摘要: 在氮氣氣氛下,30~800 ℃的溫度范圍內(nèi),以20 ℃/min的升溫速率,對油菜秸稈、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)以及質(zhì)量比為1∶1的油菜秸稈與聚丙烯、油菜秸稈與ABS樹脂共混物進(jìn)行了熱重試驗,利用Friedman法測定了表觀活化能,并進(jìn)行了動力學(xué)分析,同時在固定床反應(yīng)器上采用HZSM-5催化劑進(jìn)行油菜秸稈的單獨催化熱解及油菜秸稈與聚丙烯、油菜秸稈與ABS樹脂的共催化熱解試驗,并對三相產(chǎn)率進(jìn)行了測試分析.研究發(fā)現(xiàn):共熱解反應(yīng)物之間存在相互作用,并且共混有利于降低熱解反應(yīng)的難度,提高反應(yīng)的自發(fā)性;當(dāng)秸稈與聚丙烯共混質(zhì)量比為1∶1時,單環(huán)芳烴產(chǎn)率最高,約為22.11%;秸稈與ABS樹脂在該共混質(zhì)量比下同樣具有最高的單環(huán)芳烴產(chǎn)率,達(dá)到了32.87%.
關(guān)鍵詞:" 油菜秸稈; 熱重分析; 塑料; 芳烴; 動力學(xué)分析
中圖分類號: TK6" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:" A" 文章編號:"" 1671-7775(2025)02-0156-07
Synergistic effect and kinetics analysis of rape straw and
waste plastics co-catalytic pyrolysis
Abstract: Under nitrogen atmosphere, the thermogravimetric tests were carried out on rape straw, polypropylene, acrylonitrile butadiene styrene resin (ABS resin) , rape straw/polypropylene" with mass ratio of 1∶1 and rape straw/ABS resin with mass ratio of 1∶1 at temperature range of 30-800 ℃ with heating rate of 20 ℃/min. The apparent activation energy was measured by Friedman method, and the kinetic analysis was also carried out. The catalytic pyrolysis of rape straw and the co-catalytic pyrolysis of rape straw/polypropylene and rape straw/ABS resin were tested, and the three-phase yield was calculated and analyzed. The results show that there is interaction among the co-pyrolysis reactants, and blending is conducive to reducing the difficulty of pyrolysis reaction and improving the spontaneity of reaction. According to the GC/MS analysis, the highest yield of monocyclic aromatic hydrocarbons is about 22.11% when the blending ratio of straw and polypropylene is 1∶1, and the highest yield of monocyclic aromatic hydrocarbons reaches 32.87% when the blending ratio of straw and ABS resin is the same.
Key words:" rape straw; thermogravimetric analysis; plastics; aromatic hydrocarbon; kinetic analysis
當(dāng)前化石能源供給形勢日益嚴(yán)峻,環(huán)境問題日益嚴(yán)重,新資源的開發(fā)已經(jīng)成為一個迫切的問題[1].生物質(zhì)具有可再生性、碳中性和資源豐富等優(yōu)點,作為替代能源有著巨大的潛力,可以減少化石能源在能源供應(yīng)中的份額[2].
熱解被廣泛應(yīng)用于將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料或高價值化學(xué)品.生物油作為生物質(zhì)分解后的主要產(chǎn)物,存在含氧量高、酸性強(qiáng)、黏度高、熱值低等缺點,從而限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中的進(jìn)一步應(yīng)用[3].催化快速熱解(catalytic fast pyrolysis,CFP)是提高生物油質(zhì)量的常用方法.目前,HZSM-5分子篩由于其獨特的孔道結(jié)構(gòu)和酸性位點,已被認(rèn)為是最有效的生產(chǎn)芳烴的催化劑[4].
生物質(zhì)中包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素.在生物質(zhì)降解的過程中,木質(zhì)素在200~800 ℃以較低的速率降解[5],且極易轉(zhuǎn)化為焦炭[6].主要原因是木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的有效氫碳比較低(lt;0.3),這不僅會影響生物質(zhì)原料的性質(zhì),還會使得生物質(zhì)在CFP的過程中大量結(jié)焦、積碳,縮短催化劑的壽命.因此可以通過在CFP的過程中將高氫碳比(gt;1.5)的反應(yīng)物如塑料與生物質(zhì)進(jìn)行共混,進(jìn)而借助共催化熱解來解決上述問題[7].
