СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОДУКТОВ МИКРОВОЛНОВОГО ПИРОЛИЗА НИЗКОСОРТНЫХ УГЛЕЙ: ВЛИЯНИЕ РЕАКЦИОННОЙ АТМОСФЕРЫ
Аннотация
Для изучения влияния реакционных атмосфер на температуру пиролиза, выход продуктов и спектроскопические характеристики продуктов пиролиза проведены эксперименты по микроволновому пиролизу низкосортных углей в атмосферах CO2, CH4, H2 и циркуляционного газа (CG) в специ 679-2 ально разработанной микроволновой печи. Последние проанализированы методами ИК-Фурье-спектроскопии и газовой хроматографии-масс-спектрометрии. Скорость нарастания температуры и конечная температура пиролиза в атмосфере Н2 самые высокие среди четырех атмосфер: для достижения температуры 750°С требуется всего 5.6 мин, конечная температура >950°С. Выход жидкости в атмосферах CO2, CH4, H2 и CG составляет 21.8, 24.4, 28.2 и 26.8 мас.% соответственно. Содержание -OH, ароматического кольца с двойной связью C=C и -C=O в твердом продукте в атмосфере CH4 является самым высоким, возможно, из-за термической поликонденсации и вторичной дегазации твердого продукта. Гидрирование свободных радикалов Н, диссоциированных из “обогащенного водородом” газа, приводит к повышению содержания алканов и снижению содержания ароматических углеводородов в битуме, что подтверждается изменением содержания кислорода в твердом продукте. Метод гидрогенизации циркуляционного угольного газа при микроволновом пиролизе низкосортных углей экономичен и энергоэффективен, его использование способствует развитию технологий переработки угля.
Ключевые слова
Об авторах
J. Zhou
Сианьский университет архитектуры и технологий; Научный центр металлургическoго машиностроения и технологии провинции Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
L. Wu
Школа металлургического машиностроения, Сианьский университет архитектуры и технологий
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
K. Liang
Сианьский университет архитектуры и технологий
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
J. Zhou
Сианьский университет архитектуры и технологий
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Q. Zhang
Сианьский университет архитектуры и технологий; Научный центр металлургическoго машиностроения и технологии провинции Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Y. Song
Школа металлургического машиностроения, Сианьский университет архитектуры и технологий; Научный центр металлургическoго машиностроения и технологии провинции Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Y. Tian
Сианьский университет архитектуры и технологий; Научный центр металлургическoго машиностроения и технологии провинции Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
X. Lan
Научный центр металлургическoго машиностроения и технологии провинции Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Китай
Сиань 710055, Шаньси
Список литературы
1. C. Xue, Y. P. Mao, W. L. Wang, Z. Song, X. Q. Zhao, Sun J, Y. X. Wang, J. Environ. Sci. China, 81, 119–135 (2019).
2. N. S. Razvan, V. Adrian, M. Pranjali, B. Dorin, Biores. Technol., 277, 179–194 (2019).
3. G. J. Yang, S. J. Park, Materials, 12, 1177 (2019).
4. C. Kumar, M. A. Karim, Crit. Rev. Food Sci., 59, 379–394 (2019).
5. J. Zhou, L. Wu, K. Liang. Y. H. Song, Q. L. Zhang, Mater. Rep., 33, 191–197 (2019).
6. BP company. BP Statistical Review of World Energy (2018).
7. International Energy Agency. Outlook on world energy 2018, Beijing (2019).
8. S. Mutsengerere, C. H. Chihobo, D. Musademba, I. Nhapi, Renew. Sust. Energy Rev., 104, 328–336 (2019).
9. Y. N. Zhang, C. Paul, S. Y. Liu, P. Peng, M. Min, Y. L. Cheng, A. Erik, N. Zhou, L. L. Fan, C. H. Liu, G. Chen, Y. H. Liu, H. W. Lei, B. X. Li, R. Roger, Biores. Technol., 230, 143–151 (2018).
