废旧电路板真空热解

采用热重分析仪和固定床热解反应器对废旧电路板进行了低真空条件下的热分解实验.研究了混合废旧电路板在真空下的降解特性、热解动力学以及热解条件对热解产品产率的影响,并讨论了真空和氮气条件下电路板热解的差异.实验结果表明真空降低了电路板热解的表观活化能,提高了热解产物的挥发性,减少了二次裂解反应,因而真空有利于提高液体产品的产率,降低气体和固体产品的产率.废旧电路板的真空热解液体产品主要由酚、烷基酚、双酚A、水以及各种溴酚构成,液体中总溴高达13.47％,其中一半左右以有机溴的形式存在,因此液体产品适合用于分离提取化工原料而不宜用于作燃料.     

不同废旧电路板的TG行为研究

用电路板做为研究对象,去除其电子元件和金属元件,用钳子分解为直径为3 mm左右的碎片。用热重-差热分析仪对其进行热解,考察了热解温度、气氛流速、升温速率对热解的影响。结果表明,升温速率为影响电路板热解最重要的因素,升温速率慢有利于电路板的热解,热解时间越久热解越完全,热解率随着气流速度的增大而先上升后下降。废旧电路板的主要热解温度在350~700℃。     

卷烟纸用阔叶木浆热解行为研究

采用热分析以及热裂解气相色谱/质谱联用仪研究了卷烟纸用阔叶木浆的热解行为。在空气氛围中,将阔叶木浆分别在350、383、440和500℃下进行热裂解,并以GC/MS对其裂解产物进行定性和半定量分析。发现阔叶木浆可裂解出3-戊烯-2-酮、糠醛、2-甲基-苯酚和壬酸等47种产物。低温（350℃）下,裂解产物组分主要为醛类和呋喃类化合物,且随着裂解温度的增加,醛类和呋喃类的相对含量逐渐下降。酮类和酸类的相对含量随裂解温度的增加呈现先增大后减小的趋势,440℃达到最大值。在此温度下,阔叶木浆的热解产物对卷烟香气是最有利的。500℃时开始出现2-甲基萘等有害物质,酚类的种类和含量均增加。致香成分的减少和有害物质的增加主要是高温纤维素芳环化的结果。     

卷烟纸用麻浆热解行为研究

采用热分析以及热裂解气相色谱/质谱联用仪研究了卷烟纸用麻浆的热解行为。在空气氛围中,将麻浆分别在350,400,466和500℃下进行热裂解,并以GC/MS对其裂解产物进行定性和半定量分析。结果发现,麻浆可裂解出3-戊烯-2-酮、糠醛、2-甲基-苯酚和庚酸等32种产物。低温(350℃)下,裂解产物组分主要为醛类和呋喃类化合物,且随着裂解温度的增加,醛类和呋喃类的相对含量逐渐下降。466℃时开始出现酚类,500℃时开始出现1-甲基萘等有害物质,酚类的种类和含量都增加了,但同样增加了酸类和醇类。致香成分的减少和有害物质的增加主要是高温纤维素芳环化的结果。     

碳酸钙存在下废旧电路板热解油的组成特征

采用气相色谱-质谱(GC/MS)、高效液相色谱(HPLC)、等离子发射光谱(ICP)等调查了碳酸钙存在下废旧电路板热解油的组成特征,探讨了碳酸钙对热解油性能和组成的影响.结果表明碳酸钙不仅能吸附热解过程产生的溴化氢,还能有效降低有机溴化物、重金属等有毒有害组分在热解油中的浓度,并提高苯酚、对异丙基苯酚等有价组分的含量.碳酸钙存在下的电路板热解油主要由这质量分数68%的酚、7.61%的溴代苯酚和溴代双酚A、16.32%的水以及2.07%氨和铵离子组成,其中苯酚和对异丙基苯酚的含量达到55.6%以上,具有很高分离回收价值.     

不同温度区间内污泥热解气固相产物特征

对城市污水污泥(简称污泥)进行工业分析和热重分析,考察污泥的基本组成和热重特性;采用气相色谱(GC)检测了不同热解温度区间内污泥热解生成的气体产物成分,并利用SEM和BET分别分析了不同热解终温下裂解炭的形貌特征和比表面积。结果表明:污泥热解可以分为水分析出阶段、挥发分析出阶段和焦炭化阶段;不同热解温度区间内污泥热解气体产物的组成有很大差别,热解温度350℃后H2在热解气中的含量快速增加,CH4含量在350~450℃时达到最大值,而CO主要在热解温度为350~750℃时生成,CO2含量随着热解温度的增加迅速下降;随着热解终温的不断升高,裂解炭结构变得越来越疏松,比表面积也随之增大,750℃达到最大值55 m2·g-1。     

