论文部分内容阅读
铜渣贫化过程需要消耗大量的能源,常用的化石能源包括煤,焦炭,柴油等,随着传统化石能源的日渐消耗,使用过程排放大量的CO2造成环境污染,开发一种低碳、环保的新能源用于铜渣贫化过程是非常必要的。橡胶籽油是一种生物质燃油,属于可持续发展的新能源。本文以橡胶籽油替代部分冶金过程的化石能源为目的,对橡胶籽油高温热裂解特性进行研究。分析了橡胶籽油的元素组成,化学成分以及官能团,并测定了橡胶籽油的相关理化性质。结果表明,橡胶籽油中主要元素为C、H、O,N和S。其中碳和氢两种元素质量百分数之和为95.61%。油酸,亚油酸,亚麻酸,花生酸等为橡胶籽油主要的脂肪酸,这四种脂肪酸相对含量在68.33%以上。其中橡胶籽油的长链脂肪烃的碳骨架主要为C18。橡胶籽油中有饱和碳骨架,不饱和键,酯键以及羧基键。利用了TG-FTIR,研究了橡胶籽油的热解特性,在非等温条件下的热解分为三个阶段。第一阶段(25120℃)除去挥发性成分。第二阶段(120500℃)大分子的裂解和挥发。第三阶段(500900℃)积碳反应。利用Coats-Redfern方法对橡胶籽油进行热力学计算。当加热速率为10 K/min时,120-400℃和400-480℃下的活化能分别为69.739kJ·mol-1和51.861kJ·mol-1。橡胶籽油的热分解产物主要有碳氢化合物、酮、醛、羧酸、醚、二氧化碳、CH4和CO。随着温度的升高,气体组分逐渐达到CH4、H2O、CO和CO2的最大值。峰后,随着温度的升高,甲烷、一氧化碳、二氧化碳和水的生成量不断减少。利用5种不同的加料方式研究橡胶籽油对Fe3O4还原效果以及橡胶籽油在还原Fe3O4时所产生尾气的规律进行分析研究。随着热解过程的进行,橡胶籽油逐渐裂解,气体产量逐渐增多,其中氢气的产量是最高的。热解过程中存在固体碳和Fe3O4反应。Fe3O4对橡胶籽油的裂解有促进作用。根据XRD分析,Fe3O4在混合状态下的还原效果将达到一个稳定的水平,Fe和浮士体的含量不发生变化,但喷油状态下,其Fe3O4的还原度会随加热温度的上升而升高。随着温度的升高,喷油条件下Fe3O4的还原效果逐渐增强。5种加料方式中混合态积碳转化率最低。