含氯有机废料资源化处理基础研究Ⅱ.热重法研究PVC热解脱氯过程

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热降解反应的方式,合成pvc的终止方式

热降解反应的方式,合成pvc的终止方式

聚氯乙烯(PVC)因其极强的化学阻力和机械性质,是各行业广泛使
用的塑料。

聚氯乙烯一般由氯乙烯单体聚合制得,但聚合过程需要终止,以获得最终聚氯乙烯产物的理想分子重量和性质。

终止聚氯乙烯合成聚合过程的一个常见方法是使用热降解反应,也称
为热脱氯。

在这个过程中,聚氯乙烯树脂被加热到特定的温度,一般
在200—300°C左右,这导致聚氯乙烯聚合链破裂,氯原子被移除。

这导致了低分子重量聚合物的形成,这是许多应用中理想的最终产物。

热降解反应可在不同类型的反应堆中进行,如批量反应堆、连续触发
的罐式反应堆或流化床式反应堆。

每一种反应堆在工艺控制、能源效
率和安全考虑方面都有自己的优点和局限性。

批量反应堆往往被用于
小规模生产,而连续触发的罐式反应堆则因其连续运行和更好的传热
能力而更适合大规模工业生产。

除了热降解外,终止聚氯乙烯合成聚合过程的另一种方法是通过使用
化学添加剂,如链转移剂或自由弧化的清扫剂。

这些添加剂可以通过
与活性聚合物链末端或自由基反应有效阻止聚合反应,从而控制最终
聚氯乙烯产物的分子重量和性质。

一个与聚氯乙烯合成终止有关的案例研究是使用链转移剂,如Mercaptan来控制聚氯乙烯树脂的分子重量。

通过在聚合过程中添加少量的甲卡普坦,聚合链长度可以有效控制,从而产生具有理想的机
械和加工特性的PVC产品。

总体而言,聚氯乙烯合成聚合过程的终止是控制最终聚氯乙烯产品的分子重量和性质的关键步骤。

热降解和化学添加剂的使用是实现各种工业应用的聚氯乙烯树脂的预期分子重量和特性的常见和有效方法。

含氯有机废料资源化处理基础研究I.PVC固定床热解脱氯反应特性

含氯有机废料资源化处理基础研究I.PVC固定床热解脱氯反应特性
t m per ur e at e.
Hale Waihona Puke Ke o d : VC;f e e yw r s P i d b d;p r l s s e h o i a i n x y o y i ;d c l rn to
由于含 氯 化学 制 品的 特殊 性 能 , 氯碱 化 工在 我
国有 了很 大 发 展 , 氯 废 料 如 各 种 P 含 VC 废 材 料 、 废 溶 剂 、 润 滑 油 、 面 脱 脂 的 残 渣 以 及 某 些 废 活 性 废 表 炭 等 也 日渐 增 多 它 们 虽 可 在 一 定 程 度 上 回 收 利
c m bu tb e ga n r a e d t e d o a nd r s d e r as s w ih t e i c e sng o i lp o y i o s i l s i c e s s an he yil f t r a e i ue d c e e t h n r a i f fna yr l ss
含 氯 有机 废 料资 源 化 处 理 基 础 研 究 I VC 固定床 热解 脱 氯反 应 特 性 .P
马 师 白 , 鲁 军 . 高 晋 生
( 东理 工 大 学 能 源化 工 系 , 海 2 0 3 ) 华 上 0 2 7
摘 要 : 1 g目 定床反 应 嚣 中对 P 在 O VC在 惰 性 气氛 下的 热解 脱 氯特 性厦 有 关I 艺参数 进 行 考 察, 并研 究了热解终 温 ( P 对 P F T) VC 热解产 物产 率 的影响 。 实验 结果表 明 . 温度为 3 0c, 应 在 0 反 时 间为 3 , h 升温速 率 为 5 mi ℃/ n夺件 下 , VC 中大部 分的氯 可脱 除 , 氯率可达 9 , P 脱 0 另有 约 1 H 0 的氯残 留在 液体产物 厦 固态残 渣 中. 升 温速 率越 慢 , 解程 度越 大 , 应 的起 始分解 温 度也越低 。 且 分 反

