聚氯乙烯等塑料廢棄物熱解特性及動力學(xué)研究.pdf

1、含氯廢塑料的熱解制備燃料油技術(shù)在環(huán)境和資源兩方面都具有很好的發(fā)展前景，對含氯廢塑料熱解特性的研究將為該技術(shù)進(jìn)一步工業(yè)化提供理論依據(jù)。本文選取了四種典型的塑料樣品，進(jìn)行了一系列熱解特性研究和動力學(xué)分析。包括：
　　（1）通過熱分析技術(shù)研究了PVC、PP、LDPE和HDPE的單組分樣品的熱解特性。依據(jù)不同升溫速率條件下的熱重實驗數(shù)據(jù)，采用Friedman法和Malek法研究了熱解過程的非等溫動力學(xué)。PVC的熱解主要分為兩個階段，第一階

2、段主要為HCl的脫除，第二階段為多烯烴鏈的斷裂，產(chǎn)生多種稠環(huán)芳烴，總殘渣量約為10％。其熱解機(jī)理主要為小分子消除反應(yīng)和較高溫度下的多烯烴鏈成環(huán)反應(yīng)。PP及PE的熱解只有一個失重過程，溫度區(qū)間窄，殘渣量非常小。其熱解機(jī)理主要為分子鏈的無規(guī)斷裂，依據(jù)反應(yīng)條件的不同生成碳原子數(shù)為9-30的烷烴片段。
　　（2）采用多種金屬氧化物吸收PVC熱解過程中產(chǎn)生的HCl，結(jié)果表明ZnO對HCl的吸附效果最好。通過熱重分析、固定床熱解實驗、紅外測試

3、和電導(dǎo)率法等手段對熱解產(chǎn)物進(jìn)行了分析，并計算了熱解過程的動力學(xué)參數(shù)，為金屬氧化物類脫氯劑的篩選提供了依據(jù)。
　?。?）研究了PVC在有氧氣氛下的熱解特性并進(jìn)行了動力學(xué)分析。PVC在空氣中熱解（燃燒）時，O2的存在對第一熱解階段有一定影響，使第二熱解階段多烯烴鏈的斷裂反應(yīng)活化能提高，最終殘渣量<1%。
　?。?）選取了木屑與鹽藻兩種生物質(zhì)材料，研究了塑料與生物質(zhì)共熱解特性并對共熱解過程進(jìn)行了動力學(xué)分析。PVC與木屑混合時，在2

4、40-400℃范圍內(nèi)，二者存在協(xié)同效應(yīng)，共熱解最終殘?zhí)苛吭黾?。PVC與木屑共熱解時，主要反應(yīng)機(jī)理為HCl催化下纖維素脫水和雙鍵形成反應(yīng)，其反應(yīng)機(jī)制為Lewis酸催化。PP、LDPE與木屑共熱解時塑料對生物質(zhì)產(chǎn)生包覆作用，熱解初期抑制了揮發(fā)份的逸出。HDPE在與木屑的共熱解過程中起到架橋作用，促進(jìn)了體系的傳質(zhì)傳熱過程。兩種PE與木屑共熱解最終殘渣量較少，PP與木屑共熱解殘渣量無明顯變化。塑料與鹽藻混合熱解行為與木屑明顯不同，殘渣量變化趨勢