亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        CaSO4、CaO與CaCl2對(duì)神府低變質(zhì)煤的低溫?zé)峤庥绊懷芯?/h1>
        2021-08-11 08:51:54陳錦中馬明明劉曉菊
        河南科學(xué) 2021年7期
        關(guān)鍵詞:半焦煤焦油類物質(zhì)

        陳錦中,馬明明,劉曉菊,李 立

        (1.榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,陜西榆林 719000;2.陜西榆能集團(tuán)能源化工研究院有限公司,陜西榆林 719000)

        當(dāng)下我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,石油與天然氣供應(yīng)缺口逐年加大[1-5],2018年我國(guó)原油產(chǎn)量接近1.9億t,進(jìn)口量達(dá)4.62億t,2019年我國(guó)原油產(chǎn)量超1.9億t,進(jìn)口接近5.2億t[6-7],這勢(shì)必會(huì)影響我國(guó)能源供給安全,進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展.因此,國(guó)家十分重視石油保障,制定了相應(yīng)能源發(fā)展的戰(zhàn)略,保證國(guó)家的能源安全.目前我國(guó)已在不斷增加石油的儲(chǔ)備,并且在提高石油產(chǎn)量及原油加工方面取得有效成績(jī).但是因?yàn)槿笨谔?,所以還需采取替代的方式緩解石油的進(jìn)口壓力.經(jīng)研究表明,在替代石油的各種方案中,煤的轉(zhuǎn)化量級(jí)最大,且已經(jīng)有了較好的技術(shù)基礎(chǔ),可行性比較高[8-10].但是,煤的使用量以及使用過(guò)程中的污染物和CO2排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于石油,因此煤的高效清潔利用已成為國(guó)家化石能源利用中急需重視的問(wèn)題.

        我國(guó)低變質(zhì)煤儲(chǔ)量豐富[11],但利用率不高,其中很大一部分都被直接燃燒,導(dǎo)致較大污染,故如何將低變質(zhì)煤高效清潔地利用已經(jīng)成為當(dāng)前亟待解決的重要課題.相對(duì)于傳統(tǒng)的燃燒和氣化來(lái)說(shuō),煤的低溫?zé)峤饧夹g(shù)可以更高效、更合理地利用低變質(zhì)煤[12].煤的低溫?zé)峤獠粌H與煤的粒度、加熱時(shí)間等有關(guān),還與催化劑的選擇有很大關(guān)系,通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎﹣?lái)調(diào)控反應(yīng)的發(fā)生方向和深度,有利于低變質(zhì)煤的合理利用.而催化劑的種類、用量、粒度大小及比表面積等因素對(duì)煤低溫催化熱解的產(chǎn)物有極大影響[13-16].Oztas和Yurum[17],Ozer等[18]考察了礦物對(duì)煤熱解的影響,發(fā)現(xiàn)礦物質(zhì)中含有Mg、Ca、Fe時(shí)能增加煤熱解的轉(zhuǎn)化率.Xu和Tomita[19]考察了CaO對(duì)煤的熱解影響,發(fā)現(xiàn)焦油中苯的含量大幅度下降.Yang和Cal[20]發(fā)現(xiàn)添加過(guò)渡金屬催化劑可使半焦擁有更高的反應(yīng)活性.本實(shí)驗(yàn)著重考察鐵系催化劑對(duì)神府煤的低溫?zé)峤馍山褂偷挠绊憽?yōu)化焦油組分、提高資源利用率、減少環(huán)境污染.

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 原料、試劑與儀器

        本次實(shí)驗(yàn)所用原料為神府煤,屬于低變質(zhì)程度的煤,具有高水分、高揮發(fā)分、高熱值、低灰、低磷、低硫的特點(diǎn),是優(yōu)良的低溫?zé)峤夂蛣?dòng)力用煤[21],神府煤的工業(yè)分析見(jiàn)表1.