废旧塑料的热解脱卤

废旧塑料的热解脱卤

处理装 置 ( 1 。根据不 同的处理方式,可 以直 接热解 图 )
对 资源 进行 了再 利 用 。但 由于 废 旧电子 电气 ( at o w s f e
会检 测到溴 的存在 ,其作用 是起 到 阻燃 的效果 。卤素在
不 同类型 的塑料 中起到各 自不 同的作用, 但与此 同时 , 也 给废 旧塑料 的资源化 带来很大难题 。含 卤塑料 的处 理 已
e c cln et nc q i n, l t aad l r ieup t简称 WE E e r e c o me i E )塑料组成
方法 可进行 大批量 处理,并省 去废 旧塑料 前期分 离等繁
杂 工作, 但设备投资较 大, 其成本较高 。另外,不适当的
焚烧过程 中会排放剧毒 的二4 、多氯联苯 类致癌物质 ; 恶英 第三是对 其再利用的方式, 包括再生制 品的利用 、 分解产
物 的利用 等, 种处理方式 既保护 了 自然环境 , 这 又合理地
复杂 ,识别分离 困难 ,多 国际性 问题 。 含 卤废 旧塑料 的处理 有三大常 用方式 。第一是 深埋 处理方式 ,这 种方法虽 然操作 简单 、投资 少,但 由于 卤 素的存在 ,低水平 的填埋 不可能使 其分解 ,最终还会 成
理熔融再生获得的材料性能明显下降,价值不高[。同
时, 因塑 料裂解 可 以产生煤 油 、柴 油和汽油 等液体燃料 或气体产 物,所 以热解技术 已经成 为当今人们 比较重视 的热化学 处理方 式之一 。但在 这种处理 方法 中面 临着脱 卤的难 题 。
为新的污 染源, 同时浪 费了大量土地和可再利用 资源 : 第
Ab t a t h a e u sr c :T ep p rs mm a i e e e a t o so e a o e a i n b y o y i wh c r an yus d t k a o e ae l si sb r d s v r l h d fd h l g n t y p r l s s z me o ih a em i l e o ma eh l g n td p a tc e r s uc s e o r e .Afe n l zn n o a i g t et c n c l h r c e n e a o e a i n e f c f h s t o s tr ay i g a d c mp rn h i a a a tra d d h l g n t fe t t e eme d ,web i g f r r o r ca a h e c o o h rn o wa d s mec u il

PVC降解脱氯催化剂的制备及应用研究

PVC降解脱氯催化剂的制备及应用研究

w t e i u o ti i g F S ih wa a cn td 5 h a 0 ℃ Wa o o n i C — oi c d s a e r sd e c na n n e O4 wh c s c li ae t 0 6 s c mp u d w t S Z G s l a i h d
c lrn t n c n r a h 9 % a 6 ℃ . ho a o a e c 1 i i t 0 3
Ke r s: y wo d PVC;d c l rnain;c tls e h o i to aa y t
Hale Waihona Puke 随着塑料 应用 的 日益 广 泛 , 料 废 弃 物 的 与 日 塑 俱增 , 由于本身 的不 易降解 , 产生 了人 们俗 称 的 且 就
ct yt 5 0C、. 5m 1a tepo o i : o tebs e et fdc l ia . ert f ed — aa s ( 5  ̄ 0 7 o) t rp  ̄o 4 1gt et f c o eho n t a oo e l h n h r e i h t
GU - e g, HAI T e g n, AIZh n — i Xu p n C i- e C e g b n
(c ol f hm syadC e cl nier g A h i n esyo eh o g , ’ sa 4 0 2 C ia Sho o e t n hmi gne n , n u U i r t f cn l y Ma a h 2 30 , h ) C i r aE i v i T o n n n
果最好 , 3 0 在 6 ℃时脱氯率可达 9 % 。 1
关键 词:V 脱氯 ; P C; 催化剂