現(xiàn)如今汽車的輕量化設(shè)計意味著在報廢汽車的回收過程中需要有效處理的塑料材料越來越多,如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)和聚丙烯(PP).熱解是處理廢塑料的最有效的方法之一,可以生產(chǎn)燃料或是生產(chǎn)有機(jī)化學(xué)品以供進(jìn)一步使用[8].而ABS樹脂和PP中氧含量較低,熱值較高,因此極具熱解潛力.并且ABS樹脂熱解回收的石油產(chǎn)品主要由苯乙烯和苯組成[9],熱解油的熱值為35 169.12~37 681.20 J/g,比較適合用作燃料油[10].
文中通過熱重分析(thermogravimetric analysis,TGA)探究油菜秸稈(rape straw,RS)、PP、ABS樹脂單獨熱解以及共混質(zhì)量比為1∶1的RS/PP和RS/ABS混合物的熱解特性,再進(jìn)一步探究上述反應(yīng)物在等質(zhì)量的HZSM-5催化情況下進(jìn)行共催化熱解的熱解特性,并利用Friedman法對動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計算.在固定床熱解爐上以不同的原料共混比例進(jìn)行RS/PP與RS/ABS的共催化熱解試驗.通過三相產(chǎn)率研究共熱解反應(yīng)物之間的協(xié)同效應(yīng)以及塑料種類、混合比例等因素對熱解液相產(chǎn)物,特別是芳香烴生成的影響.
1 試 驗
1.1 試驗原料
以我國鎮(zhèn)江市農(nóng)村地區(qū)的油菜秸稈為原料,研磨樣品選取0.25~0.42 mm的顆粒,隨后在105 ℃下干燥24 h備用.
將PP和ABS樹脂的再生塑料粒子原料研磨成顆粒狀,并在105 ℃下干燥后篩分,選取0.15~0.25 mm的顆粒備用.HZSM-5分子篩購自南開大學(xué)催化劑廠,硅鋁比為50,使用前將HZSM-5研磨至顆粒狀,選取0.9~1.6 mm的顆粒,在600 ℃下煅燒4 h.
1.2 試驗方法
1.2.1 TGA
通過熱重分析儀(TGA 8000,Perkin Elmer)對RS、PP、ABS樹脂單獨進(jìn)行熱重試驗(TG),以獲取熱解特性.然后加入與反應(yīng)物等質(zhì)量的HZSM-5后再進(jìn)行熱重分析,了解催化劑對熱解過程的影響.再對質(zhì)量比為1∶1的RS/PP和RS/ABS樹脂共混物以及加入等質(zhì)量HZSM-5后的共混物進(jìn)行熱重試驗,分析生物質(zhì)與塑料的共混對熱解和催化熱解過程的影響.設(shè)定加熱速率為20 ℃/min,將15 mg樣品從30 ℃加熱至800 ℃,熱重試驗在氮氣氣氛中進(jìn)行,流速保持在50 mL/min.
1.2.2 熱解動力學(xué)
根據(jù)基本速率方程,恒定升溫速率下反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為
式中:β為加熱速率;α為原料的轉(zhuǎn)化率;t為反應(yīng)時間;k為與溫度有關(guān)的速率常數(shù);f(α)為反應(yīng)機(jī)理函數(shù).轉(zhuǎn)化率α可表示為
式中: mo和mf為原料的初始和最終質(zhì)量;mt為原料在t時刻的質(zhì)量.根據(jù)阿倫尼烏斯方程,反應(yīng)速率常數(shù)k可表示為
k=Ae-E/RT,(3)
式中:A、E、R和T分別為指前因子、活化能、通用氣體常數(shù)和溫度.
將式(3)代入式(1)可得
恒等變形后可得到Friedman法計算活化能的公式:
對于不同的α值,收集一組ln(β(dα/dT))和1/T 的數(shù)據(jù),并繪制成一條直線,得到其斜率(-E/R),即可用來計算活化能.
其余的熱力學(xué)參數(shù),包括指前因子、焓變、熵變和吉布斯自由能以式(6)-(9)來計算:
式中: KB為玻爾茲曼常數(shù);h為普朗克常數(shù);Tm為熱重曲線的峰值溫度;Tα為轉(zhuǎn)化率為α?xí)r的溫度.
