褐煤与大豆荚共热解的产物特性分析
发布时间：2021-10-13 01:54
利用自制的低温热解装置研究褐煤与大豆荚共热解的产物特性,考察大豆荚掺混比和催化剂Fe2O3对热解产物特性的影响。通过FT-IR、GC-MS、SEM-EDX和UV-vis分析共热解产物的性质,并将半焦用于亚甲基蓝吸附实验。研究结果表明:掺混比30%时,共热解焦油的产率达到最大值11.98%,比煤焦油产率增加44.86%,与计算值的正偏差最大（0.8%）,同时,大豆荚的添加有促进焦油生成的协同作用。大豆荚的添加有利于共热解焦油中含氧杂环的断裂,使共热解焦油中直链烷烃增多,芳香族化合物减少,使重质组分转化为轻质组分,从而提高焦油品质;同时,大豆荚的添加使共热解半焦的含氧基团增加,微观形貌变粗糙。而Fe2O3的加入使共热解焦油中酚、醇类物质增加;加Fe2O3共热解半焦的褶皱更加明显。共热解半焦对亚甲基蓝的吸附率为33.62%,比煤半焦的吸附率提高8.84%,加Fe2O3共热解半焦的吸附率为55. 57%,比共热解半焦提高65.29%。
【文章来源】：生物质化学工程. 2018,52(06)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
FFi}执解瑞晋图
第6期李翠华，等:褐煤与大豆荚共热解的产物特性分析29图5煤、煤半焦和共热解半焦FT-IＲ对比图Fig．5FT-IＲspectraoflignite，lignitecharandco-pyrolysischar能团(—COOH、C?O等)得以保存。而共热解半焦的含氧基团的特征吸收峰比煤半焦的强，说明大豆荚和煤热解的协同作用使共热解半焦含有更多的含氧基团，有大豆荚添加的共热解过程更有利于保存半焦中含氧基团。2．3．2半焦微观结构分析为研究褐煤和大豆荚热解过程中半焦的表面形貌特性，通过扫描电镜对煤、煤半焦、共热解半焦和添加Fe2O3共热解半焦进行分析，结果见图6。由图6(a)看出褐煤表面光滑平整，没有裂纹和孔隙，通过低温热解过程后，煤半焦(图6(b))缩聚成团，这说明热解过程使半焦发生缩聚。煤半焦与大豆荚掺混比为30%的共热解半焦(图6(c))对比发现，共热解半焦表面凹凸不平且呈现颗粒状分布和碎片堆积现象，这是因为大豆荚的挥发分(70.03%)比煤的挥发分(47．04%)高，更易受热膨胀，进而破裂析出，产生很多小分子碎片，破碎的小分子碎片随温度的升高，出现部分团聚现象，最终使共热解半焦的表面凹凸不平，表面变得粗糙。将图6(c)与(d)对比，Fe2O3共热解半焦有更多突起和小分子碎片，结构更加疏松。结合表4数据分析，添加Fe2O3的共热解半焦比未添加的共热解半焦的挥发分含量低(由3．19%降为2．96%)，说明Fe2O3的添加促进了共热解过程挥发分的不断析出，从而使半焦的质地更加疏松，突起和小分子碎片增多。图6半焦产物的扫描电镜图Fig．6SEMimagesofpyrolysischar2．4半焦吸附性能测定半焦一般会通过改
、煤半焦和共热解半焦FT-IＲ对比图Fig．5FT-IＲspectraoflignite，lignitecharandco-pyrolysischar能团(—COOH、C?O等)得以保存。而共热解半焦的含氧基团的特征吸收峰比煤半焦的强，说明大豆荚和煤热解的协同作用使共热解半焦含有更多的含氧基团，有大豆荚添加的共热解过程更有利于保存半焦中含氧基团。2．3．2半焦微观结构分析为研究褐煤和大豆荚热解过程中半焦的表面形貌特性，通过扫描电镜对煤、煤半焦、共热解半焦和添加Fe2O3共热解半焦进行分析，结果见图6。由图6(a)看出褐煤表面光滑平整，没有裂纹和孔隙，通过低温热解过程后，煤半焦(图6(b))缩聚成团，这说明热解过程使半焦发生缩聚。煤半焦与大豆荚掺混比为30%的共热解半焦(图6(c))对比发现，共热解半焦表面凹凸不平且呈现颗粒状分布和碎片堆积现象，这是因为大豆荚的挥发分(70.03%)比煤的挥发分(47．04%)高，更易受热膨胀，进而破裂析出，产生很多小分子碎片，破碎的小分子碎片随温度的升高，出现部分团聚现象，最终使共热解半焦的表面凹凸不平，表面变得粗糙。将图6(c)与(d)对比，Fe2O3共热解半焦有更多突起和小分子碎片，结构更加疏松。结合表4数据分析，添加Fe2O3的共热解半焦比未添加的共热解半焦的挥发分含量低(由3．19%降为2．96%)，说明Fe2O3的添加促进了共热解过程挥发分的不断析出，从而使半焦的质地更加疏松，突起和小分子碎片增多。图6半焦产物的扫描电镜图Fig．6SEMimagesofpyrolysischar2．4半焦吸附性能测定半焦一般会通过改性处理后制备活性炭基材料用于吸附领域，考虑到未经处理的热解半焦较普通
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤半焦和沙柳炭混合物恒温共热解作用的研究[J]. 武彦伟,高学艺,王克冰,安书琪. 生物质化学工程. 2016(01)
[2]石莼与褐煤低温共热解产物的特性[J]. 程晓晗,何选明,柴军,容斐. 化工进展. 2016(01)
[3]烟煤与生物质快速共热解产物特性分析[J]. 王建飞,赵建涛,李风海,王志青,黄戒介,房倚天. 燃料化学学报. 2015(06)