聚氯乙烯废弃物的热解特性与处理

聚氯乙烯废弃物的热解特性与处理

聚氯乙烯废弃物的热解特性与处理摘要:聚氯乙烯树脂(以下简称PVC)广泛应用于建筑、电力、公用事业等领域,已成为广泛应用的五大通用塑料之一。

聚氯乙烯(PVC)是重要的高分子材料,也是应用最广泛的高分子材料之一。

预计2022年PVC的全球产量为5481万吨,在此期间的复合年增长率为4.8%。

随着中国的快速发展,对PVC需求也在逐年增长中。

PVC材料被大量应用于生产和生活中的各种领域,与其他塑料相比,PVC产品能够维持较长的使用寿命,但是最终也会成为固体废物。

焚烧和掩埋是PVC废物的主要处理方案,但这会造成严重的环境污染和大量的资源浪费,尤其是PVC废物的焚烧会产生剧毒污染物二噁英。

将PVC废弃物热解是一种较为绿色的处理方法,因此,各国均对PVC热解特性的研究十分关注。

由于PVC材料的多样性、添加剂的影响、热解过程环境的复杂性等导致PVC热解行为较为复杂。

关键词:聚氯乙烯;废弃物;热解;特性;处理引言中国的聚氯乙烯产能稳居全球第一,聚氯乙烯行业经历了深度调整期后,进入新一轮的高质量发展阶段,经济高质量发展为行业发展提供了难得的机遇,全球能源结构的调整、石化市场供需格局的变化、贸易保护主义及新冠肺炎疫情冲击等对行业的发展影响巨大,中国聚氯乙烯行业将迎来更多的发展机遇和挑战。

1国内形势内循环是行业可持续发展的内生动力,经过多年的发展,中国化工行业由原油初加工的基础化工模式发展为煤化工、烃类深加工结合的产业链发展模式,原料供应已实现了多元化,但下游高附加值的精细化学品生产仍有短板,产业链一体化、规模化模式尚未形成。

目前,聚氯乙烯树脂加工制造业存在加工工艺、装备设备水平层次不齐的问题,制约了聚氯乙烯树脂加工工业的发展。

因此,加强基础原材料与终端产品在技术研发、市场开拓等方面的合作,将聚氯乙烯树脂产业链向下游高附加值产品延伸,生产板材、型材、地板革、薄膜等能广泛用于建筑、交通、工业、农业等领域的终端制品是构建行业内循环的发展途径。

氯碱行业中的废弃物处理与资源化利用研究

氯碱行业中的废弃物处理与资源化利用研究

氯碱行业中的废弃物处理与资源化利用研究氯碱行业是指烧碱、氯气和氯化水铺组成的一个工业体系。

在生产过程中会产生大量的废弃物,如氯化氢、氯酸、氯化钠等。

这些废弃物不能直接排放到环境中,需要进行处理与资源化利用。

本文将对氯碱行业中的废弃物处理与资源化利用进行研究。

废弃物处理是指对废弃物进行合理处理,减少对环境的污染和危害。

目前氯碱行业中常用的废弃物处理方法包括焚烧、浸出、中和和固化等。

焚烧是指将废弃物进行燃烧处理。

燃烧废弃物可以减少其体积,降低废弃物质量,同时可以将有机物燃烧成二氧化碳和水,减少对环境的污染。

然而,焚烧过程中也会产生二氧化硫、二氧化氮等有害气体,需要采取相应的净化措施,以及处理废烟气和废渣。

此外,焚烧需要消耗大量的能源,不符合节能减排的要求。

浸出是指利用溶剂将废弃物中的有用物质溶解出来。

氯碱行业中常用的浸出方法包括酸浸、水浸和浸出剂浸出等,可以分离出有价值的金属、盐类和有机物质。

然而,浸出过程中也容易产生废液,并带有一定的有害物质,需要进行后续处理。

此外,浸出还需要大量的溶剂和能源投入,对资源的消耗较大。

中和是指将废弃物与中和剂进行反应,生成不溶性化合物。

中和可以将废弃物转化为无害的物质,并减少废弃物的体积。

中和过程中产生的沉淀物一般需要进行后续处理,以减少对环境的污染。

此外,中和需要消耗中和剂和能源,仍存在资源浪费的问题。

固化是指将废弃物与固化剂混合,生成固态物质。

固化可以有效减少废弃物的体积,并降低对环境的污染。

常用的固化剂有水泥、石膏、硅酸盐等。

固化过程中还需要添加一定的辅助剂和适量的水,控制混合物的粘度和流动性。

固化后的废弃物可以用于道路建设、填埋场垫层等。

然而,固化剂的价格较高,并且固化剂与废弃物之间的配比需要进行调整,从而增加了固化过程的成本。

与废弃物处理相比,资源化利用更为可取。

资源化利用是指将废弃物中的有用物质提取、回收或转化利用。

目前,氯碱行业中的废弃物资源化利用主要集中在盐类和氯碱化合物的回收利用。

聚氯乙烯生产中乳液制备的废弃物资源化利用技术

聚氯乙烯生产中乳液制备的废弃物资源化利用技术

聚氯乙烯生产中乳液制备的废弃物资源化利用技术聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,简称PVC)是一种重要的塑料材料,广泛应用于建筑、汽车、电子等行业。

