廢舊塑料的熱解-新(參考版)
2025-06-25 00:11本頁面
【正文】 8 / 8。結(jié)果表明: 將近74 %的溴轉(zhuǎn)移到熱解油中,而氣體產(chǎn)品中溴的比例相對較小。將含鹵廢塑料破碎并熔融得到熔體,將熔體于250～350 ℃,1～10 kPa 的壓力條件下,真空分離1～3h ,含鹵廢塑料熔體中的阻燃劑以氣體的形式揮發(fā),達到脫鹵的效果。真空條件縮短了熱解產(chǎn)物在高溫反應區(qū)的停留時間,減少了二次熱解反應的發(fā)生,尤其降低了鹵化氫發(fā)生二次反應生成鹵代烴的幾率。由于塑料的熱解是一個從液相或固相轉(zhuǎn)變成氣相的過程,因此,真空有利于反應的進行。雖然熱解氫化脫鹵的效率較高,但是其條件要求較苛刻,且成本較高,所以在熱解脫鹵中也并沒得到廣泛的應用。而在以KOH 為催化劑提供的堿性條件下,溴以KBr 的形式脫去,最后用酸中和產(chǎn)生HBr 氣體。但采用體積為45 mL 和60 mL ,濃度為1 mol/ L 的KOH 時,可脫去12 g HIPS2Br中90 %的溴,而且塑料可以塑料小球的形式回收。而有些催化劑本身不提供氫氣,但在熱解過程中可以將鹵代碳氫化合物中的鹵原子轉(zhuǎn)化為鹵化氫或鹵化物?；蛲ㄟ^堿性物質(zhì)進行中和回收利用。應用較成功的例子是德國Kohleol2Anlage Bot t rop 公司[ 11 ] 利用塑料氫化裂解生成重質(zhì)合成油,在加氫和10 MPa 壓力、420 ℃～470 ℃溫度條件下進行塑料的裂解,產(chǎn)物與原油的組成類似,且分子鏈的末端是飽和的。在這種方法中,塑料廢棄物中存在的多鹵化合物也會被還原性氣體轉(zhuǎn)化為相對無害的碳氫化合物,而鹵化氫氣體最后用氧化物進行中和,并回收利用。即使進一步脫氯、溴中間試驗還在進行,但從已有的脫氯試驗結(jié)果可以看出:使用這種復合催化吸附脫鹵的最大問題是催化劑的用量太大,因此,如何提高吸附能力和解決催化劑的再生問題是能否工業(yè)化應用的關鍵?？紤]到催化劑的成本,他們首先完成了50 kg PP ,50 kg PE ,50 kg PS ,3 kg PVC 和城市塑料廢棄物(50 kg) 兩項脫氯中間試驗。為了充分利用兩者的優(yōu)點,他們改進了熱解催化反應器,將熱解與催化脫鹵分成兩個獨立的反應部分,以便在形成含鹵有機物最少的工藝條件下進行熱解。日本岡山大學用復合催化劑進行了含氯、含溴或同時含溴和氯的各種塑料混合物的熱解脫鹵試驗。復合型催化吸附劑脫鹵的性能優(yōu)于金屬氧化物單獨使用。因此,提高催化劑的穩(wěn)定性是有待解決的主要問題。Uddinma 和Shiragay 對含PVC 混合塑料的熱解過程中鐵氧化物脫氯的研究表明:在脫氯過程中,鐵氧化物實際上同時起到催化脫氯和吸附HCl 兩種作用。然而氫化萘這類物質(zhì)的價格較高,限制了其工業(yè)應用。用活性炭作催化劑時,在380～400 ℃,2MPa 的氮氣壓力下就能進行熱解脫鹵反應,塑料中的鹵素全部轉(zhuǎn)化為鹵化氫,得到無鹵的液體和氣體產(chǎn)品。因而,設備投資和運行費用都非常昂貴,且氫氣的儲存和運輸都比較困難。催化加氫脫鹵不但具有很好的脫鹵效果,而且可以提高熱解產(chǎn)品的品質(zhì)。2 熱解催化脫鹵技術(shù)熱解催化脫鹵是在將塑料大分子裂解成小分子的同時,利用催化劑將含鹵碳氫化合物中的鹵原子轉(zhuǎn)變成鹵化氫而加以去除。由于塑料廢棄物中塑料的組成非常復雜,要準確確定其脫HCl 的溫度區(qū)域十分困難。含PVC 的塑料混合物類型也會影響脫氯的效果。PVC 中的增塑劑和穩(wěn)定劑等能吸收熱解過程產(chǎn)生的氯,不利于HCl 的形成。研究表明:溫度對塑料熱解與脫鹵也有不同的影響: PE , PS 在300 ℃左右開始分解,在400 ℃可以完成分解反應。該反應主要是脫氯過程,即含氯塑料中的氯以HCl的形式釋放,至初級反應結(jié)束時,99. 5 %以上的氯將被分解,殘余物主要是碳氫化合物。而無氯HDPE 則只有一個明顯的失重過程。在以氮氣為載氣的條件下,進行不同含氯量塑料的熱解試驗。用TGA2FTIR 聯(lián)用的方式進行PVC在空氣條件下的熱解實驗,結(jié)果表明PVC 是分兩步熱解的。而在低溫干餾過程中電子產(chǎn)品廢棄物中含量較高的阻燃劑以鹵氣的形式被去除。一個成功的例子是德國BASF與電子技術(shù)工業(yè)中央?yún)f(xié)會進行的電子電器廢物的熱裂解回收試驗[3 ] 。為防止設備腐蝕,鹵素最好在裂解之前去除,也可裂解之后脫除裂解產(chǎn)物中的鹵素。因此,開發(fā)合適的脫鹵技術(shù)是安全有效回收含鹵廢塑料的關鍵。這些含鹵化合物一方面污染環(huán)境,腐蝕處理設備,增加處理成本。因為在處理回收過程中,鹵素很容易形成有毒有害的含鹵化合物, 。晶粒大小對汽油辛烷值的影響并不明顯，但具有較小晶粒的催化劑更有利于重油的催化裂解?？上齼?nèi)擴散阻力。Y型分子篩的主要阻力來自于分子篩內(nèi)部。雖然REY的孔結(jié)構(gòu)與HY類似，但因為有稀土金屬離子存在，催化性能和穩(wěn)定性均比較好，其結(jié)焦、失活速率下降，汽油產(chǎn)率和辛烷值都較高。REY和HY具有較大的孔徑，重油分子可以通過，能充分利用催化劑內(nèi)表面。催化劑的孔徑大小，將決定重油分子能否進入催化劑晶粒內(nèi)部去接觸活性中心。SiO2）的表面酸位中心可引起正碳離子反應，促使塑料大分子發(fā)生β鏈斷裂，生成的汽油辛烷值較高。由此可以斷定，聚烯烴的裂解不一定需要太強的強酸位，而太強的強酸位可能會使催化劑很快失活而降低裂解活性，催化劑表面的L酸分布有利于烯烴類塑料的熱解。兩者相比，除了有過多的強質(zhì)子酸以外，其它的酸位分布和強弱是相似的。這也說明B酸是ZSM5沸石表明的強酸中心，而L酸是相對次強酸中心。楊震等分別研究了ZSM5沸石、改性稀土Y沸石、和自
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