塑料热解物在城市有机废弃物制备活性炭中的作用
2016-4-27 来源:中国聚合物网 点击?/span>
关键词：塑料热解?/a> 发展
塑料热解物在城市有机废弃物制备活性炭中的作用解立qI林伟刚，杨学?中国U学院过E工E研I所Q北?00080)明：在料条制备过E中Q塑料热解物h润滑、粘l作用，可有效地减少焦a_结剂的用量;在料条炭化阶D，׃塑料热解物的热解、析出，使炭化料条具有发辄孔隙(闭合)l构Q最l在随后的zdq程中加快活化反应速度Q提高活性炭的吸附性能;塑料热解物在zL炭孔结构的形成和发展过E中Q具有一定的调节作用?br />
垃圾直接焚烧是实现城市垃圾能源化、减量化的有效手D，qؓ世界各国所采用。然而垃圄直接焚烧会生两大问题，其一是在垃圾焚烧q程中会产生二恶q标排放Q严重污染环?其二是由于垃圾中各组分组成的差异性很大，因此垃圾直接焚烧会对焚烧炉的设计造成困难Q导致垃圄焚烧效率降低。针对二恶英产生的环境污染，目前帔R用活性炭吔R二恶qҎ加以解决112Q而解决第二个问题的有效途径则是采用q年研究所得出的结Z垃圾能源化新思\13-51.新思\认ؓQ虽然垃圾中各组分组成的差异性很大，但利用垃圾中各组分热解气的组成所h的很大相似性，使垃圑օ热解再焚烧则会大大提高垃圄利用率，比直接燃烧更为有利?br />
在城市垃圄成中Q木cR纸张、塑料是三种典型的固体有机废弃物Q它们不仅具有低灰、高含碳量的特点Q因而与其他垃圾l分如家庭厨?6相比Q更适宜于作为制备活性炭的原料，而且三种废弃物的热解产物较之未进行热解时的废弃物本n更容易破，使以热解物ؓ原料制备_状zL炭的生产工艺变得更易实现。因此以三种典型的有机废弃物热解物ؓ原料Q制备适宜于脱除二恶英的活性炭Q不仅可以消除垃圄烧对环境造成的污染，辑ֈ以废d的目的，而且q可以扩大活性炭生的原料来?7Q垃圾能源化综合利用新思\更趋完善?br />
Z以固体有机废弃物热解物ؓ原料制备zL炭的研I尚未见报道Q我所开展了q方面的?br />
由可见，塑料热解物在温度440C左右时迅速发生热解而析出挥发分Q温度达?00C左右Ӟ塑料热解物几乎全部热解析?木炭和纸炭的混合物在0C~500C范围内热解较~慢Q而在500C以上Ӟ热解速度则变得相对较快?br />
表明Q两U不同塑料热解物含量的合物Q增加ɋzd明N低而膣Q炭的含量高!zdq程中斗料条的孔隙就丰富这不的混合物，热解失重率开始快于质量分Cؓ20 %的热解失重率Q温度进一步升?40KC~5_C之间Ӟ质量分数?0%的合物的热解失重率明显快于质量分数?0%的热解失重率Q同时两U合物均在该温度区间发生激烈的热分解解?00C以上时两U塑料热解物含量的合物热解行ؓ又趋于一_热解速度明显变缓Q但略快于木炭和U炭混合物的热解速度Q由此可推断此时仍有量未来得及分解的塑料热解物在l进行分?q一步将塑料热解物、木炭与U炭混合物分别热解时的数据进行加权^均计，发现两种不同塑料热解物含量合物的热解加权^均g相应的实际热解失重率基本d?br />
由和可知Q在相同的活化条件下Q塑料热解物〕的吸附值显著增加。这表明增加塑料热解物的含量Q加快了zd反应速度Q有利于zL炭吔R能力的提高。对此结合炭化，No.4则是塑料热解物质量分Cؓ20%的炭化料条在较低烧失率时的孔l构定l果?br />
No.~No.3可知Q废弃物热解物中塑料热解物的含量主要Ҏ性炭中孔的Ş成、发展生媄响。塑料热解物含量增加ӞzL炭的比表面U、d宏V中孔孔容均呈现出先增加后减的变化规律Q而微孔孔容则始终在减，但与中孔孔容相比变化要小得多?br />
塑料热解物含量对zL炭孔结构的影响备活性炭的三U废弃物热解物的原料之加璐￡E代云。制备活资源开发新型炭材料Qbookmark10?中No.2和No.4的测定结果，反映了活性炭孔结构在zdq程中的变化情况。当烧失率较低时(如No.4所C的36.9 %)制得的活性炭卛_有相当高的中孔含量，q表明料条炭化时塑料热解物析出后所留下的空隙在zd时主要Ş成了中孔;随活化的q行(如No.所C的烧失率达?8 %)中孔孔容和微孔孔定w在增加，且中孔孔容的增加较之微孔孔容的增加幅度大Q说明伴随活化的q行Q有相当的微孔变成了中孔Q即相当一部分孔壁较薄的微孔被zd烧穿而合qؓ中孔Q与此同时还伴随有新微孔的生。因此结合塑料热解物在料条炭化、活化过E中的作用，塑料热解物对zL炭孔结构的影响可解释如下：塑料热解物含量越高，孔隙丰富，孔壁薄Q同时活化速度也越快，而活化速度的加快不仅有利于使较薄的微孔合ƈ成ؓ中孔Q而且在活化过E中q有利于产生新的孔隙Q结果活性炭的中孔孔定w塑料热解物含量的增加而增加。而微孔孔容则始终在减，但减的q度较小;当塑料热解物含量q高Ӟ则导致一部分中孔变成了大孔，因此中孔孔容又减?br />
lg分析Q通过改变废弃物热解物中塑料热解物的含量，可以Ҏ性炭的孔l构q行一定程度的调节Q且主要是对zL炭的中孔进行调节?br />
l论KQ之间q速热解、全部析出的热解行ؓҎ，使得塑料热解物不仅是制的是由于塑料热解物在料条炭化时全部热解析出Q加快了zd反应速度Q对zL炭中孔l构的Ş成和发展h一定的调节作用Q进而提高了zL炭的吸附性能;此外因塑料热解物h一定的_结性，可降低料条的成型压力Q减焦油的用量?
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