然而,在PVC生产过程中,乳液制备阶段会产生大量的废弃物,如果不得其处理,将对环境造成严重污染。

因此,研究和开发乳液制备废弃物的资源化利用技术具有重要的现实意义。

一、乳液制备废弃物的特性分析乳液制备废弃物主要包括有机过量浆料、无机固体废料和废水等三个方面。

有机过量浆料是在乳液制备过程中,由于添加剂、助剂等原因造成的浆料过量,导致其中的有机物无法被完全转化为PVC。

无机固体废料则是生产过程中产生的固体残渣,其中包括聚合剂、填料等固体杂质。

废水是在过程中产生的含有有机物和无机盐的废水。

二、乳液制备废弃物的资源化利用技术1. 有机过量浆料利用技术有机过量浆料中的有机物虽然未能完全转化为PVC,但仍然具有潜在的利用价值。

一种常见的利用技术是对有机过量浆料进行焚烧,通过燃烧处理将有机物转化为能源。

此外,有机过量浆料也可以进行物理或化学分离,提取出有用的成分进行再利用。

例如,可以利用溶剂萃取技术将有机物提取出来,进一步作为其他化工产品的原料。

2. 无机固体废料利用技术无机固体废料是乳液制备废弃物中的另一个重要组成部分。

其中的聚合剂和填料可以通过物理方法或化学方法进行分离和回收利用。

物理分离方法包括筛分、浮选、磁选等,化学分离方法则包括溶解、络合等。

经过回收利用,这些聚合剂和填料可以降低生产成本,减少原材料的消耗。

3. 废水处理技术废水中含有有机物和无机盐,需要经过处理才能达到排放标准。

一种常用的处理技术是生物法处理,即利用微生物降解废水中的有机物。

此外,还可以采用化学法、物理法等综合技术进行处理。

通过合理的废水处理,不仅可以降低对环境的污染,还可以回收利用其中的有用成分。

三、乳液制备废弃物资源化利用的应用前景乳液制备废弃物资源化利用技术的应用前景广阔。

PVC的热解脱氯动力学分析

PVC的热解脱氯动力学分析

PVC的热解脱氯动力学分析
马师白;殷剑君;鲁军;高晋生
【期刊名称】《环境化学》
【年(卷),期】2001(20)2
【摘要】采用动态热重法对PVC热解脱氯反应动力学进行了研究,对不同升温速率下TG曲线采用不同方法分析,计算出反应速率常数、反应级数、活化能等脱氯反应动力学参数,并推断出反应机制.分析结果表明,PVC热解存在两个阶段,氯原子主要在250℃-300℃之间以HCl的形式释放,且反应为一级反应.【总页数】7页(P172-178)
【关键词】聚氯乙烯;热解;脱氯;热重法;动力学;回收利用
【作者】马师白;殷剑君;鲁军;高晋生
【作者单位】华东理工大学能源化工系
【正文语种】中文
【中图分类】X783.105;O632.21
【相关文献】
1.PVC材料热解脱氯的研究 [J], 郑学刚;唐黎华;倪燕慧;应卫勇;朱子彬
2.含氯有机废料资源化处理基础研究I. PVC固定床热解脱氯反应特性 [J], 马师白;鲁军;高晋生
3.含氯有机废料资源化处理基础研究II.热重法研究PVC热解脱氯过程 [J], 鲁军;
马师白;高晋生
4.含氯有机废料PVC的热解、水解脱氯研究 [J], 马师白;鲁军;高晋生
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废旧塑料的热解脱卤 黄敬新,广东石油化工学院

