利用焦化工艺处理废塑料技术--添加剂OA的作用

利用热天平与200kg试验焦炉,研究添加剂(OA)、废塑料(WP)与首炼焦配煤(Coal)的热失重行为以及共焦化的成焦性能·结果表明废塑料、炼焦配煤与添加剂在相互重叠的热解失重温度区间内三者裂解生成的自由基相互作用(即协同效应),影响焦炭质量;添加剂OA、废塑料WP与炼焦配煤按比例1∶2∶97混合共焦化时,添加剂(OA)能够消除添加1%废塑料对焦炭质量产生的负面影响,使焦炭M40增加,M10降低,CSR升高,而CRI降低,具有显著的工业应用前景·     

氧化钙对褐煤和无烟煤热解特性影响

为研究CaO对褐煤和无烟煤热解特性影响,采用实验室小型固定床反应器对锡林郭勒褐煤(X)和宁夏石嘴山无烟煤(SH),进行热解实验,研究了CaO对热解三相产物分布规律影响。实验结果表明:在500~600℃时,添加2%CaO后褐煤热解生成CO_2的产率小于未添加CaO煤样热解生成CO_2的产率,添加CaO与否对其他3种气体H_2,CH_4,CO产率影响不大;与未加入CaO的褐煤煤样相比,加入CaO的褐煤煤样在相应温度下热解气相产物产率小幅度降低,且随着热解温度的升高,加入CaO的褐煤煤样气相产物产率增加速率大于未加入CaO的褐煤煤样。褐煤脱挥发分主要在600℃之前的热解阶段,而对于无烟煤来说,CaO在中温热解阶段对挥发分的脱除具有促进作用。对于褐煤半焦来说,加入2%CaO一直作为灰分存在半焦中,且随着热解温度的升高,褐煤半焦在高温时反应活性较高,发生热缩聚反应,导致半焦中有机质含量降低,以上2种原因直接导致褐煤半焦灰分升高;对于无烟煤来说,灰分增加主要是由于CaO的加入。     

小型固定床实验台条件下的聚乙烯热解

废塑料的热解特性研究是垃圾热化学处理工艺设计的基础。该文利用小型可视化固定床对聚乙烯类塑料进行了热解实验研究,分析了废塑料的热解机理及反应过程,并结合统计理论建立了聚乙烯热解模型。实验结果表明:提高热解温度可以提高产气率、碳转化率和热效率;热解气热值随温度而变化,在973 K左右达到最大值;建立的热解模型可预测不同温度下聚乙烯热解产物分布,与化学反应动力学模型结合后可全面描述聚乙烯的热解过程。     

典型陕北长焰煤热解行为及其动力学实验研究

利用热重分析(TGA)技术研究了升温速率对典型陕北长焰煤热解行为的影响,并用总包反应模型和分布活化能模型(DAEM)对其进行了动力学分析,比较了两种模型对3种典型陕北长焰煤热解的适应性.TGA结果表明典型陕北长焰煤热解分为3个阶段,增加升温速率使活泼热分解阶段和二次脱气阶段最大失重峰对应的热解温度向高温区移动,热解转化率降低.动力学分析表明:总包反应模型由于其假设只能得到某一温度范围内活化能和指前因子的平均值,且数值较低.DAEM可得到热解活化能的分布区间32～446kJ.mol-1,3种长焰煤热解表现出不同的活化能分布趋势.DAEM可较好描述黄土庙(HTM)煤样热解的全过程,活化能主要分布于181～425kJ.mol-1,出现两个峰值,对应的活化能分别为419kJ.mol-1和425kJ.mol-1.DAEM可描述府谷(FG)和张明沟(ZMG)煤样失重率在10%～55%的热解行为,活化能和频率因子随转化率的增加而升高.DAEM能描述非等温热解从低温到高温的过程,真实反映不同煤样热解过程的差异性、复杂性、连续性.     

