黃 勇 王寧波 劉巧霞 王武生 劉 丹 張曉欠 靳 皎

(1.陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司碳?xì)涓咝Ю眉夹g(shù)研究中心,710000 西安;2.石油和化工行業(yè)化石碳?xì)滟Y源高效利用工程研究中心,710000 西安)

0 引 言

基于低變質(zhì)煙煤與生物質(zhì)的自身組成與結(jié)構(gòu)特征,選擇以中低溫?zé)峤鉃橹鞯那鍧嵽D(zhuǎn)化技術(shù)可有效提高煤熱解轉(zhuǎn)化率和焦油品質(zhì),對緩解能源供需不平衡、提高煤炭資源利用率以及規(guī)?；蒙镔|(zhì)資源具有重要意義。壓力是影響低階煤與生物質(zhì)共熱解過程的重要因素,加壓條件下的化學(xué)反應(yīng)、傳質(zhì)和傳熱等過程受熱解條件的影響較大,導(dǎo)致共熱解規(guī)律較低階煤與生物質(zhì)單獨(dú)熱解更為復(fù)雜[1-2]。因此,研究不同熱解條件相互作用對共熱解過程的影響,對掌握加壓條件下共熱解的規(guī)律具有重要意義。

原料種類、反應(yīng)器類型和熱解條件等因素影響低階煤與生物質(zhì)共熱解過程的反應(yīng)機(jī)制尚不明確,是否存在協(xié)同效應(yīng)也沒有定論,導(dǎo)致研究者的認(rèn)識各不相同[3-4]。生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的氫與煤熱解自由基發(fā)生加氫飽和反應(yīng),在熱解效率、脫硫和脫氮等方面存在協(xié)同效應(yīng)。王俊麗[5]在固定床反應(yīng)器中研究低階煤與生物質(zhì)的共熱解特性,結(jié)果表明,在550℃時生物質(zhì)摻混比為33%條件下,焦油產(chǎn)率增加,焦油中含氧化合物含量升高,烴類含量降低,協(xié)同效應(yīng)明顯。易霜等[6]在自制的干餾裝置中開展褐煤與甘蔗渣的共熱解實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在甘蔗渣摻混比為20%時焦油產(chǎn)率的實(shí)驗(yàn)值比理論值高9.61%,半焦的比表面積增大,孔徑分布改善。GUOet al[7]在固定床反應(yīng)器中研究褐煤與木屑的共熱解特性,結(jié)果表明,生物質(zhì)中堿金屬和堿土金屬元素改變了煤的黏結(jié)性,破壞煤黏結(jié)成焦過程,促進(jìn)煤中揮發(fā)分的析出,提高了共熱解油產(chǎn)率。唐初陽[8]在管式干餾爐中研究棉桿、稻殼與低階煤的共熱解過程,發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)中礦物質(zhì)催化熱解反應(yīng),熱解油中脂肪烴和芳烴化合物含量增加,提高了熱解油的產(chǎn)率及品質(zhì)。然而也有不同意見,相比于煤分子結(jié)構(gòu)中CC鍵,生物質(zhì)中C—C鍵和醚鍵的鍵能較低,二者熱解溫度區(qū)間不匹配,生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的氫分子提前揮發(fā),難以參與煤熱解過程。亞力昆江等[9]等在熱天平和管式爐反應(yīng)器中研究木屑與煙煤在終溫650℃條件下的共熱解規(guī)律,煙煤與木屑的熱解溫度相差100℃~175℃,熱解反應(yīng)不同步導(dǎo)致二者無協(xié)同作用。賀越[10]考察了不同比例下麥稈和無煙煤的共熱解特性,發(fā)現(xiàn)共熱解轉(zhuǎn)化率是煤與生物質(zhì)單獨(dú)熱解時轉(zhuǎn)化率的簡單疊加,未產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料

本實(shí)驗(yàn)選取西灣煤(X W)和秸稈(MG)為研究對象,對樣品進(jìn)行破碎、篩分,選取粒徑0μm~300 μm的樣品,在110℃條件下烘干8 h后備用。生物質(zhì)摻混比(w(BR))分別為0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同),10%,20%,30%,40%,50%,70%和100%。西灣煤和秸稈的工業(yè)分析和元素分析見表1。

