聚乙烯熔融鹽-堿熱解特性分析及設備設計.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，由于塑料熱導率低，在傳統(tǒng)的熱裂解過程中會出現傳熱不均、產物收率低等問題。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，然后在自制反應器中進行塑料在鹽

2、/堿中的批量熱解實驗，并對相關產物進行分析，最后在試驗研究的基礎上設計了廢塑料熔融鹽裂解反應釜。本文主要研究工作如下：
　　（1）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規(guī)律，計算了動力學參數。結果表明：各條件下 HDPE熱解反應均符合一級反應動

3、力學；相對 HDPE單組分熱解時，HDPE在鹽/堿介質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。
　?。?）使用自制的反應器對HDPE在NaOH、KOH、NaOH-Na2CO3、ZnCl2、ZnCl2-KCl中的慢速熱解和快速熱解進行了試驗研究，考察了裂解終溫相同時，同一介質不同熱解方式及同一熱解方式下不同介質對熱解過程和產物產率的影響，并用FT-IR、1H N

4、MR、GC-MS分析技術對產物組分進行定性定量分析。結果表明：鹽/堿介質的加入能增加熱解油產率，減少固體殘渣量；同一介質中，快速熱解比慢速熱解條件下的熱解油產率高，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