        表1 神府煤的工業(yè)分析Tab.1 Industrial analysis of Shenfu coal單位:%

        二甲苯:深圳市華昌化工有限公司;甲醇:河北正元化工有限公司;KBr:天津市天力化學(xué)試劑有限公司;CaSO4、CaO、CaCl2:北京雙環(huán)化學(xué)試劑廠.以上均為分析純.甲苯:純度>99.5%,成都科龍化工試劑廠.

        鋁甑試驗(yàn)低溫干餾爐:GDL-BX,上海密通機(jī)電科技有限公司;氣相色譜儀:GS-101,大連日普科技有限公司;箱式電阻爐:Sx-4-9,沈陽(yáng)市電爐廠;電熱鼓風(fēng)干燥箱:DHG-9140,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;電子天平:TP,丹佛儀器(北京)有限公司;雙頻數(shù)控超聲波清洗器:KQ-300VD,昆山市超聲儀器有限公司;密封式化驗(yàn)制樣粉碎機(jī):GJ-1,鶴壁市鑫達(dá)儀器儀表有限公司;標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩:浙江上虞道墟張興紗篩廠;紅外光譜儀:TENSORⅡ,成都四洋科技有限公司;氣-質(zhì)聯(lián)用儀:GCMS-QP2010UItra型,日本島津公司.

        1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

        1.2.1 原料制備 用堆錐四分法選取煤樣,并用圓盤粉碎機(jī)將其粉碎,選取160~200目煤樣作為實(shí)驗(yàn)用煤.實(shí)驗(yàn)用煤裝入棕色的廣口瓶,放入干燥器中,使用之前將其在105℃真空干燥箱中干燥24 h.

        1.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 采用共混法[22-24]將CaSO4、CaO和CaCl2分別與煤混合,比例為2%、4%、6%、8%、10%,在研缽中充分研磨.每組煤樣均取20.00 g,放入鋁甑反應(yīng)器中進(jìn)行低溫?zé)峤?實(shí)驗(yàn)條件:開(kāi)始時(shí)在30 min內(nèi)將反應(yīng)溫度提高到260℃,再用30 min勻速將溫度提高到終溫510℃,終溫停留時(shí)間為30 min.

        2 結(jié)果與討論

        2.1 CaSO4、CaO和CaCl2催化劑對(duì)煤熱解各產(chǎn)物產(chǎn)率的影響

        低溫催化熱解條件下,煤焦油、煤氣、半焦、熱解水產(chǎn)率隨CaSO4、CaO和CaCl2催化劑添加量變化如圖1.

        由圖1可知,在相同的終溫和終溫停留時(shí)間等條件下,添加CaSO4催化劑熱解時(shí)焦油產(chǎn)率、半焦產(chǎn)率、熱解水產(chǎn)率分別為11.44%、66.01%、14.25%,與原煤熱解同種產(chǎn)物產(chǎn)率相比分別增加了0.12%、2.28%、0.25%,煤氣產(chǎn)率為8.30%,比原煤熱解煤氣產(chǎn)率降低了2.65%;添加CaCl2催化劑熱解時(shí)焦油產(chǎn)率、半焦產(chǎn)率、熱解水產(chǎn)率分別為11.64%、66.02%、14.40%,與原煤熱解同種產(chǎn)物產(chǎn)率相比分別增加了0.32%、2.29%、0.40%,煤氣產(chǎn)率為7.94%,比原煤熱解煤氣產(chǎn)率降低了3.01%;加入CaO后,煤氣和熱解水產(chǎn)率呈上升趨勢(shì),焦油產(chǎn)率先上升后降低,半焦產(chǎn)率降低.隨著CaO催化劑含量的增加,煤氣產(chǎn)率增加了4.37%,達(dá)到了15.32%;熱解水產(chǎn)率增加了0.45%,達(dá)到了14.45%;焦油產(chǎn)率先升高至11.40%,比原煤熱解焦油產(chǎn)率高0.08%,后又逐步減至11.29%,比原煤熱解焦油產(chǎn)率低0.03%;半焦產(chǎn)率降低了4.79%,產(chǎn)率為58.94%.CaSO4、CaCl2和CaO三種催化劑都能提高煤熱解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率,但CaO相較于CaSO4和CaCl2來(lái)說(shuō),它能夠裂解部分焦油組分,促進(jìn)半焦裂解,使得煤氣產(chǎn)量增加,焦油產(chǎn)量相對(duì)下降,而CaSO4和CaCl2則不具備裂解焦油組分的作用,且抑制半焦的裂解,故表現(xiàn)出焦油、半焦產(chǎn)率增長(zhǎng),氣體產(chǎn)率減少.