表1 西灣煤和秸稈的工業(yè)分析和元素分析Table 1 Proxi mate and ulti mate analyses of X Wand MG

1.2 裝置與方法

本實(shí)驗(yàn)在公斤級流化床加壓熱解裝置上進(jìn)行(如圖1所示)。裝置由氣源單元、進(jìn)料單元、反應(yīng)單元、氣固分離單元以及氣液分離單元等組成,處理量較大,工藝流程完整,易于工程化放大。實(shí)驗(yàn)條件:操作溫度為500℃~650℃,操作壓力為常壓~1.0 MPa,熱解氣氛為100%N2,100%CO2,50%CO2+50%H2,輸送氣量為10 L/min~20 L/min,流化氣量為20 L/min~40 L/min。

圖1 工藝流程Fig.1 Schematic diagram of procedure

通入預(yù)熱后的流化氣和預(yù)熱氣,開啟電伴熱將反應(yīng)器、旋風(fēng)分離器和深度除塵器等設(shè)備升至實(shí)驗(yàn)溫度。通過調(diào)節(jié)減壓閥開度,控制裝置壓力達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。待系統(tǒng)穩(wěn)定后,開啟下料閥,控制下料速率為1.0 kg/h~5.0 kg/h。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將系統(tǒng)降至常溫、常壓狀態(tài),收集液相和固相產(chǎn)物。液相產(chǎn)物從分離塔、一級氣液分離器、二級氣液分離器收集,除去水分和灰分后,差減法計算共熱解油產(chǎn)率。固相產(chǎn)物從排焦罐、半焦收集罐、細(xì)粉收集罐收集稱重。用二氯甲烷浸泡和沖洗在線取樣器,用布氏漏斗(濾紙孔徑為3μm~4μm)過濾除去固體顆粒,采用無水硫酸鎂脫除水分,采用減壓旋蒸除去二氯甲烷,獲得共熱解油。

1.3 產(chǎn)物分析

利用GC-2014型氣相色譜儀(日本,島津公司)分析CO2,CH4,C2H6,C2H4,N2,CO和H2等熱解氣成分,載氣為N2和H2,流速為20 mL/min,色譜柱溫度為100℃,反應(yīng)時間為23 min。利用7890B型氣相色譜儀(美國,安捷倫科技有限公司)配氫火焰離子檢測器(FID),色譜柱采用不銹鋼毛細(xì)柱(5 m×0.53 mm(ID)×0.15μm,石油科學(xué)技術(shù)研究院)。半焦的比表面積和孔徑采用美國康塔公司生產(chǎn)的氮?dú)馕絻x進(jìn)行分析。

1.4 計算方法

式中:wcal為煤與生物質(zhì)共熱解油的計算值,%;wexp為共熱解油的實(shí)驗(yàn)值,%;wcoal為煤單獨(dú)熱解油的產(chǎn)率,%;wbiomass為生物質(zhì)單獨(dú)熱解的產(chǎn)率,%;w(BR)為原料中生物質(zhì)摻混比,%;δ為協(xié)同度。

1.5 誤差分析

為減少公斤級流化床加壓熱解裝置的實(shí)驗(yàn)誤差,對每組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)。在600℃,100%N2,壓力為0.3 MPa,生物質(zhì)摻混比為30%條件下熱解產(chǎn)物產(chǎn)率的重復(fù)性見表2。由表2可知,共熱解油與半焦等關(guān)鍵產(chǎn)物的產(chǎn)率具有較好重復(fù)性。

表2 共熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率(%*)Table 2 Yield of co-pyrolysis product(%*)

2 結(jié)果與討論

2.1 冷態(tài)流化實(shí)驗(yàn)