中国典型动力煤种热解动力学分析

采用热重分析方法对中国典型动力煤种的热解动力学特性进行了研究,探讨了各煤种热解活化能及热解特征温度变化情况,并对结果进行了分析,得到煤样热解总失重率基本随煤化度的提高而减少,热解特征温度基本随煤化度的提高而增大。对于中等变质程度煤,因其结构中芳烃烷基侧链含量丰富,桥键多的缘故,这些煤样DTG曲线具有最大失重峰。在煤样主反应阶段中等煤有较高的活化能,低和高变质煤的活化能低。     

高硫煤与有机废弃物共热解的研究

用处理量为1 kg/h的回转炉作为高硫煤分别与锯末、废橡胶、废塑料共热解的反应器,研究了热解温度对各产品产率和煤气性质的影响,以及添加有机废弃物对焦炭光学组织的影响.结果表明:热解过程中有机废弃物能阻止煤粒之间发生粘结,得到粒状焦炭.焦油的生成率和裂解率随热解温度的变化可分别用正态分布函数和韦布尔分布函数模拟.锯末对焦炭中光学各向异性组织的形成和发展有阻碍作用,而废橡胶轮胎和废聚氯乙烯塑料对其有促进作用.     

典型煤种快速热解气体的逸出特性

为深入认识煤样的快速热解行为,捕捉气体释放特性,在873~1 273K条件下基于管式反应器对3种不同煤阶的典型煤样开展热解实验研究,借助红外气体分析系统记录在线气体组成。研究结果表明,热解温度的升高,对煤中含氢/含氧官能团的分解有促进作用,当温度自873K上升至1 273K时,H_2和CO的释放量均增加了4~5倍;在实验范围的高温下,煤阶对热解反应有效气体产物组成的影响较小,在1 273K时,H2的释放量几乎与煤种无关。     

峰峰黄沙肥煤的红外光谱研究

本文提供了峰峰黄沙肥煤的红外光谱图。发现在1025cm~(-1)处有一强峰,经氢碘酸处理煤样后,光谱图中的1025cm~(-1)峰消失,2eisel试验得正性结果,因此认为,1025cm~(-1)峰是由c-o-c伸缩振动引起的,所以,峰峰黄沙肥煤中含有醚的官能团。     

废旧乱线的热重分析及中试试验研究

利用差热热重分析仪研究了废旧乱线（PE线）外皮热解特性,通过热重和热重微分曲线得出动力学3参数,同时应用独立建设的中试设备进行了PE线的热解试验.试验结果表明：PE线热解温度区间较长,为267～580℃,活化能和指前因子分别为259.19kJ/mol和3.79×1017 min-1,反应级数为1;热解产物既有烃类大分子...     

还原性气氛下可燃固体废弃物热解油高值利用途径

在管式炉内进行单组分热解制油试验,获得了各组分的热解油产率与组分数据。利用主成分分析法分析Na OH、HY-51、凹凸棒土(凹土)原土OA和纯化凹土(PA)对废轮胎热解油的影响,发现PA在催化废轮胎热解制取芳香烃等方面具有巨大潜力。对3种组分的混合热解制油试验结果表明,混合组分最佳产油率温度与单组分较一致,且3组分混合比例较平均时,混合热解相互影响较小。采用支持向量机方法,建立了热解油产率预测模型,达到了较好的预测效果。柱层析试验结果表明,二氯甲烷和丙酮对热解油中的烃类有较好的分离效率,达到37.63%,淋洗液具有潜在的用于化工原料或液体燃料的价值。催化酯化试验结果表明,固体超强酸La3+-SO42-/Ti O2能达到较好的催化效果,热解油中酯类从10.71%增加到24.94%,缩醛类含量增加,降低了热解油酸性、腐蚀性,提高了热解油品质。在PY-GC/MS试验台上进行废纸板催化热解机理研究,结果表明:HZSM-5具有催化低聚物裂解、增加烃类含量、降低醛类和酸类含量;HY-51能够降低醛类含量,增加烃类含量,但不能促进低聚物裂解、增加了酸类含量,且易结焦失活,虽催化活性高但用于废纸板催化热解还需改性;Re Y对废纸板热解产物的催化效果有限;PA则基本不具有催化废纸板热解产物改善的效果。利用HZSM-5负载各种活性金属离子对催化剂进行改性,结果表明:0.5wt%Ni-HZ大幅度提高了BTX的产量,具有催化大分子难裂解物质分解的效果;0.5wt%Ca-HZ能够催化LG通过C-O键断裂反应生成BTX,并脱除大量O元素;0.5wt%Al-HZ能够催化LG通过C-C键断裂反应生成呋喃类组分,但更容易引起结焦;增加活性组分负载量至2wt%均可能由于活性组分过量而导致堵塞HZ表面孔道,阻碍反应物的进入与溢出,降低催化剂的催化效果。在PY-GC/MS试验台上进行废轮胎催化热解机理研究,结果表明:HY-51与Re Y对废轮胎裂解产物具有相近的提质效果,二者能够有效催化产物中的脂肪烃向芳香烃的转化,但一些茚族、萘族、菲族等多环芳烃也有增加;HZSM-5对废轮胎裂解产物也具有较好的重整效果;PA对废轮胎裂解产物的品质提升效果不佳。在PY-GC/MS试验台上进行废PE催化热解机理研究,结果表明:HSZM-5、HY-51和Re Y三种分子筛对废PE的裂解行为影响相似,均降低了裂解产物中烯烃的含量,增加了烷烃和芳香烃的含量;PA对废PE的催化效果较温和,促进部分烯烃转化为烷烃。     