1.2.3 固定床熱解試驗
生物質(zhì)和塑料共催化熱解試驗裝置如圖1所示.共催化熱解系統(tǒng)為上部催化床、下部熱解床組成的兩段式固定床反應(yīng)器,生物質(zhì)和廢塑料顆??傆? g混合均勻后置于熱解床中,將HZSM-5催化劑2 g置于催化床中,使熱解氣能夠通過HZSM-5孔道進(jìn)行芳構(gòu)化反應(yīng).
先將催化劑加熱至550 ℃并保溫1 h,然后再將熱解床層加熱.熱解床層以20 ℃/min的加熱速率從室溫加熱到600 ℃,并在終溫下保持1 h.液相產(chǎn)物由連接在反應(yīng)器上的冷凝裝置收集,低溫冷卻液循環(huán)泵保持在-20 ℃.氣體收集袋收集不凝析樣品以進(jìn)行后續(xù)測試.精制后的生物油用二氯甲烷(CH2Cl2)收集,并進(jìn)行氣相色譜質(zhì)譜(GC-MS)分析.
1.2.4 GC-MS分析
液相產(chǎn)物采用美國PerkinElmer (He流速為1 mL/min)氣相色譜質(zhì)譜儀進(jìn)行分析.用Elite-5MS毛細(xì)管柱(WCOT熔融二氧化硅,30 m×0.25 mm×0.25 μm)對產(chǎn)物進(jìn)行分離.用NIST(national institute of standard and technology)質(zhì)譜庫對熱解化合物進(jìn)行鑒定.所有催化試驗均重復(fù)3次,所有的測試結(jié)果誤差在5%以內(nèi).
2 結(jié)果與討論
2.1 油菜秸稈與廢塑料的熱重分析
對RS、PP、ABS及質(zhì)量比為1∶1的RS/PP、RS/ABS混合物進(jìn)行了與HZSM-5催化劑共混前后的熱重試驗.
2.1.1 RS、PP、RS/PP與HZSM-5共混前后的TGA
RS和PP在單獨熱解和共熱解時的熱重曲線(ρTG為失重率)和微分曲線(dρTG)如圖2所示.RS在30~150 ℃時干燥預(yù)熱.然后進(jìn)入快速失重階段,原料中有機(jī)聚合物裂解,大量可凝揮發(fā)組分和小分子氣體在本階段釋放.觀察發(fā)現(xiàn),PP熱解比RS具有更高的脫揮發(fā)分溫度,PP的失重速率也高于RS,這表明PP熱反應(yīng)活性較低,但熱解速率較高.而當(dāng)RS和PP共熱解時,初始脫揮發(fā)分溫度比PP單獨熱解要低,最大失重峰的出現(xiàn)溫度處于RS與PP之間.并且相對于PP單獨熱解,共熱解的失重速率較低導(dǎo)致了快速失重階段的溫度區(qū)間跨度較大,表明共熱解的熱裂解活性有限.
使用HZSM-5催化劑對RS和PP進(jìn)行催化,所得ρTG和dρTG曲線如圖3所示.觀察發(fā)現(xiàn),在快速失重階RS催化熱解快速失重的總失重由31.89%升至60.23%.PP催化熱解的起始溫度降低為250 ℃,最大失重峰出現(xiàn)溫度降低,總失重也由68.29%提高至79.45%.共熱解過程加入HZSM-5催化劑后,快速失重的溫度區(qū)間無明顯變化,但總失重由59.94%提高至69.29%.對比圖2和3可以發(fā)現(xiàn),RS與PP的摻混能有效提高其分解程度,留下的殘余物(焦炭)更少.同時通過加入HZSM-5催化劑進(jìn)行共催化熱解,相比于單純摻混后的共熱解,能提高反應(yīng)物熱反應(yīng)活性,進(jìn)一步降低反應(yīng)物的熱解溫度.
2.1.2 ABS、RS/ABS與HZSM-5共混前后的TGA
RS和ABS在熱解時的ρTG和dρTG曲線如圖4所示.ABS的熱解過程與PP相似,不同之處在于,ABS快速失重的溫度區(qū)間約為400~500 ℃,在較高的溫度才開始分解,且失重過程在很窄的高溫范圍內(nèi)幾乎是呈線性的,表明ABS中化學(xué)鍵比較均勻和穩(wěn)定.RS和ABS共熱解的快速失重階段ρTG曲線呈階梯形,dρTG曲線顯示出2個不同的峰,分別對應(yīng)RS和ABS樹脂的降解.在溫度高于400 ℃后的共熱解過程中,由于相互作用使得在緩慢失重階段共熱解的失重速率仍高于RS單獨熱解,且熱解殘余物質(zhì)極少(lt;5%).
