alter the pyrolytic products. Those important primary pyrolytic products such as levoglucosan, hydroxyacetaldehyde and 1-hydroxy-2-propanone were decreased greatly after catalysis. The two microporous zeolites were ef- fective to generate high yields of hydrocarbons, while the three mesoporous materials favored the formation of furan, furfural and other furan compounds, as well as acetic acid.     

10个不同种类与等级的蜂蜜样品热裂解及其产物的比较分析

 组合应用热裂解、冷进样系统和气质联用仪(Py-CIS-GC/MS)对10个不同种类及等级的蜂蜜样品的有氧裂解行为进行了研究.在氧氮混合气体氛围(氧气和氮气按体积比9∶91混合)下,对10个蜂蜜样品在不同裂解温度(900,600,300℃)下的裂解产物挥发性成分进行分析比较,结果表明:①蜂蜜样品在900,600,300℃3个裂解温度下裂解,其共有裂解产物及半数以上样品共有裂解产物个数分别为:900℃,7个和20个,600℃,7个和16个,300℃,4个和6个;3个温度下均裂解出了糠醛、2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮、5-(羟甲基)-2-呋喃甲醛、D-阿洛糖4种产物;随着温度的降低,裂解产物个数、质量分减少,但各个温度下各蜂蜜样品主要裂解产物及其在产物中的质量分数差别不大;②3个温度下的裂解产物都以醛类、酮类、糖类以及呋喃、吡喃类物质为主;③部分蜂蜜挥发性成分原形转移进入裂解产物;④冷进样系统对热裂解产物的在线捕集更为完全.