废旧塑料的热解脱卤 黄敬新,广东石油化工学院
1
Cornelia Vasile 等 6 分别用商业用加氢催化剂 DHC-8 和金属附载到活性炭催化剂 M-Ac 进行了废旧塑料和废 旧电脑外壳塑料碎片的高温分解和热解油的净化试验, 结 果表明使用催化剂后,热解油中含有大量的芳香烃,而 卤素也都是易挥发性的,大部分有害成分在催化作用之 后以 HCl 和 HBr 的形态除去。结果还表明催化剂 M-Ac 是最有效的,既可作为主要的氢裂解催化剂又可脱去裂 解油中因阻燃剂带来的有害成分。 Mihai Brebu 等 7 在 450 ℃ 和大气压力条件下进行了复杂聚合物混合物的热解和催 化降解试验,催化剂分别为羟基氧化铁矿物(FeOOH) , Fe-C(酚树脂和 FeOOH 按一定比例混合、搅拌、制粒后 在惰性气体氛围中, ℃条件下煅烧得到, 500 简写为 Fe-C) , CaCO3,Ca-C,结果表明以铁形式存在的催化剂可有效 去除裂解油中的 Br,而以钙形式存在的催化剂可有效去 除裂解油中的 Cl,但这四种催化剂对于 N 的脱除没有什 么效果。而在去除 Br 的过程中,催化剂 Ca-C 要明显优 于 CaCO3,但 Fe-C 却稍逊于 FeOOH。Blazso 等 8 研究了 线路板粉末(主要成分溴化环氧树脂)分别与各种碱性 添加剂(Na2SiO3,5A 分子筛,13X 分子筛,NaOH)的 共热解吸附脱溴情况。 发现这些碱性添加剂不仅能与 HBr 反应,还能脱去芳烃上的溴,显著减少热解油中溴代酚 类物质含量。Thallada Bhaskar 研究表明 9 以 CaH-C(酚 树脂和 Ca OH)按一定比例混合、搅拌、制粒后在惰性 ( 2 气体氛围中,500 ℃条件下煅烧得到,简写为 CaH-C)为 催化剂时热解 PP/PE/PS/PVCD/HIPS-Br 混合塑料可以脱 除液体产物中大部分的 Cl 和 Br, 但是当混合塑料中添加 PET 时, 催化剂则不能有效脱去液体产物中的卤素。 Marianne Blazsó 研究表明 10 ,以含有四溴双酚 A 和二烯丙基 四溴双酚 A 的聚碳酸酯和环氧树脂为研究对象,采用裂 解 催化 气质联用的方法, ~ 500 ℃的条件下分解, 300 所有的溴代联苯裂解为溴苯酚和二溴苯酚。 与纯热解脱卤相比,催化热解脱卤有其自身很多优 点。例如热解温度的降低,降解效率的提高等。这种方 式除了在塑料裂解过程中脱卤之外,有些催化剂还可同 时达到脱除裂解油中的卤素的效果。

PVC的热失重和热解动力学

PVC的热失重和热解动力学

PVC的热失重和热解动力学郑学刚;唐黎华;俞丰;应卫勇;朱子彬【期刊名称】《华东理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2003(029)004【摘要】热重法对PVC树脂的热解研究表明,热解过程可分为3个阶段,250~350 °C为第一失重阶段、350~400 °C为稳定阶段、400~550 °C为第二失重阶段;升温速率对热解有较显著的影响,随升温速率的增加,Tb、Tf和Tm随之提高,但各阶段的失重率并不改变;气氛对热解有重要的影响,在含氧气氛中总失重约为100%,而氢气中的总失重最低.热解动力学研究表明,PVC的热解为一级反应过程,3个阶段的热解活化能受气氛影响稍有差异,分别为170~200 kJ/mol、10~20kJ/mol和50~80 kJ/mol,各阶段活化能的较大幅度变化说明各阶段热解反应机理是不同的.【总页数】5页(P346-350)【作者】郑学刚;唐黎华;俞丰;应卫勇;朱子彬【作者单位】华东理工大学化工工艺研究所,上海,200237;华东理工大学化工工艺研究所,上海,200237;华东理工大学化工工艺研究所,上海,200237;华东理工大学化工工艺研究所,上海,200237;华东理工大学化工工艺研究所,上海,200237【正文语种】中文【中图分类】TQ203【相关文献】1.杨木APMP废液固形物热失重特性及热解动力学研究 [J], 苏振华;冯文英;王承亮;徐明;张升友;张羽;曹赢戈2.丁腈橡胶热失重和热解动力学研究 [J], 贾慧青;杨芳;姚自余;李淑萍3.典型废旧家电印刷线路板热失重特性和热解动力学模型 [J], 马洪亭;王明辉;王芳超;郝夙枫;杨国利;张于峰;邓娜4.典型废旧家电印刷线路板热失重特性和热解动力学模型 [J], 马洪亭; 王明辉; 王芳超; 郝夙枫; 杨国利; 张于峰; 邓娜5.PVC、PS与浒苔共热解过程分析及动力学研究 [J], 王华山;王跃康;张歆悦;张天航;刘华;王春生因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