焦油热解实验研究

采用小型气流床热解实验装置进行焦油热解实验,考察了温度对焦油热裂解过程的影响,同时选择甲苯作为焦油模型化合物研究焦油热解过程中的组成变化,得到了焦油的热解特性。结果表明:热解温度对焦油和甲苯转化率影响大,在800—1 100℃之间,焦油和甲苯的转化率及气体产率均随温度增加而上升,在N_2气氛下的最高转化率分别为70.29%和90.11%,且温度的升高会促进炭黑的生成。H_2会略微降低甲苯的转化率,但是对炭黑的生成有明显抑制作用。升高温度会使甲苯热裂解后产物种类减少,含支链化合物基本消失,形成更稳定的多环芳烃化合物,且会促进甲苯的缩聚。     

卷烟纸用四种有机酸盐热解产物分析

模拟卷烟纸及卷烟纸助剂燃烧、热裂解环境和条件,采用Py-GC-MS联机分析醋酸钾、苹果酸钾、柠檬酸钾和葡萄糖酸钾热解产物。结果表明:①醋酸钾热裂解温度较高,热解产物简单,苯酚物质种类大于其它三种有机酸钾盐;②柠檬酸钾和葡萄糖酸钾在400,500和600℃条件下,苯类、苯酚类、稠环芳烃类及烯烃类物质均比葡萄糖酸钾多;③葡萄糖酸钾热解温度较低,其热解产物种类比其它3个有机酸钾盐多,呋喃类、醛类和酮类香味物质尤其丰富。     

废旧电路板热解过程中影响溴迁移的研究进展

目前废旧电路板热解的研究很多,电路板中存在的溴化阻燃剂影响了废旧电路热解产物的回收利用.结合国内外研究现状,主要介绍了热解条件对溴迁移的影响,包括热解温度的影响、压力的影响和升温速率的影响.如果在热解过程中脱除溴,对电路板热解产物的清洁利用和环境保护有重要意义.     

不同温度区间内污泥热解气固相产物特征

对城市污水污泥（简称污泥）进行工业分析和热重分析,考察污泥的基本组成和热重特性;采用气相色谱（GC）检测了不同热解温度区间内污泥热解生成的气体产物成分,并利用SEM和BET分别分析了不同热解终温下裂解炭的形貌特征和比表面积。结果表明：污泥热解可以分为水分析出阶段、挥发分析出阶段和焦炭化阶段;不同热解温度区间内污泥热解气体产物的组成有很大差别,热解温度350℃后H₂在热解气中的含量快速增加,CH₄含量在350～450℃时达到最大值,而CO主要在热解温度为350～750℃时生成,CO₂含量随着热解温度的增加迅速下降;随着热解终温的不断升高,裂解炭结构变得越来越疏松,比表面积也随之增大,750℃达到最大值55 m²·g^-1。     

Efficient recovery of valuable metals from waste printed circuit boards by microwave pyrolysis

The recycling of waste printed circuit board (WPCBs) is of great significance for saving resources and protecting the environment. In this study, the WPCBs were pyrolyzed by microwave and the contained valuable metals Cu, Sn and Pb were recovered from the pyrolyzed WPCBs. The effect of pyrolysis temperature and time on the recovery efficiency of valuable metals was investigated. Additionally, the characterization for morphology and surface elemental distribution of pyrolysis residues was carried out to investigate the pyrolysis mechanism. The plastic fiber boards turned into black carbides, and they can be easily separated from the metals by manual. The results indicate that 91.2%, 96.1% and 94.4% of Cu, Sn and Pb can be recovered after microwave pyrolysis at 700 ℃ for 60 minutes. After pyrolysis, about 79.8% (mass) solid products, 11.9% (mass) oil and 8.3% (mass) gas were produced. These gas and oil can be used as fuel and raw materials of organic chemicals, respectively. This process provides an efficient and energy-saving technology for recovering valuable metals from WPCBs.     

木质素结构及热解特性

为研究结构类型和提取方法对木质素热解特性的影响,本研究采用Klason方法预处理得到的棉杆、核桃壳Klason木质素和贝克曼方法预处理得到的核桃壳磨木木质素（MWL）,并结合傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和快速热解仪-气相色谱/质谱联用（Py-GC/MS）对其化学结构和热解特性进行分析。FT-IR表明碱木质素为G型木质素,棉杆木质素属于GS类型木质素,而核桃壳木质素具有 HGS木质素的特征;Py-GC/MS分析发现原料的变化以及提取方法对木质素热解产物的组成有明显的影响,在棉杆Klason木质素中邻苯二酚类产物含量为28.18%,而在核桃壳Klason和磨木木质素的含量分别为18.12%和35.11%。同时研究表明经两种方法处理的木质素结构有明显的不同,其中Klason木质素结构中苯丙酸侧链上的α-和β-醚键明显断裂,而贝克曼处理主要体现在苯基芳基醚键的断裂。     