北京市生活类废塑料产生特性定量研究

本文提出一种定量核算城市生活类废塑料产生特性的方法,并对2007年北京市生活类废塑料产生量分别进行了分场所、分形态、分成份的核算.将北京市生活类废塑料按产生场所分为4类(居住场所、公共营业场所、非公共场所、道路清扫),按废塑料形态分为6类(薄膜、杯盆盒、发泡、瓶、块、其它),按成份分为7类(PET、PE、PVC、PP、PS、混合料、其它).根据资料数据和调研数据核算北京市各区县不同场所生活类废塑料的产生量;通过实地调研获得废塑料产生场所——形态比例关系以及废塑料形态——成份比例关系.在此基础上得到北京市生活类废塑料分形态、分成份产生量.核算结果表明,2007年北京市生活废塑料总产生量为33.1×104t,人均废塑料产生量为20.3kg.从空间看,朝阳区和海淀区的废塑料产生量最大;从产生渠道看,居民生活渠道的废塑料产生量最大;从形态看,薄膜类废塑料产生量最大,占总量的44%;从成份看,PP类和PE类的产生量最大,占总量的75%.核算结果可为废塑料资源化工程设计提供数据支持.     

几种典型工业污泥及混合物热解特性影响因素

利用热重法,研究了3种典型工业污泥(制药,造纸、啤酒)及其混合物在不同影响因素下:热解温度、样品粒度、升温速率、热解压力、添加含金属元素化合物时的热解特性,研究得到热解机理方程式和反应动力学参数。结果表明,热解温度与压力、升温速率、样品粒度和升温速率污泥热解特性有重要影响,特别是添加了含金属元素化合物后,促进污泥热解有明显作用;3种典型工业污泥在低、中、高温段热解反应级数n分别为1,1.5,2.0,其热解特性参数并没有因为工业污泥试样的混合而显著改变;工业污泥热解特性表现出与煤矸石料相同特性,热解初期活化能和频率因子较低,随着热解温度升高,活化能和频率因子均增大,特别是在热解后期,活化能和频率因子都较高。     

PP和PE对废旧聚丙烯塑料的改性研究

以废旧聚丙烯为基体材料,加入不同比例的PP和PE进行增强和增韧改性,形成新的复合材料。研究了PP和PE的不同加入量对复合材料各种力学性能的影响,并对其微观结构进行分析。结果表明:当废塑料/PP/PE为100/20/10时,复合材料具有较好的综合力学性能。     

医疗废物中输液管(含PVC)与纱布(含纤维素)的混合热解特性

为研究聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）类与生物质类医疗废物的混合热解特性，利用差热热重分析仪，在氮气气氛下，对输液管（tube for transfusion，TFT；含PVC）和纱布（含纤维素）样品在不同质量配比下进行了混合热解实验，深入研究二者混合热解的行为与规律．结果表明：输液管的存在会显著加速纱布的热解，失重峰温降低40℃以上；纱布对输液管的热解存在轻微促进作用，使HCl脱除反应的失重峰温降低约5℃；混合前后，输液管的第二阶段热解反应没有发生太大变化；混合后残炭总量大于两种纯物质单独热解时的残炭质量；二者混合热解的反应机理在于输液管中PVC脱出的HCl通过酸催化作用加速了纱布中纤维素的脱水和醛类物质的生成；反之，纤维素中羟基的存在又加速了PVC脱HCl的反应．     

医疗废物中输液管（含PVC）与纱布（含纤维素）的混合热解动力学模型

为研究聚氯乙烯（polyvinyl chloride,PVC）类与生物质类医疗废物的混合热解特性,利用差热热重分析仪,在氮气气氛下,对输液管（tube for transfusion,TFT;含PVC）和纱布（含纤维素）样品进行了混合热解实验,并以其相互反应机制为依据,单组分热解模型为基础,建立了二者混合热解的动力学模型．结果表明：提出的输液管与纱布相互反应热解模型能很好地描述二者的热解行为,相对误差达1．03％;模型计算得到的动力学参数显示输液管脱除HCl的反应和纱布生成水和醛类物质的反应的活化能均明显降低,而其他反应的动力学参数仅出现轻微变化或无变化,验证了二者混合热解的相互催化机理和相互反应机制．     

