低阶煤与聚丙烯共热解协同效应分析

新疆地区煤炭储量丰富,低阶煤占比较高。其中,哈密地区的煤炭普遍具有挥发分高的特点,适宜通过热解提取其中的油气组分。然而热解焦油存在重质组分含量高、黏度大、易带尘等问题,因此如何降低焦油中重质组分含量,提升焦油品质是实现其高值化利用的关键。塑料与煤具有相似的热解温区,且塑料的H/C原子比远高于煤,其在热解过程中产生的富氢组分可促进煤的一次热解反应或抑制煤热解过程中的交联现象。煤与塑料共热解过程中,挥发物之间存在相互作用,其机制与二者接触方式密切相关。通过TG、TG-MS和TG-FTIR-GC/MS探究聚丙烯(PP)和淖毛湖煤(NMH)共热解过程中相互作用。TG-MS结果显示二者快速分解阶段主要热解温度区间基本重合,PP热解过程生成·CH3。PP置于NMH上方时,二者质量比显著影响NMH热失重行为和挥发物释出规律,当NMH、PPexp质量比为8∶2时,正协同效应最明显。TG-FTIR-GC/MS结果显示,8NMH-2PPexp热解过程中,PP热解自由基促进NMH化学键断裂,形成的相互作用改变氧的释放形式,CO和H2O增加,CO2减少。烯烃及醇类物质相对含量分别比理论计算值高30.58%和16.18%,CO2和烷烃类分别低8.89%和14.43%。Flynne-Walle-Ozawa计算结果表明,共热解平均活化能比理论计算值低6.8kJ/mol,与PP促进NMH挥发物的释放印证。

王雪婷(1998—),女,河南开封人,硕士研究生。E-mail:1837821331@qq.com

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王雪婷,钟梅,代正华,等.低阶煤与聚丙烯共热解协同效应分析[J].洁净煤技术,2024,30(4):187-195.

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