影响配煤与废塑料共热解煤气中氯含量的因素及氯的脱除方法

影响配煤与废塑料共热解煤气中氯含量的因素及氯的脱除方法

影响配煤与废塑料共热解煤气中氯含量的因素及氯的脱除方法李震;王宗臣;周丽霞【摘要】通过对配煤与废塑料共热解煤气有机吸收液的液相色谱一质谱联用分析,以及蒸馏水吸收液的离子色谱分析,探索了热解煤气中氯的赋存形态.结果表明,煤气中氯主要以HCl的形式存在,有机吸收液中没有检测出含氯有机化合物.在此基础上,讨论了升温速率、气体流速等热解条件对煤气中氯含量的影响及对脱氯剂脱氯效果的影响.%In this article, occurrence model and concentration of chlorine in gas product from the pyrolysis process of waste plastic and coal were studied. By analyzing the data of experiments, it is found that there are relativities between concentration of chlori【期刊名称】《泰山学院学报》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】5页(P57-61)【关键词】共热解;煤气;氯;影响因素【作者】李震;王宗臣;周丽霞【作者单位】泰山学院化学与环境科学系,山东泰安271021;山东石横特钢集团有限公司机动处,山东肥城271612;山东科技大学资源与土木工程系,山东泰安271000【正文语种】中文【中图分类】TQ533配煤与混合废塑料(WP)共热解是废塑料资源化利用的较好方法,关于热解特性和产品性质等方面已有不少报道.其中废塑料中含有的氯会分布到焦炭、焦油和煤气中,关于热解焦炭、焦油中氯的研究已有报道[1-2].热解煤气(也叫焦炉煤气)是炼焦行业的一种重要的副产品,由于含有大量的可燃性气体如甲烷、一氧化碳、氢气以及烃类等,具有很高的热值,可以作为焦化厂焦炉燃烧供热,也可以作为民用生活用气,还可以为电厂的燃气锅炉提供燃料发电,是一种具有较高实用价值的副产品.关于热解煤气中成分的分析有不少报道,例如张振国等对煤与废塑料共焦化技术进行了可行性分析[3],廖洪强等研究了工艺条件对煤-废塑料在焦炉气气氛下共热解特性的影响[4].对于煤气中氯的脱除方法也有不少报道,如潘蕊娟等对高温煤气脱氯剂进行了研究[5],唐超等对PP和PVC混合塑料的降解及脱氯进行了研究[6].但对配煤与混合废塑料(WP)共热解煤气中氯的赋存形态,氯含量与热解条件之间的关系等问题研究的不多.本文采用液相色谱-质谱联用、离子色谱等技术方法对废塑料与配煤共热解煤气的成分、氯的赋存形态以及影响煤气中氯含量的因素进行了分析,为热解煤气的进一步利用提供依据和相关数据.同时进行了脱氯实验,分析了热解工艺条件对脱氯效果的影响.1 实验仪器和实验步骤1.1 实验样品及热解装置炼焦配煤由首都钢铁厂技术研究院提供,废塑料(WP)来自于北京市石景山区生活垃圾填埋现场,实验样品经过专用破碎机进行破碎处理,使粒度达到小于1mm.手动混合后取10g装入管式反应器,热解温度分别选取400℃、600℃、800℃、1000℃.实验用样品的氯含量列入表1.实验过程中,采用氮气作载体,将热解生成的焦油、煤气带出反应器.热解得到的气体产物(热解煤气)进行如下分析:(1)用有机溶剂吸收,采用液-质联用技术测定氯的赋存形态;(2)有机溶剂吸收后的气体,再用蒸馏水吸收,吸收液采用离子色谱法测定氯含量. 