10. M. Faisal, M. Ramli, N. A. Farid, Renew. Sust. Energy Rev., 39, 555–574 (2014).
11. F. Motasemi, T. A. Muhammad, Renew. Sust. Energy Rev., 28, 317–330 (2013).
12. N. N. Peng, C. Huang, J. Su, J. Hazard. Mater., 365, 565–571 (2019).
13. Z. X. Tan, S. N. Yuan, Waste Biomass. Valori, 10, 1395–1405 (2019).
14. Y. H. Bai, Y. L. Wang, S. H. Zhu, F. Li, K. C. Xie, Energy, 74, 464–470 (2014).
15. M. V. Gil, J. Riaza, L. Álvarez, C. Pevida, J. J. Pis, F. Rubiera, Appl. Energy, 91, 67–74 (2012).
16. X. W. Xu, Z. L. Li, E. C. Jiang, Biores. Technol., 284, 178–187 (2019).
17. B. D. Colette, F. Andre, L. Ali, L. Philippe, Fuel, 75, 1274–1275 (1996).
18. A. Ariunaa, B. Q. Li, W. Li, B. Purevsuren, S. H. Munkhjargal, F. R. Liu, Z. Q. Bai, G. Wang, J. Fuel Chem. Technol., 35, 1–4 (2007).
19. P. F. Wang, L. J. Jin, J. H. Liu, S. W. Zhu, H. Q. Hu, Fuel, 103, 14–21 (2013).
20. L. J. Jin, H. B. Zhao, M. Y. Wang, B. Y. Wei, H. Q. Hu, Fuel, 241, 1129–1137 (2019).
21. H. Y. Zhang, R. Xiao, D. H. Wang, G. Y. He, S. S. Shao, J. B. Zhang, Z. P. Zhong, Biores. Technol., 103, 4258–4264 (2011).
22. J. Zhou, L. Wu, K. Liang, Q. L. Zhang, Y. H. Song, Y. H. Tian, X. Z. Lan, J. Anal. Appl. Pyrol., 134, 580–589 (2018).
23. J. Zhou, Z. Yang, X. F. Liu, L. Wu, Y. H. Tian, X. C. Zhao, Spectrosc. Spectr. Anal., 36, 459–465 (2016).
24. J. Zhou, X. Z. Lan, X. C. Zhao, Q. L. Zhang, Y. H. Song, L. Wu, X. Y. Chen, Chinese Patent, ZL 201220436061.9.
25. M. S. Cao, W. L. Song, Z. L. Hou, B. Wen, J. Yuan, Carbon, 48, 788–796 (2010).
26. E. Reguera, A. C. Diaz, M. H. Yee, J. Mater. Sci., 40, 5331–5334 (2005).
27. A. Victor, S. Dushyant, S. Mark, H. Sonia, Fuel, 33, 905–915 (2019).
28. W. H. Calkins, C. Bonifaz, Fuel, 63, 1716–1719 (1986).
29. A. P. Wu, T. Y. Pan, X. M. Shi, L. F. Zhou, R. M. Liu, D. X. Zhang, J. S. Gao, Coal Conv., 35, 1–5 (2012).
30. M. Cheng, S. C. Wang, D. X. Zhang, Coal Conv., 35, 94–98 (2012).
31. P. R. Solomn, T. H. Flectcher, R. J. Pugmire, Fuel, 72, 587–597 (1993).
32. H. Q. Liao, W. Li, C. G. Sun, B. Q. Li, Chem. Ind. Eng. Pro, 15, 19–23 (1996).
33. National Standard of P. R. China. GB/T 25212-2010 (2010).
34. National Standard of P. R. China. GB/T 30732-2014 (2014).
35. National Standard of P. R. China. GB/T 31391-2015 (2015).
36. Y. H. Song, Q. N. Ma, W. J. He, Energ. Fuel, 31, 217–223 (2018).
37. Q. H. Tan, G. H. Wang, A. Long, A. Dines, C. Buda, J. Shabaker, D. E. Resasco, J. Catal., 347, 102–115 (2017).
38. P. Liu, J. W. Le, D. X. Zhang, S. C. Wang, T. Y. Pan, Fuel, 207, 244–252 (2017).
Рецензия
Для цитирования:
Zhou J., Wu L., Liang K., Zhou J., Zhang Q., Song Y., Tian Y., Lan X. СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОДУКТОВ МИКРОВОЛНОВОГО ПИРОЛИЗА НИЗКОСОРТНЫХ УГЛЕЙ: ВЛИЯНИЕ РЕАКЦИОННОЙ АТМОСФЕРЫ. Журнал прикладной спектроскопии. 2020;87(4):679(1)-679(9).
For citation:
Zhou J., Wu L., Liang K., Zhou J., Zhang Q., Song Y., Tian Y., Lan X. SPECTROSCOPIC ANALYSIS OF PRODUCTS FROM LOW-RANK COAL MICROWAVE PYROLYSIS: EFFECT OF REACTION ATMOSPHERE. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2020;87(4):679(1)-679(9).
Просмотров: 287
Послать статью по эл. почте 