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米乐体育下载苹果版:中科院山西煤化所进程所:低阶煤和聚乙烯共热解机理研讨新进展

发布时间:2023-08-15 19:19:52 来源:米乐体育下载网址 作者:米乐体育下载app

  我国低阶煤资源丰厚,但都会存在焦油重质组分高,油尘别离困难等问题。相对低阶煤,废塑料富氢,且两者热失重温度区间堆叠,存在必定协同效应。将低阶煤与塑料进行共热解不光能够处理环境危机,还能轻松完成低阶煤的清洁使用。现在,低阶煤和塑料共热解微观反响机理和相互效果机制尚不清晰,使用依据高性能核算和化学信息学反响剖析的ReaxFF MD模仿办法,可完成对大规模塑煤共热模型的直接模仿,体系提醒煤与塑料的共热机制和全体反响性。

  中国科学院进程工程研讨所郑默副研讨员&山西煤炭化学研讨所白进研讨员团队构建了原子数为30,000~50,000,分子量约为250,000的煤-高密度聚乙烯(HDPE)混合模型。该模型一起满意煤结构的多样性和塑料高聚性的要求,是现在已知最大的塑煤模型之一。为了探求低阶煤与HDPE的综合共热解行为,选用ReaxFF MD模仿与试验相结合的办法,调查了协同效果对产品散布、首要产品演化和焦炭前驱体结构的影响。Py-TOF-MS试验发现低阶煤与HDPE的协同效果是经过发生穿插反响产品来表现的,HDPE会显着下降焦油中单环芳烃和正构烷基单酚的产率;而ReaxFF MD模仿依据成果得出HDPE会促进焦油产率、按捺焦化进程。RDF与XRD、FTIR等试验一起证明了共热解焦结构比煤焦具有更高的有序度。其间,剖析共热解固体产品中C=C, C=O, C(sp2)-O, C(sp3)-O, C(sp2)-C(sp3)和C(sp3)-C(sp3)等化学键在二次恒温模仿进程中的演化,发现HDPE供给了丰厚的C(sp3)位点,使焦炭片段更简单在C(sp2)-C(sp3)键衔接;一起提醒了含氧官能团的开裂为焦的构成供给了初始重组位点,促进共热解焦结构的芳构化。

  该研讨得到了国家自然科学基金面上项目(22078353)和山西省要点研制项目()的赞助。

  图2. 煤与聚乙烯混合热解进程中焦油产品随温度的改变趋势(左)烷基苯,(右)烷基酚

  图3. 共热解焦和煤焦在二次ReaxFF MD模仿进程中不一起刻、不一样的温度下的径向散布函数

  图4. 共热解焦中不同化学键在二次ReaxFF MD恒温模仿进程中随时刻的演化