使用HZSM-5催化劑對RS和ABS進(jìn)行催化時的ρTG和dρTG曲線如圖5所示.通過觀察可以發(fā)現(xiàn),相比于非催化條件下的熱解,ABS催化熱解、共催化熱解快速失重的溫度區(qū)間無明顯變化,總失重的提升也并不明顯.由此可以初步判斷,HZSM-5的加入對ABS熱解及RS和ABS的共熱解過程的優(yōu)化效果并不明顯,接下來將進(jìn)一步從熱解動力學(xué)上探究HZSM-5催化劑的作用.
2.2 活化能及熱解動力學(xué)參數(shù)分析
2.2.1 不同轉(zhuǎn)化率下樣品的活化能分析
無模型動力學(xué)方法是在不選擇反應(yīng)級數(shù)的前提下通過阿倫尼烏斯方程進(jìn)行計算[11],這一方法遵從等轉(zhuǎn)化率法.文中使用無模型等轉(zhuǎn)化率Friedman法計算反應(yīng)的活化能Ea,如圖6所示.平均活化能E0及確定系數(shù)R2如表1所示.為保證所有計算出的數(shù)值可靠,考察了α=10%~90%的確定性系數(shù),確保R2gt;0.942 9,表明數(shù)據(jù)具有良好的統(tǒng)計一致性[12].
圖6a顯示了RS在轉(zhuǎn)化率α=10%~90%時的熱解活化能.結(jié)果表明隨著轉(zhuǎn)化率的增加,RS的活化能也增加.表明RS的化學(xué)活性隨著溫度(或轉(zhuǎn)化率)的升高而降低,這是由于大多數(shù)原料已經(jīng)分解,殘留物質(zhì)(如焦炭)越來越難分解造成的.對比圖6b可以看出,在加入HZSM-5催化劑后,RS熱解的初始活化能下降了約50%,顯著降低了生物質(zhì)熱降解的難度,相比于未催化時,RS在αgt;70%時Ea就開始迅速上升,加入催化劑后在αgt;80%時Ea才開始增加,表明催化劑的加入提高了RS整體的分解程度.
對于PP的熱解過程,相較于RS的熱解,PP從反應(yīng)之初(α=10%)時就具有較高的活化能,表明PP想要開始分解需要較高的能量.在α=10%~20%時,活化能進(jìn)一步提高,因為其分子鏈上的缺陷部分或者弱點處引發(fā)形成自由基,C—H鍵斷裂,分子鏈上氫原子發(fā)生轉(zhuǎn)移,需要更多的能量.而在熱解α=20%~60%這一階段,Ea逐漸降低到約140 kJ/mol,這表明PP開始快速降解.最后Ea出現(xiàn)持續(xù)增長直到α=90%,同樣是殘余物質(zhì)難以降解導(dǎo)致的Ea急劇增加.而在加入HZSM-5催化劑后的圖6b中,PP熱解的活化能整體下降,在趨勢保持不變的同時,整個曲線趨于平緩.
ABS熱解活化能比PP更高,如圖6c、d 所示,這表明ABS具有更好的熱穩(wěn)定性.在α=10%~30%這一階段ABS開始初步降解,由于ABS中的CC鍵是主鏈中最薄弱的部分[13],因此在這一階段ABS大分子鏈發(fā)生斷裂,隨著熱解的進(jìn)行Ea逐漸降低.在α=40%時活化能突然提高,主要是因為上一個階段大分子斷鏈后產(chǎn)生的碎片進(jìn)行重組.直到α=60%之后Ea開始提高,表明反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)入最后階段.對比圖6c和6d可以發(fā)現(xiàn),HZSM-5催化劑的加入除了稍微降低整體反應(yīng)活化能外,對整個ABS樹脂熱解過程的影響不大.
而對于所研究的生物質(zhì)與塑料的共混物,在熱解過程中,α=10%~90%時,得到的共熱解的Ea數(shù)值均要低于二者單獨熱解的Ea值之和.說明RS和PP及ABS的共混能夠有效地降低塑料的熱穩(wěn)定性,降低反應(yīng)的整體難度.對于RS和ABS的共熱解,在α=10%~90%時,Ea的整體變化趨勢都與ABS單獨熱解大致相同,說明ABS在共熱解過程中起主導(dǎo)作用.
