凤眼莲与低阶煤低温共热解特性研究.pdf

《凤眼莲与低阶煤低温共热解特性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第37卷第2期煤炭转化Vo1．37No．22014年4月COAICONVERSl0NApr．2014凤眼莲与低阶煤低温共热解特性研究何选明D王小娟。方嘉淇’李维。摘要采用自行改装设计的干馏炉对不同配比的凤眼莲(EC)和低阶煤(IFC)进行低温共热解实验，得出凤眼莲添加量为30时热解油产率达到最高值11．32，与纯煤时对比提高了24．81，比质量加权值提高了5．11．选取凤眼莲、煤样和凤眼莲添加量为30的混合样进行了热重分析，在300。C～700C温度段，实验失重量明显大于质量加权值．并对热解油进行了GC—MS检测

2、，共热解油中烷烃含量比纯煤时提高了34．46．元素分析和热值分析得出共热解油H／c比纯煤时提高了8．72，热值稍低于汽柴油的热值．说明凤眼莲与低阶煤共热解存在协同效应，共热解油实现了一定程度的轻质化．关键词凤眼莲，低阶煤，热解油，协同效应中图分类号TK6，TQ5230引言1实验部分凤眼莲被列为世界十大害草之一，原产于南美实验原料为长江野生凤眼莲(EC)和低阶煤洲，现以其快速的繁衍和传播能力入侵了至少62个(IFC)．凤眼莲经打捞清洗晾晒后，在4O℃鼓风干国家和地区．凤眼莲爆发成灾会堵塞河道，腐烂后污燥箱烘4h，再

3、用粉粹机粉碎，过8O目标准筛，在空染水质，妨碍其他水生动植物生长，造成生态失衡．气中晾数小时后装入自封袋中备用．煤样的制备参由于使用除草剂会对其他物种造成影响，而生物防照GB474—2008．原料元素分析和工业分析结果见治还在研究当中，因此机械打捞是目前最环保可行表1．研究涉及的凤眼莲与低阶煤的铝甑低温干馏的治理凤眼莲爆发的途径．寻找凤眼莲的经济高效实验、热重分析和热解油GC—MS检测的实验仪器利用途径与机械打捞相结合，既可提高风眼莲治理和方法参照文献[3]．效率，又可以变废为宝，降低成本，同时创造社会环表1样品

4、的元素分析和工业分析(，ad)保效益和经济效益．目前凤眼莲主要用于造纸、纤维板、动物饲料、肥料、沼气和生物乙醇等，应用有限，因而应寻求和拓宽凤眼莲清洁高效利用的新途径．[1由于化石燃料的匮乏，加之其传统利用方式污染大、效率低，近年来，生物质与低阶煤低温共热解备受瞩目．[2生物质与煤共热解时存在协同作用，可提高热解油产率，改善热解油品质，从而替代部分石2结果与讨论油，缓解石油危机．此外，副产物热解气可以用来发电，半焦也可用作催化剂和吸附剂，物尽其用，在实2．1热解产物分布现生物质与低阶煤的清洁高效利用的同时又可减少

5、CO的排放．凤眼莲富含纤维素和半纤维素，加以凤眼莲与低阶煤铝甑低温干馏实验时混合物中转化，将是一种颇具潜能的生物质能．本实验将凤眼凤眼莲的添加量分别为0，10，20，30和4O．莲与低阶煤低温共热解，以期二者存在协同作用，实各样品的热解产率见第1l页图1．现其清洁高效转化利用．由图1可以看出，凤眼莲与低阶煤共热解的主1)教授；2)硕士生，武汉科技大学化学工程与技术学院，武汉科技大学煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室，43008l武汉收稿日期：2013-06—22；修回日期：2013一O9—12第2期何选明等凤眼莲

6、与低阶煤低温共热解特性研究要产物是半焦，热解水产率最小．随着凤眼莲添加量的增大，半焦、热解气、热解水的产率单调变化，而热解油的产率呈现先增大后减小的趋势．当凤眼莲添加量为309／6时，热解油产率达到最大值11．32，比1摹11焉1誊11蓦墨星言墨图2不同配比混合样热解产物产率实验值与计算值曲线图1凤眼莲与低阶煤热解产率Fig．2MeasuredvaluesandtheoreticalcalculatedvaluesFig．1ProductyieldsfrompyrolysisofECandIFCofproduct

7、yieldsfrompyrolysisofECandLFCforvaryingfeedblendratiosforvaryingfeedblendratiosChar；口-Tar；△Gas；oPyrolysiswatera—TarIb—Char；c~Pyrolysiswater；d—Gas纯煤的热解油产率提高了24．81．半焦产率的下1一Measuredvalues：2Theoreticalcalculatedvalues降是因为凤眼莲的固定碳和灰分之和远小于煤样的品的热解转化；此外，生物质灰分富含K，Ca和Na

8、固定碳和灰分之和．煤气产率上升也与凤眼莲挥发等碱／碱土金属元素，可能会对煤的热解起到催化作分远高于煤样挥发分相一致．热解水的增加主要是用，因此生物质与煤共热解时除了“气一煤”反应外，因为凤眼莲含氧量接近煤样的6倍，而当样品热解还存在“半焦一煤”反应．与此同时，生物质密度比煤产生H·自由基时较易与O结合生成HO．随着凤样密度小很多，大量生物质及其提前热解产生的碳眼莲添加量的