废旧轮胎催化热解油品分析

采用ZSM-5和超稳Y(USY)分子筛催化剂,利用两段法固定床研究废旧轮胎的催化热解.通过对轮胎的催化热解后的轻质油品(＜160 ℃)分析,发现热解后油品中单环芳香烃含量增加.如在热解温度500 ℃、催化温度400 ℃和催化剂与轮胎比例0.5的情况下,对没有催化剂以及含ZSM-5催化剂及USY催化剂的轮胎热解,得到的轻质馏分中苯的含量分别是0.15%、0.99%和1.89%,甲苯的含量分别是3.04%、5.68%和17.70%.这对从废旧轮胎热解油中提取化学化工物质的工艺研究有着重要的指导意义.     

废旧轮胎热解及热解产物研究展望

热解作为废旧轮胎处置的重要技术手段,可以有效实现其减量化、无害化和资源化利用。本文综述了废旧轮胎热解的影响因素以及热解产物的研究进展,对废旧轮胎热解的经济、环境和社会效益进行了说明,指出当前工业化热解废旧轮胎存在的问题,并展望了未来节能环保式热解工艺的应用前景。结合现有的工业化热解设备,优化工艺条件和反应器结构型式,进一步分析了热解产物即热解气、热解油及热解炭的成分结构与应用,通过对热解产物改性活化与提质处理,创造更大的经济效益。提出应基于环境法规要求和绿色发展理念,糅合多种处理技术,研制适合废旧轮胎热解的工艺装备,开发集收集/预处理/热解/产物回收与提质于一体的废旧轮胎处置技术,实现废旧轮胎高效清洁转化和高值利用。     

储运含油污泥慢速热解特性分析

采用精确控温的固定床反应装置研究了罐底油泥和清罐油泥在不同升温速率下热解产物特性。结果发现当升温速率为5℃·min^-1和2℃·min^-1时,两种油泥样品的油品回收率均高于65%。提高升温速率有利于促进气相产物的生成,同时得到的油相产物中环状有机物含量提高而链状有机物含量减少,这说明提高升温速率有助于C-H键断裂和环化反应的发生。借助于TG分析和Doyle方程得到两种油泥的热解反应动力学参数。发现随着升温速率加快,表观反应活化能增大了20%~37%。     

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.     

典型杂质掺混对废塑料热解油特性的影响

以从4个典型的废弃物处理场取得的与废塑料掺混的杂质样品作为纯塑料热解过程中的添加剂,研究不可回收废塑料中掺混的杂质组分对塑料热解油品质的影响。研究内容包括4种杂质（I₁～I₄）对聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及混合塑料热解的影响以及杂质中的无机和有机组分在热解中分别起到的作用。结果表明,杂质的添加将塑料热解油中主要组分的富集度由65.5%提升到79.2%～90.3%;其中来源于废旧自行车拆解厂的杂质I₄对热解油组成的影响最为显著。I₄使得聚乙烯及聚丙烯热解油中的烯烃含量分别提高了25.0%及21.1%,但对聚苯乙烯的热解没有显著影响。I₄对塑料热解的影响可分为三个方面：无机灰分作为热载体起到的作用、特定活性灰分组分的催化作用以及杂质中有机组分参与热解的影响。灰分作为热载体促进了聚合物分子链的裂解;活性灰分组分能够催化加氢及氢转移等反应;而I₄中有机组分热解提高了油相产物中芳烃和烯烃的含量。该研究将为废塑料规模化热解过程中原料的预处理及热解油品质调控提供指导。     

城市垃圾热裂解制取合成气的研究

以树叶为原料,利用热裂解装置进行试验,并对其裂解产物的组成进行了分析。结果表明：树叶热裂解产物为生物油、合成气和炭。而其合成气成分主要由CO、CH4、H2和水蒸气组成。     

From coffee industry waste materials to skin‐friendly products with improved skin fat levels

Spent coffee grounds (SCG), which are the residue obtained from the treatment of coffee with hot water or steam, can be used for industrial applications, due to the high content in lipids. The cosmetic products might be a suitable application for these types of residues because the barrier properties of the stratum corneum (SC) are largely dependent on the intactness of the lipid lamellae that surrounds the corneocytes. The purpose of this work was to assess the feasibility of using the lipid fraction of SCG extracted with supercritical carbon dioxide in the development of new cosmetic formulations with improved skin lipids (sebum) and hydration. The use of spent coffee lipid extract in cosmetic industry seems to be a suitable approach to recycle the wastes from coffee industry. Emulsion containing 10% of the lipid fraction of SCG (SpentCofOil cream) presented promising characteristics in the improvement of sebum skin levels with a good acceptance by consumers when compared to an emulsion containing 10% w/w of green coffee oil (GreenCofOil cream) and a placebo without coffee oil (NoCofOil cream). Practical applications: In this work, the authors develop and characterize a cream containing 10% of the lipid fraction of SCG extracted with supercritical carbon dioxide with improved skin lipids (sebum) and hydration.     