表1 炼焦用物料的工业分析和元素分析样品煤质分析/w% 元素分析/w% Vd Ad FCd Cd Hd Od Nd Std Cl d 30.48 5.07 64.45 76.58 4.72 12.09 1.21 0.33 -瘦煤 17.17 10.40 72.43 78.47 4.12 4.81 1.51 0.69 -1/3焦煤 29.23 10.14 60.63 76.62 4.69 6.45 1.60 0.50 -肥煤 26.47 10.11 63.42 77.05 4.68 5.60 1.56 1.00 -焦煤 18.43 8.63 72.94 80.00 4.38 4.73 1.37 0.89 -配煤 22.07 10.89 67.04 79.90 4.49 5.72 1.09 0.91 0.0617塑料 96.11 3.84 0.05 84.62 14.12 1.09 0.12 0.05 1.56弱黏煤10热解实验装置如图1所示:图1 热解实验装置1-流量调节器 2-1号反应器 3,5-冷却器 4-2号反应器 6-反应控制器1.2 液-质联用仪LC为waters 2995,MS为ZQ4000,美国waters公司出品.1.3 离子色谱仪测定溶液中氯含量离子色谱仪为DX-80,美国戴安公司出品,组件:梯度泵、色谱仪、电导检测器、淋洗液组成分配器、自动进样器、Peaknet工作站.色谱条件:IonPacAS11(4mm)阴离子柱,ATC-1阴离子捕获柱淋洗液;流速:2ml/min;进样体积: 25uL;检测器;抑制型电导检测,ASRS循环模式.1.4 脱氯剂的制备和脱氯实验脱氯剂的制备参照文献[5]的方法.由于焦油在冷阱中冷凝后,煤气的温度已降至室温,所以脱氯剂的脱氯性能实验在室温下于固定床反应器中进行的.脱氯后的尾气再用水吸收,吸收液采用离子色谱测定氯的含量.脱氯实验条件除温度采用室温外,其他同热解实验条件一致.实验中测定的是采用脱氯剂前后煤气中氯的平均含量的变化量,所以实验结果用氯的脱除率表示,即:2 结果与讨论2.1 有机溶剂吸收结果分析煤气的有机溶剂吸收液中,含有低沸点的有机化合物,将该溶液采用液-质联用技术进行分析,研究其中有机含氯化合物的形态,配煤与3%WP共热解煤气苯吸收液的液相色谱图,如图2所示.LC操作条件:流动相为50%甲醇+50%水,监测器波长范围为200nm~400nm. MS操作条件:质谱采集质量范围为33~600amu,采集速度为1次/s,电子能量为70ev,电离源为ES+.图2 煤气苯吸收液的液相色谱图从图2看出,由于气体流速比较大(4.3×10-2m·s-1),热解产生的少量沸点比较低的有机物也转移到了煤气中,质谱分析结果显示,这些有机物主要是低分子量的芳香烃类及少量的烯烃、烷烃类.在可识别的色谱峰中没有发现含氯化合物,说明煤气中的含氯有机化合物的含量非常小,在研究氯在共热解过程中的转移规律时可以忽略不计.2.2 水吸收结果分析经有机溶剂吸收后的煤气,其中含有的气态氯在常温下只能以HCl的形式存在,所以蒸馏水吸收液中的氯为HCl水溶液,实验中发现吸收液呈微酸性,采用AgNO3溶液滴定,溶液中出现白色沉淀,进一步证明了以上推断.蒸馏水吸收液采用离子色谱法测定氯含量,发现氯含量与热解时的升温速率、载气(N2)流速有关.2.2.1 升温速率对煤气中氯的含量的影响图3 煤气中氯的含量与升温速率的关系从图3可以看出,随升温速率的增加,煤气中氯的含量逐渐增大.而且升温速率低于12℃·min-1时,焦油中氯的含量增加幅度比较大;高于12℃·min-1时,增加的幅度已相当小,这一点也与热解过程中焦油中氯的含量随升温速率的变化趋势相同.总结升温速率对热解产物产率的影响,发现在最终热解温度确定的条件下,升温速率提高时,整个热解过程的时间缩短了,但从反应器中逸出的焦油和煤气的率反而增加了,上述变化趋势主要与煤的焦化过程有关,不同的升温速率影响焦炭的内部结构,在N2流量足以将热解产生的焦油和煤气带出的情况下,焦炭的内部结构是影响热解过程中氯的释放的重要因素.另一方面,由于WP的加入,热解过程中WP分解产生较多的胶质,也影响了焦油和煤气在样品层中的扩散.即配煤与WP共热解过程中存在协同效应,其结果是影响了焦炭的质量、焦油和煤气的组成,同时也影响了氯的释放.2.2.2 气体流速对煤气中氯的含量的影响图4 煤气中氯的含量与气体流速的关系从图4可以看出,随气体流速的增大,煤气中氯的含量逐渐增大,当气体流速达到4.3×10-2 m·s-1(N2流量为800 ml·min-1)时,煤气中氯的含量增加的趋势并没有明显的降低,这和焦油中氯的含量随气体流速的变化特性有所不同.