混合顆粒的冷態(tài)流化曲線見圖2。由圖2可知,在煤粉的單獨(dú)流化過程中,當(dāng)氣速逐漸增大時,床層的壓降先快速上升后緩慢增加,氣速大于0.3 m/s時,床層的壓差維持在1 800 k Pa~2 000 k Pa,說明床層物料的流化狀態(tài)良好。相比于煤粉顆粒,秸稈顆粒的密度較小,流化氣在床層內(nèi)部易形成孔穴和溝流,當(dāng)氣速增大至0.3 m/s時,床層壓差由80 k Pa降至40 k Pa~60 k Pa,床層物料的流化波動較大,當(dāng)氣速增大至0.4 m/s時,部分粒徑較小的秸稈顆粒被帶出反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)的秸稈顆粒呈現(xiàn)間歇性流化而形成溝流,導(dǎo)致床層壓差減小,隨著氣速增加,秸稈的流化效果不佳,床層壓差維持在100 k Pa~120 k Pa。當(dāng)w(BR)<30%時,占比較大的煤粉顆粒起到流化主導(dǎo)作用,床層整體流化較好,未形成孔穴和溝流。當(dāng)w(BR)>30%時,床層出現(xiàn)溝流和孔穴導(dǎo)致流化異常。為保證煤粉與秸稈混合顆粒在床層內(nèi)的正常流化,w(BR)應(yīng)小于30%。徐陽等[11]研究也表明,在生物質(zhì)和惰性顆粒的混合顆粒體系下,生物質(zhì)摻混比大于30%時,兩種顆粒的粒徑與密度差異較大易發(fā)生離析,床層內(nèi)難以形成良好的流化狀態(tài)。

布氏桿菌病合并重癥Guillain-Barré綜合征1例報告 ………………………… 吳迎春，馮麗娜，王哲，等 45

圖2 混合顆粒的冷態(tài)流化曲線Fig.2 Cold fluidized curves of mixed particles

2.2 共熱解規(guī)律

2.2.1 生物質(zhì)摻混比的影響

生物質(zhì)摻混比對共熱解產(chǎn)物分布的影響見圖3(其中,圖中符號為實(shí)驗(yàn)值,曲線為計算值)。由圖3可知,在600℃時壓力為0.3 MPa,100%N2氣氛條件下,隨著w(BR)增加,共熱解油產(chǎn)率先增加后降低且實(shí)驗(yàn)值均大于計算值。當(dāng)w(BR)為30%時的共熱解油實(shí)驗(yàn)值最大(16.90%)高于計算值(13.05%);半焦和熱解氣的實(shí)驗(yàn)值分別為51.53%和22.56%,低于半焦和熱解氣的計算值(53.02%和23.07%)。當(dāng)w(BR)過低時,加氫飽和煤熱解自由基的氫分子較少,造成煤熱解反應(yīng)不充分,共熱解油產(chǎn)率較低;當(dāng)w(BR)過高時,先于煤熱解的生物質(zhì)半焦黏附、覆蓋在煤顆粒表面且堵塞孔徑,抑制煤中揮發(fā)分的逸出和擴(kuò)散,導(dǎo)致煤的最佳熱解溫度升高。當(dāng)秸稈摻混比為30%時,秸稈提供的堿金屬和氫氣氣氛起主要作用,促進(jìn)煤中揮發(fā)分析出,加氫抑制煤的縮合反應(yīng),使共熱解油的產(chǎn)率達(dá)到最大。GAO et al[12-14]研究表明,由于生物質(zhì)中n(H)/n(C)為1.56,而煤中n(H)/n(C)僅為0.72,作為煤熱解的供氫劑,生物質(zhì)中內(nèi)氫供煤進(jìn)行加氫熱解反應(yīng),生物質(zhì)灰分中Ca O,K2O和Na2O等堿金屬氧化物也在一定程度催化煤的熱解。

圖3 生物質(zhì)摻混比對共熱解產(chǎn)物分布的影響Fig.3 Effects of biomass blend ratio on products distribution in co-pyrolysis

