研究揭示低阶煤和聚乙烯共热解机理

近期，我国在低阶煤和塑料共热解领域取得了新的研究成果。我国低阶煤资源丰富，但普遍存在着焦油重质物料高、油尘分离困难等问题。相比之下，废塑料具有富氢的特点，而且低阶煤和塑料的热失重时间区间重叠，存在一定的良好效应。将两者进行共热解，不仅可以解决环境问题，还能实现低阶煤的清洁然而，目前低阶煤和塑料的共同热解包括反应装置和响应机制尚不明确。

揭示这一共同热解，中国科学院过程工程研究所郑默副研究员和山西煤炭化学研究所白进研究员团队最近构建了一个复杂的煤-高密度混合模型。该模型包含原子数在30,000到50,000之间，约为250,000，能够同时考虑煤结构的多样性和塑料高聚性的要求。这个模型是目前已知最大的塑煤模型之一。

为研究低阶煤和高密度聚乙烯的综合共热解行为，研究团队采用了反应分子动力学模拟和实验相结合的方法。他们研制出了对产物分配、主要产物以及焦炭前驱体的良好作用。结构的影响。实验中，原位热解飞行时间质谱实验显示，低阶煤和高密度聚乙烯的良好作用通过交叉反应产物得以实现。研究还发现，高密度聚乙烯显着降低了焦量中单环芳烃和正烷基结构单酚的产率，而反应分子动力学模拟则表明高密度势促进了焦油产率，同时阻断了焦化过程。多个实验结果共同验证，共热解焦的结构比单独的煤焦度有较高。

研究团队的反应分子动力学模拟结果与实验结果相互印证，为全面了解煤与高密度聚乙烯共热解过程中产物分布和化学结构的动态特征提供了丰富的理论信息，实现了煤与塑料的相互关联这项研究还为类似固体燃料的其他共热解应用提供了新的思路。

这两项研究成果分别发表在能源化工领域的期刊《燃料》和《化学工程学报》上。研究团队强调，这项研究得到了国家自然科学基金专题和山西省重点研发项目的资助。作者魏博士为这两篇论文的第一篇，白进研究员和郑默副研究员为共同通讯作者。这一系列研究为我国能源领域的清洁转型和可持续发展提供了新的思路和支持。