Evaporation of pyrolysis oil: Product distribution and residue char analysis

The evaporation of pyrolysis oil was studied at varying heating rates (～1–10⁶°C/min) with surrounding temperatures up to 850°C. A total product distribution (gas, vapor, and char) was measured using two atomizers with different droplet sizes. It was shown that with very high heating rates (～10⁶°C/min) the amount of char was significantly lowered (～8%, carbon basis) compared to the maximum amount, which was produced at low heating rates using a TGA (～30%, carbon basis; heating rate 1°C/min). The char formation takes place in the 100–350°C liquid temperature range due to polymerization reactions of compounds in the pyrolysis oil. All pyrolysis oil fractions (whole oil, pyrolytic lignin, glucose and aqueous rich/lean phase) showed charring behavior. The pyrolysis oil chars age when subjected to elevated temperatures (≥700°C), show similar reactivity toward combustion and steam gasification compared with chars produced during fast pyrolysis of solid biomass. However, the structure is totally different where the pyrolysis oil char is very light and fluffy. To use the produced char in conversion processes (energy or syngas production), it will have to be anchored to a carrier. © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2010     

废轮胎热解油的煤泥浮选试验

研究了废轮胎热解的规律和热解油作为捕收剂的煤泥浮选效果。试验结果表明：热解最终温度影响比较显著,而起始温度和保温时间对废轮胎热解油回收率影响不显著。FT—IR分析表明：东庞煤中含有大量的长链烃、芳香结构,还有-C=C-、-C=O、-OH、-SO2、-NH和-NH2。热解油中富含芳烃、烯烃、烷烃和一定量极性物。煤泥浮选表明：热解油作为煤泥捕收剂具有较强的捕收性能,同时还具有一定的起泡性能,可明显减少起泡剂用量。     

PE废塑料溶剂裂解制备聚乙烯蜡

本文以废旧聚乙烯为原料,在溶剂水的作用下进行裂解制备聚乙烯蜡。实验过程中考察了温度、时间及溶剂加入量对产品性能的影响。结果表明:随裂解温度的升高和反应时间的延长都使得反应体系获得了更高的能量,容易使PE大分子发生断链从而得到低分子量PE,从而使产物收率逐渐降低,粘均分子量减少,熔程也随之下降。溶剂加入量对产品性质也有一定影响。当裂解温度为370℃,反应时间60min,溶剂加入量占原料总质量50%时,得到灰白色的聚乙烯蜡,其熔程在104~110℃之间,酸值为0.0143mg·g-1,粘均分子量为3426.4,且具有较高的热稳定性。通过溶剂裂解制得的聚乙烯蜡具有一定的工业应用前景。     

垃圾裂解动力学研究现状

本文中介绍了垃圾裂解动力学的研究现状,并较为详细的介绍了垃圾热裂解和微波裂解动力学的发展状况。比较了两者各自的特点。     

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。     

Microwave effect on kinetics of paper cups pyrolysis

Not only are microwaves notorious in food heating, but they exhibit interesting properties in different domains including chemical engineering. Their ability to concentrate heat transfer inside dielectric materials enhances process efficiency and permits high heating rates. Nonetheless, their effect on reactions is still controversial. While some researchers believe in non-thermal effects due to the efficient conversion of microwave energy to enhance reactions without heat dissipation, others assert that microwave frequencies are not high enough to excite molecular bonds. In this study, paper cups pyrolysis is achieved in electrical and microwave TGA using two heating modes. The effect of microwaves on the kinetics of paper cups pyrolysis is shown to depend on the heating regime: at a moderate heating rate, microwave pyrolysis started at a lower temperature, while the pyrolysis in the electrical and microwave TGA have similar kinetic parameters at high heating conditions. This difference is linked with reaction mechanisms. At moderate heating conditions, cellulose decomposes first to an intermediate compound then to final products. The intermediate has a short reaction time and interacts with the microwave. Hence, hot spots at the molecular scale are generated in a short amount of time below the detectable limits of existing temperature measurements media. At a high heating rate, the decomposition of cellulose is direct and no effect is observed.     