2.2.2 溫度的影響

溫度對共熱解產(chǎn)物分布的影響見圖4(其中,圖中符號為實(shí)驗(yàn)值,曲線為計算值)。由圖4可知,在w(BR)為30%,壓力為0.3 MPa,100%N2氣氛條件下,隨著溫度升高,共熱解油產(chǎn)率先增加后降低,且實(shí)驗(yàn)值均大于計算值。在600℃時共熱解油的實(shí)驗(yàn)值最大(16.90%),高于計算值(13.05%),半焦和熱解氣的實(shí)驗(yàn)值比計算值分別低2.49%和2.51%。這說明在w(BR)為30%時,占比例較大的煤對共熱解油的產(chǎn)率起到?jīng)Q定作用,600℃為煤的最佳熱解溫度,脂肪烴和含氧官能團(tuán)發(fā)生斷裂,焦油未發(fā)生二次裂解反應(yīng),使共熱解油的產(chǎn)率最高。對于秸稈熱解過程,在500℃時生物質(zhì)油的產(chǎn)率最大,溫度升高使生物質(zhì)油發(fā)生分子內(nèi)脫水、斷鏈和脫羥基等反應(yīng),提供H2和CO等可以提高焦油產(chǎn)率的活性分子。在600℃時的生物質(zhì)熱解油發(fā)生二次裂解反應(yīng)作為氫供體為煤熱解提供富氫氣氛,減少煤熱解自由基的縮聚生焦反應(yīng),使氫供體和自由基的反應(yīng)達(dá)到平衡。金會心等[15-16]研究表明,隨著溫度升高,物料加熱速率升高,揮發(fā)分逸出速率增大,高溫利于揮發(fā)分析出。熱解自由基增加揮發(fā)分特別是液體產(chǎn)物的產(chǎn)量,自由基也抑制揮發(fā)分的結(jié)焦反應(yīng),協(xié)同效應(yīng)明顯。

圖4 溫度對共熱解產(chǎn)物分布的影響Fig.4 Effects of temperature on products distribution in co-pyrolysis

2.2.3 壓力的影響

壓力對共熱解產(chǎn)物分布的影響見圖5。由圖5可知,在600℃,w(BR)為30%,100%N2氣氛條件下,隨著壓力升高,共熱解油產(chǎn)率由16.50%降低至15.52%,在0.3 MPa時達(dá)到最大(17.90%),半焦產(chǎn)率由57.50%增加至59.24%,熱解水產(chǎn)率由7.78%增加至9.32%,熱解氣產(chǎn)率由18.22%降低至15.92%。秸稈為煤熱解提供足夠的氫分子,且隨著壓力增加,氫分壓逐漸增大。低壓條件下氫分子參與到加氫飽和自由基的反應(yīng)過程,提高共熱解油的產(chǎn)率。高壓條件下?lián)]發(fā)分受到外部壓力影響而受到抑制,在固體顆粒內(nèi)停留時間逐漸延長,揮發(fā)分與半焦發(fā)生沉積和再聚合的二次裂解反應(yīng)產(chǎn)生小分子化合物并附著于半焦表面,導(dǎo)致共熱解油產(chǎn)率降低,半焦及熱解氣產(chǎn)率增大。熱解水的產(chǎn)率隨著壓力升高而增加,主要是受到水煤氣逆變換反應(yīng)的影響。李曉潔等[17-18]研究表明,加壓環(huán)境下生物質(zhì)中氫自由基與煤顆粒的接觸概率增加,穩(wěn)定煤熱解揮發(fā)分,使共熱解油產(chǎn)率減小,焦炭和氣體產(chǎn)率增加。

圖5 壓力對共熱解產(chǎn)物分布的影響Fig.5 Effects of pressure on products distribution in co-pyrolysis

2.2.4 氣氛的影響

氣氛對共熱解產(chǎn)物分布的影響見圖6。由圖6可知,在600℃,w(BR)為30%,壓力為0.3 MPa條件下,100%N2和100%CO2氣氛中共熱解油產(chǎn)率較高,分別為16.73%和16.55%。在50%CO2+50%H2氣氛中共熱解油產(chǎn)率偏低,為16.07%。這說明生物質(zhì)提供的氫分子對煤熱解自由基起到加氫飽和作用,活性分子CO2起到強(qiáng)化傳熱及高溫氣化的作用,相同條件下熱容較高的CO2分子比N2分子攜帶更多的熱量且傳熱更均勻,為以吸熱為主的熱解反應(yīng)提供足夠的熱量。CO2與半焦發(fā)生氣化反應(yīng),促使氫自由基的生成及羥基和甲基等基團(tuán)斷裂,降低油氣分子的二次裂解反應(yīng)。加氫氣氛中氫分子與生物質(zhì)中的氧反應(yīng)生成熱解水,導(dǎo)致共熱解油產(chǎn)率降低。

圖6 氣氛對共熱解產(chǎn)物分布的影響Fig.6 Effects of at mosphere on products distribution in co-pyrolysis

2.3 產(chǎn)物性質(zhì)

