论文摘要
本文在固定床热解装置上进行了霍林河褐煤、神木烟煤和聚乙烯、聚丙烯塑料单独热解及煤与聚乙烯/聚丙烯的共热解研究。原料热重分析实验表明:霍林河褐煤、神木烟煤和聚乙烯、聚丙烯的热解区间均在400℃～550℃之间。霍林河褐煤、神木烟煤与聚乙烯、聚丙烯热解动力学对比分析表明:四者的反应级数均可按一级反应处理,活化能在30.34～82.33KJ/mol之间。在以N2为载气的惰性气氛下,实验在固定床热解装置上考察了恒温时间、载气流量、压力、热解温度等对原料煤样、聚乙烯、聚丙烯单独热解及共热解的影响,并考察了聚乙烯/聚丙烯-煤质量配比对共热解反应的影响。实验结果表明,在热解恒温时间20min,载气流量0.4L/min,压力0.2MPa条件下,霍林河褐煤、神木烟煤较佳热解温度均为540℃;聚乙烯、聚丙烯在440℃以上基本分解完全。共热解实验结果表明:当聚乙烯质量分数为5%时,霍林河褐煤和聚乙烯共热解的较佳温度为520℃,此时焦油产率有极大值（14.00wt%）,比理论计算值（13.36wt%）相对增加4.79%,且比相同条件下霍林河褐煤与聚丙烯共热解焦油产率（13.85wt%）略高;当聚丙烯质量分数为5%时,神木烟煤和聚丙烯共热解的较佳热解温度亦为520℃,此时焦油产率有极大值（18.88wt%）,比理论计算值（17.10wt%）相对增加10.41%,协同效应比较明显,且比神木烟煤与聚乙烯共热解焦油产率（18.15wt%）略高。采用萃取-柱层析及GC/MS方法对单独热解及共热解焦油进行了分析,将焦油分离为沥青质、酸性分、脂肪族、芳香族和极性分五个不同的族分,并主要对其中的脂肪族组分、芳香族组分进行了GC/MS分析。实验所得油品的脂肪族组分的GC/MS分析结果显示,共热解焦油中的脂肪族组分明显增加,并且主要增加了来自于聚乙烯/聚丙烯热解的低碳脂肪烃;对实验所得油品的芳香族组分的GC/MS分析结果显示,共热解焦油中芳香族组分主要来自于煤的热解且由于聚乙烯/聚丙烯的影响,芳香族组分的总量有所减少,但各种苯、萘、茚的烷基取代物含量有所增加,而葸、菲、芘等稠环芳烃的含量有所减少,共热解焦油轻质化明显。进一步证明了霍林河褐煤和聚乙烯共热解、神木烟煤和聚丙烯共热解存在协同效应。