废聚烯烃催化裂解研究进展

综述了废聚烯烃催化裂解反应中所用的主要催化剂及反应器的研究进展。指出中孔分子筛由于其大而均匀的孔结构以及较高的比表面积有望成为处理废聚烯烃的有效催化剂,流化床反应器是处理废聚烯烃的有效反应器。与传统的小孔分子筛相比,目前所用的全硅型中孔分子筛还存在酸性弱、催化活性低等缺点,建议应通过在全硅型中孔分子筛骨架中引入某些过渡金属元素和某些能产生超强酸的基团,进一步提高该类催化剂的酸强度、催化活性及稳定性。     

城市生活垃圾热解气化技术研究进展

从城市生活垃圾热转化方式的比较入手,简要阐明了热解气化过程,讨论了各类热解气化反应器的优缺点,概述了城市生活垃圾热解、气化实验研究进展以及热解气化技术中试及应用情况。通过比较各类实验研究,明确了热解温度、加热速率对热解产物产量及产物分布的影响,气化温度、氧气当量比(RO)对含氧气化反应的影响,气化温度、水蒸气与城市生活垃圾质量比(S/M)对水蒸气气化反应的影响。指出了城市生活垃圾热解气化实验研究热点在于优化控制参数,提高反应速率,促进目标产物高值化,抑制其它产物及污染物的生成,以及城市生活垃圾热解气化技术的发展方向。     

废轮胎热解行为的研究进展

介绍废轮胎热解行为的研究进展状况,包括废轮胎热解的技术分类、热解过程和动力学模型、影响因素以及热解产物。温度、升温速率、催化剂、载气与粒径等均会对废轮胎热解过程产生影响,其中温度是最关键的因素,在不同的温度阶段,轮胎的不同组分发生热解,表现为其各自独特的热解现象和特征,可以根据所需目标产物的不同,选择相应的热解技术及工艺条件。指出未来废轮胎热解的研究方向为开发性能更加优异的反应器、寻找更加廉价高效的催化剂、对反应机理及动力学进行进一步研究、开发热解产物的应用途径及加工技术等。     

停留时间对低阶煤快速热解产物分布、组成及结构的影响

利用自由落下床反应器,研究了快速热解过程中颗粒停留时间对神木烟煤和内蒙古褐煤热解过程的影响,并进一步延长快速热解新生半焦停留时间考察了半焦的二次热解过程。结果表明,快速热解过程中颗粒停留时间的增加促进了挥发分的析出,神木烟煤热解焦油产率持续增加,内蒙古褐煤热解焦油产率先增加后降低。停留时间对焦油品质有明显影响,随时间的增加,两种煤快速热解轻质油中苯类和苯酚类单环化合物含量均先增加后降低,进一步延长停留时间,多环芳烃化合物含量显著增加。快速热解半焦的二次热解主要促进了气体的生成,焦油产率和组成无明显变化,挥发分的进一步析出促进了半焦微孔的发展,神木烟煤和内蒙古褐煤半焦比表面积均显著增加。这表明,在以高品质焦油为目标产品时,采用较低的反应温度、较适宜的煤粒停留时间的快速热解工艺条件是可取的。     

浅谈无剥离微负压废旧轮胎热解技术产业化

结合工程实践，详细介绍了无剥离、微负压废旧轮胎热解技术的技术特点、工艺流程、主要设备选型及主要技术指标。并分析了废旧轮胎热解技术产业化的前景。     

褐煤低温干馏及产物的利用

介绍了褐煤的性质及褐煤提质的常规方法。重点介绍了国内外褐煤低温干馏的典型工艺、特点及开发应用现状。分析了干馏工艺中不同的加热方式、热载体类型以及干馏条件对干馏过程和产品的影响。阐述了褐煤低温干馏产品-褐煤半焦、低温煤焦油以及焦炉煤气的综合利用途径。基于目前国内外褐煤低温干馏工艺大多数处于试验或示范性装置运营阶段,未实现大规模运行,指出未来褐煤低温干馏工艺应走大型化、多联产的新型工业化道路,进一步拓宽干馏产品的应用领域,提高其附加值和利用率,才能实现褐煤资源综合效益最大化和可持续发展。     

基于组分协同效应的造纸厂固体废弃物热解特性研究

为了明晰真实组分比例下实际造纸固废的热解特性以及组分间协同效应对热解行为的影响,通过人工分拣确定实际造纸固废的真实组分比例,进行了TG-FTIR和Py-GC/MS实验,并结合DG-DAEM动力学分析,系统地研究了组分协同效应对造纸固废热解行为及其主要热解产物分布的影响机制。结果表明,组分协同效应对实际造纸固废热解过程具有显著影响。组分协同效应不仅有利于造纸固废热解过程中挥发分的释放,还可以有效促进CH₄小分子的生成。进一步的动力学分析表明,造纸固废混合样品热解过程中降解反应更占优势。此外,在不同温度下,混合样品主要液态热解产物分布中碳氢化合物相对含量的实验值总是高于其理论值,而总的含氧组分的相对含量的实验值总是低于其理论值,混合样品组分间的协同效应有利于热解产物中含氧组分的脱氧以及向烃类产物的转化。