2.2.2 熱解動力學(xué)參數(shù)
Friedman法計算的熱力學(xué)參數(shù)如表2所示,包含指前因子A、吉布斯自由能ΔG、焓變ΔH和熵變ΔS.指前因子是根據(jù)Friedman方法計算的,一般假設(shè)轉(zhuǎn)換函數(shù)中反應(yīng)級數(shù)為1[14].指前因子表征化學(xué)反應(yīng)的速率,RS的指前因子較低,表明生物質(zhì)的熱解反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜,熱解過程較為緩慢.而PP和ABS的指前因子數(shù)量級比RS高得多,說明其熱解過程反應(yīng)迅速,這也與熱重試驗的分析結(jié)論一致.同樣對于所有共混物,其指前因子更接近于混合物中的塑料樣品.結(jié)合表1發(fā)現(xiàn),摻混后熱解的活化能提高,同時反應(yīng)的指前因子提高,反應(yīng)速率加快,說明共熱解使得相應(yīng)的反應(yīng)活性位點增加.
焓變在恒壓條件下與反應(yīng)熱相同,因此可以表示樣品和活化后的化合物之間的能量差異.RS的ΔH較小,其反應(yīng)吸收的熱量也較少,塑料樣品ΔH較大,熱解吸收的熱量較多.觀察所有共混物的ΔH明顯低于單獨熱解時ΔH的和,可以說明混合后共熱解反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量變少,形成新化學(xué)鍵放出的能量變多,反應(yīng)物之間具有一定的相互作用,且有利于減少形成活化化合物所需的熱量[15].同理,所有樣品的熱解在加入HZSM-5催化劑后,反應(yīng)的ΔH均有所降低,說明催化效果良好.
熵變和吉布斯自由能變是為了判斷化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行的方向而引入的動力學(xué)參數(shù).由表2可知,RS的熱解ΔHgt;0,ΔSlt;0,ΔGgt;0,混亂程度減小的吸熱反應(yīng)不可能自發(fā)進(jìn)行,并且其ΔG在所有的反應(yīng)中最高.加入催化劑后ΔG明顯減小,ΔS也有所增加,說明HZSM-5在一定程度上提高了熱解過程中RS的混亂度,增強(qiáng)了反應(yīng)的自發(fā)性.而RS在與PP和ABS摻混后,雖然ΔG的變化不明顯,但普遍使得反應(yīng)的ΔS增大,說明共混相比于單獨熱解同樣具有提高反應(yīng)物混亂度、增強(qiáng)反應(yīng)自發(fā)性的作用.
2.3 固定床催化熱解產(chǎn)物分布及協(xié)同效應(yīng)
生物質(zhì)和塑料在不同質(zhì)量比混合下,固定床共催化熱解所得到的產(chǎn)物分布和協(xié)同效應(yīng)如圖7所示.在HZSM-5的催化下,純RS熱解的固相產(chǎn)率為45.51%,遠(yuǎn)高于純PP和ABS.而RS的液相產(chǎn)率為20.64%,明顯低于PP和ABS.說明即便是有催化劑的加入,RS單獨熱解仍然很不徹底,有大量的殘?zhí)繜o法生成有價值的液相生物油.隨著共熱解中塑料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,固相產(chǎn)率減少,這是由于塑料的增加,反應(yīng)物的有效氫碳比提高,其中的固定碳和灰分含量降低.
生物質(zhì)與塑料共催化熱解生物油的產(chǎn)率理論上應(yīng)該隨著塑料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而上升.由圖7中可以看到,在RS和PP及ABS共催化熱解的過程中,在塑料質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于20%的情況下共熱解對于產(chǎn)物分布的影響非常小.當(dāng)反應(yīng)物中塑料質(zhì)量分?jǐn)?shù)在40%~60%時,液相產(chǎn)率與固相產(chǎn)率的理論值與試驗值的偏差極為明顯.PP和ABS在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時,液相協(xié)同和固相抑制效果最為明顯.而隨著反應(yīng)物中塑料質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增高(gt;60%),液相產(chǎn)率和固相產(chǎn)率的理論和試驗值的偏差在逐漸變小.這可能是因為在熱解過程中,生物質(zhì)分解釋放的自由基(H·和OH·)的相對含量直接影響共熱解相互作用的程度.這些自由基可以破壞塑料中的C—H鍵,塑料氫含量很高,斷鍵后能夠釋放更多的自由基參與反應(yīng),加強(qiáng)塑料的脫氫和生物質(zhì)的脫氧.當(dāng)反應(yīng)物中生物質(zhì)和塑料含量都較高時,生物質(zhì)可以為塑料提供更多的自由基,有效促進(jìn)斷鍵并產(chǎn)生更大的協(xié)同效應(yīng).
