城市可燃固體廢棄物熱解及熱解油高值化研究.pdf

1、可燃城市固體廢棄物(MSW)熱解液化是解決城市垃圾的有效手段之一，其熱解液體產(chǎn)物——熱解油可作為液體燃料和化工原料。但是，可燃城市固體廢棄物的復(fù)雜性和多樣性，使得熱解技術(shù)受到一定的限制，因而需要深入研究可燃MSW的熱解特性;其次是熱解油的品質(zhì)不高，需要進(jìn)行高值化研究以提升熱解油的利用效率。本文圍繞典型MSW研究了單組分和混合組分熱解液化實(shí)驗(yàn)研究，基于垃圾分類調(diào)查對(duì)模擬可燃MSW熱解產(chǎn)油特性進(jìn)行研究;并結(jié)合柱層析與催化酯化對(duì)模擬可燃MSW

2、熱解油進(jìn)行高值化研究;在三種典型組分混合熱解的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立了對(duì)于混合組分的產(chǎn)油率預(yù)測(cè)模型。
　　 論文對(duì)三種典型組分進(jìn)行熱解液化制油實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明:快速熱解下產(chǎn)油率較高、熱解過(guò)程較完全且熱解油品質(zhì)相對(duì)較好，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)樣、產(chǎn)油率最大和熱解油高品質(zhì)，應(yīng)選快速熱解方式熱解制油;快速熱解下廢紙板、廢輪胎和聚氯乙烯(PVC)產(chǎn)油率分別在熱解溫度為600℃、550℃和550℃時(shí)達(dá)到最大;熱解溫度對(duì)三種典型組分熱解油的成分影響較大。在55

3、0℃改性凹凸棒土的催化下，廢輪胎和PVC的熱解產(chǎn)油率分別提高了31.09％和18.45％;廢紙板與PVC或廢輪胎混合熱解時(shí)產(chǎn)油率提高，廢輪胎與PVC混合熱解產(chǎn)油率降低。對(duì)于混合組分在550℃下無(wú)催化熱解大多能獲得最佳的熱解油產(chǎn)率;混合組分在改性凹土催化熱解下熱解油的產(chǎn)率均得到提升;當(dāng)混合組分中PVC占33.33％以上時(shí)催化效果較明顯;當(dāng)混合組分中某一單組分含量較大時(shí)，其他組分對(duì)熱解產(chǎn)油率有影響，如三組分含量較為均等則混合熱解相互影響較小

4、。基于垃圾分類調(diào)查，對(duì)模擬可燃MSW進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)，在550℃下八種組分混合熱解油的產(chǎn)油率為43.60％，在凹土催化熱解下八種組分混合熱解油的產(chǎn)油率為47.40％。
　　 論文分析了模擬可燃MSW熱解油的理化性質(zhì)和化學(xué)成分。熱解油具有高含水率、強(qiáng)腐蝕性、熱值較高、熱穩(wěn)定性差等特性;通過(guò)FTIR和GC-MS分析，熱解油中主要含有酸類、酮類、醇類、醛類、酯類以及芳香族類等化合物。鑒于熱解油含有一定量的烴類物質(zhì)，利用柱層析將其分離:CH

5、2Cl2對(duì)單環(huán)芳烴、脂肪烴有較好的洗脫性能，其中單環(huán)芳烴類化合物中苯乙烯占38.21％;丙酮對(duì)單環(huán)芳烴和多環(huán)芳烴具有較好的洗脫性能;CH2Cl2和C3H6O的分離效率分別為11.4％和24.8％，分離出37.63％的烴類物質(zhì)。對(duì)經(jīng)過(guò)層析柱分離剩余的熱解油進(jìn)行催化酯化研究，結(jié)果表明在固體酸催化劑La3+-SO42-/TiO2-SiO2能達(dá)到較好的酯化效果，熱解油中酸類降低而酯類和縮醛類增加，降低了酸性和腐蝕性，提高了熱解油的穩(wěn)定性和品質(zhì)。