        圖1 低溫?zé)峤猱a(chǎn)物產(chǎn)率圖Fig.1 The yield of low-temperature pyrolysis products

        2.2 煤及半焦的FT-IR分析

        由圖2可知,3446 cm-1、3444 cm-1為分子間氫鍵O—H伸縮振動(dòng),2920 cm-1為亞甲基-CH2反對(duì)稱伸縮振動(dòng),2850 cm-1為亞甲基-CH2對(duì)稱伸縮振動(dòng),1620 cm-1芳烴C==C雙鍵、氫鍵締合-C==O振動(dòng)、N—H彎曲振動(dòng),1452 cm-1C—H彎曲振動(dòng),1259 cm-1芳基醚類C—O伸縮振動(dòng),1170 cm-1C—O伸縮振動(dòng)、醚的振動(dòng),808 cm-1、750 cm-1C—H面外彎曲振動(dòng)、O—H面外彎曲振動(dòng)、苯環(huán)特征峰.由圖3~圖6可知,不同熱解條件下的半焦與原煤相比,2920 cm-1處的亞甲基-CH2反對(duì)稱伸縮振動(dòng)和2850 cm-1處的亞甲基-CH2對(duì)稱伸縮振動(dòng)消失了,這說(shuō)明煤中的烴類物質(zhì)大量消失,從而折射出熱解時(shí)焦油的來(lái)源.加入CaSO4、CaO和CaCl2催化劑后,相較于原煤半焦,在1452 cm-1處增加了C—C骨架振動(dòng),600~880 cm-1之間的苯環(huán)特征峰明顯增多,尤其以加入CaO催化劑最為明顯,在875 cm-1處生成了1C—H面外彎曲振動(dòng),說(shuō)明在加入催化劑下對(duì)煤進(jìn)行熱解能顯著改變煤的部分結(jié)構(gòu),在熱解過(guò)程中生成芳香類物質(zhì).加入CaSO4和CaCl2分別對(duì)煤進(jìn)行催化熱解后,在1122、1127 cm-1處形成了C—N伸縮振動(dòng),說(shuō)明催化劑CaSO4和CaCl2能夠促進(jìn)胺類物質(zhì)的生成.

        圖2 原煤紅外分析Fig.2 FT-IR of the raw coal

        圖3 原煤半焦紅外分析Fig.3 FT-IR of raw coal semi-coke

        圖4 添加10%CaCl2的半焦紅外結(jié)果分析Fig.4 FT-IR of semi-focus infrared results with 10%CaCl2 added

        圖5 添加10%CaO的半焦紅外結(jié)果分析Fig.5 FT-IR of semi-focus infrared results with 10%CaO added

        圖6 添加10%CaSO4的半焦紅外結(jié)果分析Fig.6 FT-IR of semi-focus infrared results with 10%CaSO4 added

        2.3 煤焦油的GC-MS分析

        對(duì)煤焦油進(jìn)行GC-MS分析,未添加和添加10%CaO催化劑的熱解焦油GC-MS圖譜如圖7、圖8所示.

