采用真空裂解處理固體廢棄物資源化基礎(chǔ)研究.pdf

1、近年來(lái)，能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，固體廢棄物資源化利用已成為國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。固體廢棄物資源開(kāi)發(fā)和利用，可以有效緩解我國(guó)的能源和環(huán)境壓力，并可建立一個(gè)有效的可持續(xù)的能源資源化體系。其中，固體廢棄物熱解技術(shù)能將低品位的固體廢棄物轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的液體燃料和高附加值的產(chǎn)品，吸引了廣泛的關(guān)注。在固體廢棄物熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程中，研究熱解過(guò)程是最基本內(nèi)容，熱解過(guò)程的變化規(guī)律及其影響因素的研究可以有效地為固體廢棄物資源化利用提供理論依據(jù)。<

2、br>　　本研究采用真空熱解實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)生物質(zhì)麥秸稈、自行車(chē)輪胎和汽車(chē)輪胎三種原料進(jìn)行了真空熱解液化和催化真空熱解液化等實(shí)驗(yàn)研究，以探討三種原料的真空熱解特性行為和催化真空熱解反應(yīng)機(jī)理等，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)對(duì)三種原料進(jìn)行了真空熱解液化實(shí)驗(yàn)研究，主要探討和比較了兩種干燥方法（微波干燥和真空烘箱干燥）對(duì)熱解產(chǎn)物的影響。結(jié)果表明，三種原料的真空熱解液化較佳熱解溫度為500℃。微波干燥處理能夠促進(jìn)原料的熱解，同時(shí)又能有

3、效抑制裂解油蒸氣的二次裂解，從而有助于提高液相產(chǎn)物的收率。三種原料的液相產(chǎn)物收率，相比真空烘箱干燥都有1～2％的提高。微波干燥法可獲取附加值較高的裂解油，從而提高裂解油的應(yīng)用價(jià)值;
　　(2)為了進(jìn)一步提高裂解油的附加值，在前人科研的基礎(chǔ)上，用超聲浸漬法制備了負(fù)載型ZnO-CaO/γ-Al2O3催化劑，超聲法所制備的催化劑中ZnO和CaO負(fù)載量分別達(dá)到9.17wt％和6.44wt％。與普通浸漬法進(jìn)行比較，具有更大的比表面積，催化性

4、能更強(qiáng);
　　(3)本研究采用真空熱重分析儀對(duì)三種原料進(jìn)行了真空熱重實(shí)驗(yàn)研究，探索不同原料的真空熱解特性和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，加入負(fù)載型ZnO-CaO/γ-Al2O3催化劑到原料中，并進(jìn)行了真空熱重實(shí)驗(yàn)研究，探討負(fù)載型催化劑對(duì)原料的動(dòng)力學(xué)影響，獲得催化真空熱解的動(dòng)力學(xué)參數(shù);
　　(4)本研究選擇微波法預(yù)處理后的原料，與催化劑混合，并進(jìn)行真空熱解實(shí)驗(yàn)研究。重點(diǎn)討論有無(wú)催化劑對(duì)三種原料的真空熱解產(chǎn)物產(chǎn)率、裂解油化學(xué)組分及其相

5、對(duì)含量的影響。主要采用FT-IR分析、GC-MS分析技術(shù)對(duì)裂解油進(jìn)行了對(duì)比分析，通過(guò)對(duì)組分的分析，進(jìn)而對(duì)催化真空熱裂解反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行初探。得出如下結(jié)論:添加負(fù)載型ZnO-CaO/γ-Al2O3催化劑能有效促進(jìn)原料的熱裂解。對(duì)于三種固體廢棄物原料的真空裂解實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)論是:在熱解終溫為500℃，升溫速率為10℃/min，原料和催化劑比為8∶1的條件下發(fā)生催化裂解反應(yīng)時(shí)，三種固體廢棄物原料都能獲得較高的液相產(chǎn)物;對(duì)于生物質(zhì)麥秸稈而言，添加負(fù)載