2.3.1 熱解氣

生物質(zhì)摻混比和溫度及壓力對熱解氣體體積分?jǐn)?shù)的影響見圖7(其中,圖中符號為實(shí)驗(yàn)值,曲線為計算值)。由圖7a可知,在600℃時,壓力為0.3 MPa,100%N2氣氛條件下,隨著w(BR)增加,熱解氣中CO,CO2和H2的體積分?jǐn)?shù)逐漸增加,CH4的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小。與計算值相比,H2和CH4的實(shí)驗(yàn)值較低,CO和CO2的實(shí)驗(yàn)值高于計算值。這說明在共熱解過程中,氫自由基和甲基自由基可能參與煤與生物質(zhì)的共熱解反應(yīng),提高共熱解油的產(chǎn)率。CO和CO2的實(shí)驗(yàn)值高于計算值,可能與氣體產(chǎn)率減小而導(dǎo)致其相對含量增加有關(guān)。

圖7 生物質(zhì)摻混比和溫度及壓力對熱解氣體體積分?jǐn)?shù)的影響Fig.7 Effects of w(BR)and t and p on volu me fraction of pyrolysis gas

由圖7b可知,在w(BR)為30%,壓力為0.3 MPa,100%N2氣氛條件下,隨著溫度升高,熱解氣中H2,CO和CH4的體積分?jǐn)?shù)逐漸增加,CO2的體積分?jǐn)?shù)變化不明顯。在溫度小于550℃時,CO和H2的實(shí)驗(yàn)值與計算值相接近,溫度大于550℃時,CO和H2的實(shí)驗(yàn)值小于計算值。CO2的實(shí)驗(yàn)值高于計算值,CH4的實(shí)驗(yàn)值小于計算值。這說明煤與生物質(zhì)共熱解反應(yīng)機(jī)理不同于其單獨(dú)熱解,結(jié)合共熱解油和半焦等產(chǎn)物性質(zhì)應(yīng)進(jìn)一步研究。

由圖7c可知,在600℃,w(BR)為30%,100%N2氣氛條件下,隨著壓力升高,H2的體積分?jǐn)?shù)變化不大且實(shí)驗(yàn)值與計算值相差不明顯。CO的體積分?jǐn)?shù)逐漸下降且實(shí)驗(yàn)值低于計算值,CH4和CO2的體積分?jǐn)?shù)略微增加但變化不明顯。這可能由于加壓條件下促使揮發(fā)分發(fā)生二次裂解反應(yīng),造成熱解氣產(chǎn)率下降,但受流化氣稀釋的影響導(dǎo)致熱解氣組分變化不明顯。

2.3.2 半焦

不同條件下半焦的工業(yè)分析和元素分析見表3。由表3可知,生物質(zhì)摻混比、溫度與壓力等條件影響共熱解過程中揮發(fā)分的析出及二次反應(yīng),改變半焦的性質(zhì)。隨著生物質(zhì)摻混比增加,半焦中揮發(fā)分和水質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,元素分析中碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加。隨著溫度升高,弱鍵斷裂和揮發(fā)分快速析出造成揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,元素分析中碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小。隨著壓力提高,揮發(fā)分的擴(kuò)散速率減慢,發(fā)生二次裂解反應(yīng)轉(zhuǎn)化為焦炭和氣體,導(dǎo)致?lián)]發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,同時使半焦的碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小。劉鐵峰等[19-20]研究表明,隨著熱解壓力增加,延長揮發(fā)分在半焦中的停留時間,發(fā)生二次裂解和碳的縮合生焦反應(yīng),導(dǎo)致半焦中的碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小。

表3 不同條件下半焦的工業(yè)分析和元素分析Table 3 Pr oxi mate and ulti mate analyses of semi-coke in different conditions

2.3.3 共熱解油

由于在w(BR)為30%,溫度為600℃,壓力為0.3 MPa,100%CO2氣氛條件下的共熱解油產(chǎn)率較高,因此主要研究該條件下的焦油和生物質(zhì)油及共熱解油性質(zhì)(見表4)。由表4可知,與焦油相比,共熱解油密度為1.08 g/c m3,碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)由焦油的79.32%降低至共熱解油的71.80%,硫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于生物質(zhì)油和焦油,n(H)/n(C)增加至1.15,與焦油性質(zhì)相比,共熱解油的輕質(zhì)化效果明顯,油品的品質(zhì)得到改善。錢洋洋等[21-22]研究表明,高壓促進(jìn)共熱解油的二次反應(yīng)和脫氧反應(yīng),使焦油中苯類物質(zhì)含量增加。較單獨(dú)熱解油性質(zhì)相比,氫在共熱解油中富集,使共熱解油中n(H)/n(C)增加,輕質(zhì)化效果明顯。