        圖7 神府煤熱解焦油的氣質(zhì)聯(lián)用圖譜Fig.7 GC/MS spectra of the Shenfu coal pyrolysis tar

        圖8 添加10%CaO催化熱解焦油的氣質(zhì)聯(lián)用圖譜Fig.8 GC/MS spectra of catalytic pyrolysis tar added with 10%CaO

        可知神府原煤熱解所產(chǎn)生的焦油中C10以下的物質(zhì)占總物質(zhì)的17.21%;C10~C15之間的物質(zhì)占總物質(zhì)的42.04%,C15~C20的物質(zhì)占總物質(zhì)的28.35%;C20以上的物質(zhì)占總物質(zhì)的12.40%(圖9 a).添加CaO催化劑后,焦油中C10以下的物質(zhì)占總物質(zhì)的30.23%,高出原煤焦油13.02%;C10~C15之間的物質(zhì)占總物質(zhì)的44.24%,比原煤焦油低2.20%;C15~C20的物質(zhì)占總物質(zhì)的24.02%,較原煤焦油低4.33%;C20以上的物質(zhì)占總物質(zhì)的1.51%,比原煤焦油低10.89%(圖9 b).這表明CaO催化劑可有效提高焦油中輕組分的含量,對(duì)輕組分的選擇性高.

        由圖9 c與d可知,在原焦油的主要成分中,苯類物質(zhì)占總量的4.19%,苯酚類物質(zhì)占總量的17.71%,烷烴類物質(zhì)占總量的23.58%,萘類物質(zhì)占總量的22.35%,聯(lián)二苯類物質(zhì)占總量的2.13%,芴類物質(zhì)占總量的4.28%,吡喃類物質(zhì)占總量的2.25%,菲類物質(zhì)占總量的12.08%,蒽類物質(zhì)占總量的3.35%,烯烴類物質(zhì)占總量的2.41%,熒蒽類物質(zhì)占總量的2.16%,芘類物質(zhì)占總量的3.59%.在加入催化劑CaO熱解產(chǎn)生的煤焦油中,苯類物質(zhì)占總量的2.53%,較原煤焦油低1.66%;苯酚類物質(zhì)占總量的22.10%,高出原煤焦油4.39%;萘類物質(zhì)占總量的27.65%,高出原煤焦油5.30%;聯(lián)二苯類物質(zhì)占總量的1.51%,較原煤焦油低0.62%;芴類物質(zhì)占總量的5.76%,高出原煤焦油1.48%;吡喃類物質(zhì)占總量的5.60%,高出原煤焦油3.35%;菲類物質(zhì)占總量的16.76%,高出原煤焦油4.68%;蒽類物質(zhì)占總量的2.19%,較原煤焦油低1.16%;烯烴類物質(zhì)占總量的0.75%,較原煤焦油低1.66%;熒蒽類物質(zhì)占總量的3.30%,高出原煤焦油1.14%;芘類物質(zhì)占總量的3.96%,高出原煤焦油0.37%;原焦油中未出現(xiàn)的茚類物質(zhì)占總量的5.40%,二十二醇占0.75%,而原煤焦油中的烷烴類物質(zhì)并未發(fā)現(xiàn),這表明CaO催化劑極可能促長(zhǎng)鏈烷烴等高碳物質(zhì)的分解,由圖1 a和b可知,長(zhǎng)鏈烷烴分解后并未變成小分子焦油,而是徹底分解成為氣體,從而增加了產(chǎn)氣量.

        圖9 焦油主要成分分析Fig.9 Analysis on main components of tar

        3 結(jié)論

        1)神府煤在相同加熱速率,熱解終溫和停留時(shí)間下,加入CaSO4和CaCl2催化劑可提高焦油產(chǎn)率、半焦產(chǎn)率、熱解水產(chǎn)率,但除半焦產(chǎn)率外,焦油產(chǎn)率和熱解水產(chǎn)率增加并不明顯,而煤氣產(chǎn)量明顯降低,加入CaO催化劑卻最終輕微地降低了焦油的產(chǎn)率,但半焦產(chǎn)率降低了4.79%,煤氣產(chǎn)率增加了4.37%,變化十分顯著,這說(shuō)明鈣的氧化物可以降低焦油和半焦的產(chǎn)率,但是能顯著地增加煤氣的產(chǎn)率,而鈣的鹽類物質(zhì)則正好相反,提高了焦油和半焦的產(chǎn)率,抑制了煤氣的生成.