催化热解调控热解产物的研究进展

综述了煤和生物质催化裂解技术对热解产物的影响作用,分析了不同催化剂对热解气体和煤焦油的催化效果,对热解产物催化裂解技术进行了分析,展望了未来煤催化裂解的研究重点。     

纤维素热解动力学分析方法研究

以微晶纤维素为原料,在氮气气氛中利用热重分析仪考察了不同升温速率条件下纤维素的热解实验,分析了纤维素的热解动力学特性。采用双等双步法和Popescu法从热分析动力学的41种机理函数中选取最概然反应机理函数,同时运用Freeman-Carroll法、Coats-Redfern法、Starink法和双等双步法4种热分析方法计算热解反应活化能（E）、指前因子（A）,并对结果进行了分析比较。结果表明,随着升温速率提高,纤维素热解起始温度增加,热失重速率升高;纤维素的热解过程可分为4个阶段：脱水预热（40~120℃）、热解初期（120~260℃）、主要热解失重（260~400℃）和炭化（400~900℃）。纤维素主要热解段分两个阶段进行,其活化能在低温段（260~350℃）时,为166~176 kJ/mol,高温段（350~400℃）时,为171~216 kJ/mol;采用反Jander动力学模型能较好地描述主要热解反应过程;采用单一扫描速率法（Freeman-Carroll法和Coats-Redfern法）分析结果与实际值有较大偏差,多重扫描速率法（Starink法和双等双步法）得到的结果更具可靠性。     

褐煤热解特性及热解动力学研究

采用非等温热重法对白音华褐煤热解特性进行了实验研究,考察了升温速率和粒度对白音华褐煤热解特性的影响,同时对其热解动力学进行了分析。结果表明：升温速率是影响褐煤热解的主要因素,粒度对褐煤的热解也有一定的影响。利用Coats-Redferm积分法确定了褐煤热解低温段的动力学参数。     

三种常见生物质热解动力学特性的研究

采用热重法对三种常见生物质热解特性及反应动力学进行研究。考察了粒径和升温速率对生物质热解特性的影响。粒径减小时,稻草开始热解的温度和热解结束的温度都降低,最大失重变化率对应的温度也降低;升温速率增加时,热解挥发分起始析出温度和DTG曲线峰值温度均相应增加。采用Coats-Redfern法对生物质热解过程进行处理,并求出了生物质热解的动力学参数,求出的表观活化能变化范围在30～70kJ/mol。     

基于Py-GC/MS的玉米秸秆快速热解实验研究

以玉米秸秆为原料,利用Py-GC/MS设备在不同热解条件下进行快速热解实验,并对热解气相产物进行在线检测分析,考察了热解时间、热解温度及ZSM-5催化剂对玉米秸秆热解特性及热解产物分布的影响.实验结果表明:热解温度越高,热解反应越充分,且热解温度为550℃时对应的热解产物品质最高,其中芳香族化合物最高达28.3％;随着...     

KOH作用下甲壳素的热解特性和动力学研究

采用热重分析法研究了经KOH浸渍的甲壳素的热解特性,并考察了不同浸渍比对热解过程的影响;同时采用Coats-Redfern积分法拟合计算出热解动力学参数,探究了KOH对甲壳素主要热解过程中活化能的影响。热重分析结果表明：KOH的加入改变了甲壳素的热解行为,降低了热解所需的活化能,加快了反应速率,促进了甲壳素热解;当浸渍比即m（65% KOH）∶m（甲壳素）=2∶1或3∶1时,KOH浸渍后能使甲壳素在140℃左右开始迅速热解。热解动力学参数计算结果表明：无论反应级数选择多大,其线性拟合效果均比较好,相关系数基本都高于0.95;KOH作用下甲壳素热解是一个复杂的化学反应,而不是单一的某一级反应。     

基于非等温法的废弃环氧树脂电路板热解动力学分析

热解技术在处理废弃电路板，回收电路板中的金属，实现树脂、玻璃纤维等非金属成分的资源化方面发挥愈来愈重要的作用，但目前对于不含任何电子元件、含少量铜箔的废弃环氧树脂电路板的热解机理研究尚不明确。为阐述其热解催化作用，采用同步热分析仪和气相色谱-质谱联用(GC-MS)仪对不同升温速率(5, 10, 15, 20℃/min)下电路板的热解特性及热解机理进行分析。结果表明，废弃电路板热解过程主要分为四个阶段：表面残余水蒸发或其他小分子散逸、环氧树脂侧链基团氧化、四溴双酚A的分解和热解残留物分解；运用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法及Friedman法等明确单一反应的热解区间并求解热分解反应动力学参数，最终得到指前因子1.14×1022 min-1和活化能218.533 kJ/mol；采用?atava-?esták法和主曲线法进行机理函数对比分析，最终表明废弃环氧树脂电路板适用随机成核与增长模型：Avrami-Erofeev方程模化。研究结果可为促进热解技术的应用提供理论支撑。