其原因是当气体流速超过4.3×10-2m·s-1(N2流量为800 ml·min-1)以后,煤气的产率随气体流速的变化量明显变小,而且热解释放出来的氯转移到焦油中的量较少,所以煤气中氯的含量增加的趋势并没有明显的降低.2.3 使用脱氯剂减少煤气中氯的含量根据前面讨论的结果,知道煤气中氯的主要形式为HCl气体,因此煤气中氯的脱除方法可以采用水吸收的方法,吸收液为含有硫化物和铵盐的粗盐酸.关于高温煤气脱氯剂的研究报道比较多,常用的脱氯剂为碱性氧化合物或碳酸盐类化合物[3-5].这里只对利用碱金属化合物和碱土金属化合物作为脱氯剂对热解煤气中的氯进行脱除实验,讨论不同热解条件对脱氯剂脱氯效果的影响.2.3.1 升温速率对脱氯效果的影响不同升温速率下氯的脱除率见表2.表中,实验样品为配煤+3%WP,气体流速为4.3×10-2 m·s-1.表2 不同升温速率下氯的脱除率升温速率/℃·min-1 12 16脱氯前氯的含量4 8 /% 97.36 96.32 96.30 95.78 /% 0.0568 0.0842 0.1027 0.1089脱氯后氯的含量/% 0.0015 0.0031 0.0038 0.0046脱除率从表2可以看出,升温速率虽然影响了煤气中氯的含量,但对于脱氯剂的脱氯效果没有明显的影响,氯的脱除率都在95%以上.预计再增加床层深度,并提高脱氯温度,经过该脱氯剂后的煤气中氯的含量可以达到要求(<10-6),但本实验中样品用量只有10g,煤气产量在1g左右,当煤气中含量达到10-6时,吸收液的含量接近离子色谱的检出限(10-6mg·L-1),测定结果准确性不能保证.2.3.2 气体流速对氯脱除率的影响不同气体流速下氯的脱除率见表3.表中,实验样品为配煤+3%WP,升温速率为8℃·min-1.表3 不同气体流速下氯的脱除率气体流速/m·s-1 1.1×10-2 2.7×10-2 4.3×10-2 5.9×10-2 /% 99.45 97.58 96.13 94.29 /% 0.0422 0.0680 0.0842 0.0918脱除后氯的含量/% 0.00023 0.0016 0.0033 0.0052脱除率脱除前氯的含量从表3可以看出,气体流速对氯的脱除效果影响比较显著,当气体流速比较小时,氯的脱除率可以达到99%以上.由以上讨论可以认为,配煤与废塑料高温共热解煤气中氯的形态与配煤单独热解煤气没有明显的差别,主要是HCl,一般脱氯剂都可以应用,在指定的条件下,可以达到理想的脱氯效果.3 结论(1)配煤与废塑料共热解所得煤气中含氯有机化合物的含量非常小,煤气中的氯主要以HCl形式存在;(2)煤气中的无机氯含量与热解时的升温速率、载气(N2)流速有关;(3)配煤与废塑料高温共热解煤气中氯的形态与配煤单独热解煤气没有明显的差别,主要是HCl,一般脱氯剂都可以应用,在指定的条件下,可以达到理想的脱氯效果. [参考文献][1]李震,刘泽常,赵莹,等.煤与混合废塑料共热解固体产物中氯的赋存形态及在燃烧时的释放特性[J].燃料化学学报,2006,34 (6):660-664.[2]徐君,孙秀环,付强,等.加废塑料配煤炼焦的产品产率和性能研究[J].冶金能源,2004,(6):13-15.[3]张振国,刘泽常,廖洪强,等.煤与废塑料共焦化技术可行性分析以及在冶金行业中的应用[J].能源环境保护,2005,(6):8-11.[4]廖洪强,李保庆,张碧江.工艺条件对煤-废塑料在焦炉气气氛下共热解特性的影响[J].煤炭转化,1998,21(4):58-61.[5]潘蕊娟,樊英民,齐小峰,等.高温煤气脱氯剂的研制[J].工业催化,2001,9(5):32-35.[6]唐超,周茜,王玉忠,等.PP和PVC混合塑料的降解及脱氯研究[J].燃料化学学报,2003,(31):139-143.。

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含 氯 有 机 废 料 资 源化 处理 基 础 研 究 I. 重 法 研 究 P I热 VC热 解 脱 氯 过 程
鲁 军 , 马 师 白 . 高 晋 生 ( 东理 工 大 学 能 源 化 工 系 , 海 2 0 3 ) 华 上 0 2 7
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