2.4 固定床共催化熱解液相產(chǎn)物分析
不同混合比例(w(PP)∶w(RS))條件對RS和PP共催化熱解生物油中產(chǎn)物分布的影響如圖8所示.
觀察發(fā)現(xiàn),隨著RS與PP的共混,多環(huán)芳烴(PAH)的含量顯著下降.這是因為生物質(zhì)熱解產(chǎn)物中的PAH主要由輕質(zhì)芳烴(MAH)轉(zhuǎn)化而來,而PP在熱解過程中產(chǎn)生的烯烴與MAH競爭RS衍生的含氧化合物,可以保護(hù)MAH不受PAH轉(zhuǎn)化的影響,從而改善芳烴產(chǎn)物的分布.在RS質(zhì)量分?jǐn)?shù)由20%提高到80%的過程中,液相產(chǎn)物中烴類物質(zhì)的總產(chǎn)率逐漸降低,烷烴、烯烴的產(chǎn)率持續(xù)降低,而MAH的產(chǎn)率先增大后減小.MAH的選擇性在共混比為1∶1時達(dá)到最大.并且在此共混比下,協(xié)同效應(yīng)也最為明顯,符合上一節(jié)所得到的結(jié)論.由此可以初步推斷混合比例為1∶1時, RS和PP共催化熱解制取生物油可以最大程度地優(yōu)化生物油品質(zhì).
不同混合比例條件下RS和ABS樹脂共催化熱解生物油中的產(chǎn)物分布如圖9所示.其中ABS單獨催化熱解液相產(chǎn)物中主要以烴類(52.67%)為主,并且由于ABS樹脂是包含丙烯腈和苯乙烯的三元共聚體,烴類化合物中主要是大分子鏈斷裂后直接生成的輕質(zhì)芳香烴及少量的烯烴,并且生物油中還有較多的含氮化合物.
通過比較可以發(fā)現(xiàn),少量生物質(zhì)加入時,產(chǎn)物中的烴類產(chǎn)率明顯減少,酚類化合物增加;隨著RS占比由20%開始逐漸提高,液相產(chǎn)物中的烴類含量先增大后減小,當(dāng)RS和ABS質(zhì)量比為1∶1時達(dá)到最高,MAH的選擇性效果最好,并且在該共混比下,對于生物質(zhì)熱解油中含氧化合物的抑制效果達(dá)到最佳,同樣也符合上一節(jié)分析協(xié)同效應(yīng)所得出的結(jié)論.由此判斷RS和ABS共混質(zhì)量比為1∶1時,熱解油品質(zhì)最高.
3 結(jié) 論
1) 油菜秸稈與PP和ABS樹脂的摻混能有效提高其分解程度,使熱解的殘余物更少.油菜秸稈與PP摻混后加入HZSM-5進(jìn)行共催化熱解,還能進(jìn)一步降低反應(yīng)物的熱解溫度.
2) 通過分析熱解動力學(xué)參數(shù),發(fā)現(xiàn)共熱解反應(yīng)物之間具有一定的相互作用,有利于減少反應(yīng)的活化能,并且共熱解顯著降低了反應(yīng)的難度,同時提高了反應(yīng)速率和反應(yīng)的自發(fā)性.
3) 固定床共催化熱解試驗發(fā)現(xiàn):在油菜秸稈和PP、油菜秸稈和ABS樹脂共混質(zhì)量比為1∶1時,其對液相產(chǎn)物的協(xié)同效應(yīng)最為明顯.同時通過對液相產(chǎn)物的分析發(fā)現(xiàn),在該共混比下具有最好的MAH選擇性并能有效抑制PAH及含氧化合物的生成,最大程度地優(yōu)化生物質(zhì)熱解油的品質(zhì).
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