聚乙烯熔融鹽-堿熱解特性分析及設(shè)備設(shè)計.pdf

1、近年來，由于能源消耗增加和環(huán)境問題的加劇，可再生能源引起了廣泛的關(guān)注和興趣。廢塑料熱裂解得到的熱解油是一種前景可觀的可再生能源，可以作為替代燃料和化工原料。但是，由于塑料熱導(dǎo)率低，在傳統(tǒng)的熱裂解過程中會出現(xiàn)傳熱不均、產(chǎn)物收率低等問題。為此，本文以熔融鹽/堿作為熱載體，在500℃的裂解終溫下對高密度聚乙烯（HDPE）塑料熱解進(jìn)行研究。首先利用熱重實驗方法研究了鹽/堿對塑料熱解特性的影響，并分析了塑料熱解機理，然后在自制反應(yīng)器中進(jìn)行塑料在鹽

2、/堿中的批量熱解實驗，并對相關(guān)產(chǎn)物進(jìn)行分析，最后在試驗研究的基礎(chǔ)上設(shè)計了廢塑料熔融鹽裂解反應(yīng)釜。本文主要研究工作如下：
　?。?）利用熱重分析儀研究了HDPE塑料顆粒在鹽/堿中的熱解特性，考察了 NaOH、KOH、NaOH-Na2CO3、ZnCl2、ZnCl2-KCl五種介質(zhì)對熱解過程的影響，利用Coats-Redfern積分法研究了各條件下熱裂解的動力學(xué)規(guī)律，計算了動力學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明：各條件下 HDPE熱解反應(yīng)均符合一級反應(yīng)動

3、力學(xué)；相對 HDPE單組分熱解時，HDPE在鹽/堿介質(zhì)熱解的失重溫度范圍變窄，從405～490℃變?yōu)?35～485℃；最大失重速率溫度降低5～10℃，所需活化能降低。
　?。?）使用自制的反應(yīng)器對HDPE在NaOH、KOH、NaOH-Na2CO3、ZnCl2、ZnCl2-KCl中的慢速熱解和快速熱解進(jìn)行了試驗研究，考察了裂解終溫相同時，同一介質(zhì)不同熱解方式及同一熱解方式下不同介質(zhì)對熱解過程和產(chǎn)物產(chǎn)率的影響，并用FT-IR、1H N

4、MR、GC-MS分析技術(shù)對產(chǎn)物組分進(jìn)行定性定量分析。結(jié)果表明：鹽/堿介質(zhì)的加入能增加熱解油產(chǎn)率，減少固體殘渣量；同一介質(zhì)中，快速熱解比慢速熱解條件下的熱解油產(chǎn)率高，且油中重油組分增加，烯烴組分含量高于烷烴組分；熱解油中主要組分為C12～C20的鏈烷烴和鏈烯烴；在 NaOH、KOH中熱解得到的熱解油為成分復(fù)雜的混合物，而在 NaOH-Na2CO3、ZnCl2，ZnCl2-KCl中熱解得到的熱解油為成分較簡單的混合物。
　?。?）根據(jù)