[4]互花米草与褐煤共热解特性试验[J]. 李继红,杨世关,李晓彤. 农业工程学报. 2014(14)
[5]煤催化热解研究现状[J]. 张晶,张生军,周凡,赵鹤翔. 煤炭技术. 2014(04)
[6]Fe2O3/CaO对低阶煤低温催化干馏的影响[J]. 何选明,方嘉淇,潘叶. 化工进展. 2014(02)
[7]煤与生物质的共热解[J]. 李世光,徐绍平. 煤炭转化. 2002(01)
本文编号：3433734
【文章来源】：生物质化学工程. 2018,52(06)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
FFi}执解瑞晋图
第6期李翠华，等:褐煤与大豆荚共热解的产物特性分析29图5煤、煤半焦和共热解半焦FT-IＲ对比图Fig．5FT-IＲspectraoflignite，lignitecharandco-pyrolysischar能团(—COOH、C?O等)得以保存。而共热解半焦的含氧基团的特征吸收峰比煤半焦的强，说明大豆荚和煤热解的协同作用使共热解半焦含有更多的含氧基团，有大豆荚添加的共热解过程更有利于保存半焦中含氧基团。2．3．2半焦微观结构分析为研究褐煤和大豆荚热解过程中半焦的表面形貌特性，通过扫描电镜对煤、煤半焦、共热解半焦和添加Fe2O3共热解半焦进行分析，结果见图6。由图6(a)看出褐煤表面光滑平整，没有裂纹和孔隙，通过低温热解过程后，煤半焦(图6(b))缩聚成团，这说明热解过程使半焦发生缩聚。煤半焦与大豆荚掺混比为30%的共热解半焦(图6(c))对比发现，共热解半焦表面凹凸不平且呈现颗粒状分布和碎片堆积现象，这是因为大豆荚的挥发分(70.03%)比煤的挥发分(47．04%)高，更易受热膨胀，进而破裂析出，产生很多小分子碎片，破碎的小分子碎片随温度的升高，出现部分团聚现象，最终使共热解半焦的表面凹凸不平，表面变得粗糙。将图6(c)与(d)对比，Fe2O3共热解半焦有更多突起和小分子碎片，结构更加疏松。结合表4数据分析，添加Fe2O3的共热解半焦比未添加的共热解半焦的挥发分含量低(由3．19%降为2．96%)，说明Fe2O3的添加促进了共热解过程挥发分的不断析出，从而使半焦的质地更加疏松，突起和小分子碎片增多。图6半焦产物的扫描电镜图Fig．6SEMimagesofpyrolysischar2．4半焦吸附性能测定半焦一般会通过改
、煤半焦和共热解半焦FT-IＲ对比图Fig．5FT-IＲspectraoflignite，lignitecharandco-pyrolysischar能团(—COOH、C?O等)得以保存。而共热解半焦的含氧基团的特征吸收峰比煤半焦的强，说明大豆荚和煤热解的协同作用使共热解半焦含有更多的含氧基团，有大豆荚添加的共热解过程更有利于保存半焦中含氧基团。2．3．2半焦微观结构分析为研究褐煤和大豆荚热解过程中半焦的表面形貌特性，通过扫描电镜对煤、煤半焦、共热解半焦和添加Fe2O3共热解半焦进行分析，结果见图6。由图6(a)看出褐煤表面光滑平整，没有裂纹和孔隙，通过低温热解过程后，煤半焦(图6(b))缩聚成团，这说明热解过程使半焦发生缩聚。煤半焦与大豆荚掺混比为30%的共热解半焦(图6(c))对比发现，共热解半焦表面凹凸不平且呈现颗粒状分布和碎片堆积现象，这是因为大豆荚的挥发分(70.03%)比煤的挥发分(47．04%)高，更易受热膨胀，进而破裂析出，产生很多小分子碎片，破碎的小分子碎片随温度的升高，出现部分团聚现象，最终使共热解半焦的表面凹凸不平，表面变得粗糙。将图6(c)与(d)对比，Fe2O3共热解半焦有更多突起和小分子碎片，结构更加疏松。结合表4数据分析，添加Fe2O3的共热解半焦比未添加的共热解半焦的挥发分含量低(由3．19%降为2．96%)，说明Fe2O3的添加促进了共热解过程挥发分的不断析出，从而使半焦的质地更加疏松，突起和小分子碎片增多。图6半焦产物的扫描电镜图Fig．6SEMimagesofpyrolysischar2．4半焦吸附性能测定半焦一般会通过改性处理后制备活性炭基材料用于吸附领域，考虑到未经处理的热解半焦较普通
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤半焦和沙柳炭混合物恒温共热解作用的研究[J]. 武彦伟,高学艺,王克冰,安书琪. 生物质化学工程. 2016(01)
[2]石莼与褐煤低温共热解产物的特性[J]. 程晓晗,何选明,柴军,容斐. 化工进展. 2016(01)
[3]烟煤与生物质快速共热解产物特性分析[J]. 王建飞,赵建涛,李风海,王志青,黄戒介,房倚天. 燃料化学学报. 2015(06)
[4]互花米草与褐煤共热解特性试验[J]. 李继红,杨世关,李晓彤. 农业工程学报. 2014(14)
[5]煤催化热解研究现状[J]. 张晶,张生军,周凡,赵鹤翔. 煤炭技术. 2014(04)
[6]Fe2O3/CaO对低阶煤低温催化干馏的影响[J]. 何选明,方嘉淇,潘叶. 化工进展. 2014(02)
[7]煤与生物质的共热解[J]. 李世光,徐绍平. 煤炭转化. 2002(01)
本文编号：3433734
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