表4 焦油和生物質(zhì)油及共熱解油的性質(zhì)Table 4 Properties of tar and bio-oil and co-pyrolysis oil

焦油、生物質(zhì)油與共熱解油的主要組分見表5。由表5可知,焦油主要由芳烴、脂肪烴、苯酚和O、N、S化合物組成,而含氧化合物是生物質(zhì)油的主要組分。與焦油、生物質(zhì)油相比,共熱解油中脂肪烴含量增加,酚類和含氧化合物含量降低,且含有大量的苯酚和萘系化合物。由于共熱解過程中煤占比高,而含氧化合物發(fā)生變換反應(yīng)生成二氧化碳和水,導(dǎo)致酚類化合物含量減小[23]。與生物質(zhì)油相比,共熱解油中芳烴、脂肪烴含量增加,焦油中含量較高的蒽、菲和芴等三環(huán)物質(zhì)未在共熱解油中檢測出,一定程度上說明大分子重質(zhì)組分加氫裂解為小分子輕質(zhì)化合物。

表5 焦油和生物質(zhì)油與共熱解油的主要組分*Table 5 Main co mpositions detected in tar and bio-oil and co-pyrolysis oil*

焦油和生物質(zhì)油及共熱解油中酚類的相對組分見表6。由表6可知,共熱解油中含氧化合物主要集中在苯酚(16.82%)、2-甲基苯酚(9.67%)、對甲酚(21.92%)、2,4-甲基苯酚(13.21%)和鄰苯二酚(16.56%)等。由酚類相對組分可以看出,共熱解油中的酚類組分比例增加,脂肪烴含量減少,一定程度改善焦油品質(zhì),共熱解協(xié)同效應(yīng)明顯。魏立綱等[24]研究表明,共熱解油中苯酚、甲基苯酚、二甲基苯酚及其衍生物的實(shí)驗(yàn)值比計算值增加5%。

表6 焦油和生物質(zhì)油及共熱解油中酚類相對組分(%*)Table 6 Co mparison of relative content of phenol in phenolic co mpounds in tar and bio-oil co-pyr olysis oil(%*)

3 結(jié) 論

1)熱解條件對流化床加壓共熱解具有明顯的影響。隨著溫度增加,共熱解油產(chǎn)率先增加后減少,半焦產(chǎn)率減小,煤氣產(chǎn)率增加。壓力對共熱解油產(chǎn)率具有雙重影響,壓力增加使揮發(fā)分與半焦發(fā)生沉積和再聚合的二次裂解,共熱解油產(chǎn)率先增加后緩慢降低。二氧化碳?xì)夥沾偈沽u基和甲基等基團(tuán)開裂及氫自由基生成,加氫氣氛飽和熱解自由基,降低聚合反應(yīng)概率與反應(yīng)強(qiáng)度。

2)生物質(zhì)摻混比、組成和灰中礦物質(zhì)組分對煤熱解揮發(fā)分的析出具有促進(jìn)與抑制的雙重作用。低摻混比條件下生物質(zhì)提供的堿金屬和氫氣氣氛占主要作用,促進(jìn)煤中揮發(fā)分析出,飽和煤熱解自由基和共熱解油產(chǎn)率最大。在600℃,w(BR)為30%,壓力為0.3 MPa條件下,共熱解油實(shí)驗(yàn)值為16.90%,高于計算值13.05%。

3)與焦油相比,共熱解油的密度減小,碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)和硫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)有一定程度降低,顯著提高焦油的n(H)/n(C)。共熱解油中脂肪烴含量增加,酚類、多環(huán)芳烴和含氧化合物含量減小,酚類組分比例增加且集中在苯酚、2-甲基苯酚和對甲酚等,說明油品質(zhì)量得到改善,協(xié)同效應(yīng)明顯。