        2)在加入CaSO4、CaCl2和CaO催化劑熱解后極大地改變了煤的部分結(jié)構(gòu),在熱解的過(guò)程中產(chǎn)生了芳香類物質(zhì),導(dǎo)致苯環(huán)特征峰明顯增多.

        3)CaO催化劑對(duì)煤焦油輕組分的選擇性極強(qiáng),使原煤中C20以上物質(zhì)的相對(duì)含量從12.40%下降到1.51%,長(zhǎng)鏈烯烴極少,烷烴類物質(zhì)基本沒(méi)有,說(shuō)明CaO催化劑分解了長(zhǎng)鏈烷烴,使其以氣體的而形式逸散出來(lái),從而增加了煤氣的含量,同時(shí)相對(duì)于原煤熱解煤焦油的含量?jī)H下降了0.03%,因此認(rèn)為CaO的催化效果非常優(yōu)秀,且催化熱解后煤焦油中苯酚類、萘類、菲類和蒽類物質(zhì)相對(duì)含量較原煤焦油中的多,且產(chǎn)生了原煤焦油中不具備的醇和茚類物質(zhì),實(shí)現(xiàn)了高附加值產(chǎn)品的富集.

        猜你喜歡
        半焦煤焦油類物質(zhì)
        大同石炭系煤高灰半焦浮選脫灰研究
        煤焦油中金屬及灰分脫除技術(shù)研究
        云南化工(2021年6期)2021-12-21 07:31:00
        勘 誤
        沉降爐中半焦與煤燃燒特性對(duì)比研究
        能源工程(2021年1期)2021-04-13 02:05:44
        煤焦油固定床催化加氫工藝實(shí)驗(yàn)
        山東冶金(2018年6期)2019-01-28 08:14:50
        K-Fe復(fù)合催化劑對(duì)煤半焦氣化速率與產(chǎn)物的影響
        在線富集-膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜用于烷基酚類物質(zhì)的檢測(cè)
        再生膠業(yè)將以技術(shù)規(guī)范淘汰煤焦油
        煤焦油加工技術(shù)現(xiàn)狀及深加工發(fā)展分析
        化工管理(2015年12期)2015-03-24 21:06:07
        煙草潛香類物質(zhì)果糖嗪的合成

        亚洲视频一区二区久久久| 欧美日韩色另类综合| 天美麻花果冻视频大全英文版| 无码av免费精品一区二区三区| 97女厕偷拍一区二区三区| 国产av无码专区亚洲a∨毛片| 男受被做哭激烈娇喘gv视频| 国产午夜精品久久久久99| 偷拍一区二区三区黄片| 国产欧美日韩一区二区加勒比| 97se亚洲国产综合自在线| 99JK无码免费| 中文字幕乱码人妻在线| 亚洲午夜久久久久久久久电影网 | 日本特黄a级高清免费大片| 中文字幕亚洲高清精品一区在线| 亚洲色偷偷综合亚洲avyp| 自拍亚洲一区欧美另类| 成人av天堂一区二区| 日韩av天堂一区二区三区在线| 欧美性猛交xxxx免费看蜜桃| 色老汉免费网站免费视频| 日本激情视频一区在线观看| 国产精品三区四区亚洲av| 少妇太爽了在线观看免费视频| 福利一区二区三区视频午夜观看| 激情在线视频一区二区三区| 无码av天天av天天爽| 少妇饥渴xxhd麻豆xxhd骆驼 | 久久人与动人物a级毛片| 亚洲AV无码成人精品区天堂| 久久九九精品国产不卡一区| 亚洲国产精品久久电影欧美| 日韩国产欧美视频| 国产一区二区三区乱码在线| 日韩av无码一区二区三区| 日本高清aⅴ毛片免费| 国产精品国产三级国产三不| 亚洲色图视频在线免费看 | 亚洲中文字幕每日更新| 激情视频国产在线观看|