废旧电路板热解过程中溴化氢的生成及脱除

利用热重-红外联用仪和石英管热解实验装置研究了废旧电路板热解回收过程中HBr的生成与脱除特性．结果表明：HBr主要在电路板快速失重阶段（300-360℃）析出，与溴化环氧树脂和环氧树脂的主链降解同时发生．添加CaCO3能有效地脱除热解过程产生的HBr，同时不影响电路板的降解行为；通过添加适当比例、粒径的CaCO3以及控制加热速率、热解温度等热解条件可以较好地消除HBr的危害。     

溶胀煤的红外光谱及热重分析研究

煤是由多种有机高分子化合物和矿物质组成的复杂混合物,而煤结构的研究内容主要是针对煤中的有机物质化学结构的研究。煤的化学结构决定了其多种反应性,所以煤化学结构的研究一直都是煤结构研究中的重要的研究课题。而煤的溶胀方法能够提供较多关于煤的化学结构消息,用傅立叶红外光谱法,热重分析法两种手段对去灰煤样、酒精和蒸馏水洗静毗啶溶胀煤样和NMP二次溶胀煤样进行化学结构与热解性质的分析,表征煤溶胀前后结构与热解反应性质的变化情况,定性地认识煤的溶胀反应过程。采用热重和红外光谱法联用分析NMP二次溶胀煤样,依据红外光谱了解热解过程中产物。这些工作有助于对淮南地区煤化学结构和热解反应性的研究。     

硅氧烷中加二茂铁热解制备SiOC（Fe）陶瓷

以二茂铁为金属前驱体,以聚硅氧烷为硅氧碳陶瓷前驱体,将二茂铁加入聚硅氧烷中,经混合、成型、交联、热解制得SiOC（Fe）陶瓷材料．结果表明,通过二茂铁与聚硅氧烷的混合、交联和热解,可将Fe引入SiOC陶瓷网络,制备出铁均匀分散于硅氧碳网络的SiOC（Fe）磁性陶瓷,形成金属／硅氧碳陶瓷复合材料．研究了铁金属前驱体与硅氧烷的复合行为、混合前驱体的成型和交联行为,研究了热解含铁聚硅氧烷制备SiOC（Fe）陶瓷的形成、结构和磁性能．     

不同煤阶软硬煤粒瓦斯放散规律实验研究

以焦煤中马村无烟煤、义煤新安矿贫瘦煤和平煤八矿气肥煤的同一煤层的软分层与硬分层煤样为研究对象,自主研制了煤粒瓦斯吸附-放散实验系统,对不同煤阶软硬煤瓦斯动态放散规律的差异进行研究分析。研究结果表明：在相同解吸时间内,瓦斯累积解吸量及解吸速度均随着变质程度的加深而增大,而软煤的瓦斯解吸量和解吸速度明显大于硬煤;对6组煤样实验数据进行了经验公式回归分析,解吸时间120min内无烟煤硬煤所用经验公式拟合效果都较好,软煤只有乌斯基诺夫式、文特式和孙重旭式拟合结果理想;对于贫瘦煤和气肥煤,文特式和孙重旭式拟合效果最好     

输液管与典型医疗废物组分的混合热解特性

为研究聚氯乙烯(PVC)类与其他典型医疗废物组分的混合热解特性,利用差热热重分析仪在氮气气氛下对输液管(TT,含PVC)和塑料、橡胶、生物质、蛋白质及合成纤维类废物样品分别进行了混合热解实验,研究其混合热解行为与规律.结果表明:输液管与其他废物样品混合热解后,均发生了明显或微弱的相互反应;混合反应机制归因于输液管中主要成分PVC在热解时的HCl析出现象,并分别在自由基转移作用、添加剂影响、酸碱中和驱动引起的Ca+对氯的固定作用、酸催化作用下程度不同地促进了各混合物的热解,使对应的失重峰比单独组分的失重峰都要提前;较高温度时PVC的共轭烯烃链裂解在混合物中的影响较小,对应的失重峰与单独组分的失重峰相比没有太大变化.