生物质与塑料催化共热解技术研究进展

生物质是唯一一种可再生碳源，其高效利用是解决能源与环境问题的纽带。近年来，基于化石能源的塑料制品使用和废弃量快速增加，其难于自然降解，对环境造成严重威胁。生物质与塑料的催化共热解技术能够得到选择性更高的产品，进而提升高附加值产物的产率和品质，是生物质与塑料规模化利用的重要方向。本文从生物质与塑料高效转化的角度出发，梳理了生物质与塑料催化共热解技术研究进展，对生物质与塑料共热解机理、ZSM-5基催化剂共热解、过渡金属基催化剂共热解、碱/碱土金属催化剂共热解、多催化剂共热解等不同种类的催化共热解研究前沿进行了综述，并对比了原位催化和非原位催化的共热解方式，展望了生物质与塑料催化共热解的主要技术和发展方向，以期为生物质与塑料的高效协同转化提供方法参考和研究思路。     

煤催化微波热解技术及其碳基吸波催化剂研究进展

微波技术与煤热解技术结合而成的煤微波热解技术可高效地治理传统煤热解技术中环境污染高和资源利用效率低的难题,为低变质煤的清洁高效利用和分级提质利用提供了新的思路。煤催化微波热解技术能有效改善热解升温特性和产物分布,从而受到较多学者的关注。本文从低变质煤催化微波热解技术发展历程着手,概述了国内外煤催化微波热解研究技术进展,通过加入Fe、Co、Ni和Cu等金属化合物或焦炭、活性炭等碳材料作为吸波剂,能显著增强煤对微波的吸收能力,提高热解升温速率、产物收率及产物质量,而有些金属化合物在微波热解反应中不仅起到吸波作用,还具有催化作用。碳基吸波催化剂作为一种性能优越的煤微波热解催化剂,具有优越的电磁和吸波性能、较好的催化性能和高经济性等优点,本文在煤催化微波热解技术研究现状的基础上,对碳基吸波催化剂进行了较为详细地分析,概述了碳基吸波催化剂的碳基体和催化活性组分的研究进展,对比了3种常见碳基吸波催化剂制备方法的优劣势。最后,总结了碳基吸波催化剂在研发过程中存在的难题,并展望了低变质煤催化微波热解技术的应用前景。     

废旧聚苯乙烯塑料的催化热解研究进展

随着塑料消费量的不断升级,大量的废弃塑料对生态环境造成了严重的负面影响。与传统的塑料回收技术相比,采用催化热解的方法从废旧塑料中回收利用高附加值的热解油是一种环保的、可持续发展的技术。在热塑性塑料中,聚苯乙烯产量位居第4,伴随塑料的消费产生了大量堆积,通过催化热解对废旧聚苯乙烯进行回收利用,产生了较大的环境和经济效益。对废旧聚苯乙烯的催化热解进行研究,主要分析比较了催化热解过程中影响苯乙烯单体收率及产物组成的各种因素,包括反应温度、反应升温速率、反应停留时间、催化剂类型、反应器类型、溶剂等。最后,对废旧聚苯乙烯的可回收利用前景进行了展望。     

生物质微波催化热解制备高值产品的研究进展

生物质微波热解具有反应速率快、能量利用率高等优点,但存在产物选择性不高、品质较低等问题,结合催化剂使用,具有制备高值产品的应用潜力。本文对生物质微波催化热解的研究进展进行了综述,介绍了微波催化热解的机理、反应体系、热解产物等对制备高附加值产品的影响。简述了微波催化热解的机理,从原料、微波吸收剂、催化剂三个方面对微波催化热解体系进行讨论,介绍了不同种类原料对产物产率的差异、不同催化剂对于产物选择性的区别。分析了不同提高产物产率和选择性的方法,指出优化和改善催化剂特性使其具备复合功能、开发大型微波反应器、产物定向富集和转化是目前仍需解决的问题。为生产富烃生物油、高性能生物炭等产品,进而推广到工业应用提供参考。     

废弃轮胎的热解回收技术

从反应温度、反应时间、催化剂等热解条件对废弃轮胎热解产品产量的影响、热解的产物分析及其应用、废弃轮胎中硫的迁移等方面进行了详细论述。指出反应温度是轮胎热解的主影响因素。热解后,一般得到质量分数为10%～30%的气体、38%～55%的油相产物及33%～38%的固相产物,这些产物均具有较高的热值,可以作为燃料。此外,还可以分离回收液相中的具有较高附加值的化学物质;固相产物以炭黑为主,经处理后可以作为炭黑回用或吸附剂使用。同时还对废弃轮胎热解产物中硫的转化分布进行了讨论。最后对废弃轮胎的其他处理回收技术进行了展望。     

生物质微波热解制备液体燃料和化学品的研究进展

微波热解是一种高效的生物质转化利用技术,具有独特的热效应和非热效应,可将生物质转化为液体燃料和化学品,能有效缓解能源压力,减少环境污染。本文着重探讨了生物质原料特性、微波吸收剂、催化剂对生物质微波热解制备高品质液体燃料和化学品的影响。原料特性的影响主要从生物质的水分含量、灰分含量和有效氢碳比三方面展开论述,催化剂包括金属盐、金属氧化物、ZSM-5、微波驱动型催化剂以及其他一些催化剂,如HY、MCM-41和碳基催化剂等。简述了生物质的微波热解特性、液体燃料的组成以及转化机理,并对现存的热解机理复杂、产物复杂不稳定、目标产物选择性差、催化剂易结焦失活、重复性差等问题进行了分析,展望了未来的发展方向,以期为生物质的高效转化利用提供依据。     

塑料催化热解制备高附加值产品的研究进展

塑料催化热解技术可定向或联产制备低碳烯烃、单环芳烃、碳纳米管（CNTs）和氢气等能源产品,其调控过程简单,且产物选择性好、附加值高,因而受到了广泛的关注。在较短的停留时间（＜1 s）和较高的反应温度（＞800℃）下,塑料热解可得到较高产率的烯烃单体,而芳烃产物的形成更依赖催化剂的酸位点和孔结构。Fe、Co、Ni基催化剂可将塑料热解产生的含碳挥发分转为CNTs和富氢气,其CNTs产率和氢转化效率可分别达到30%（质量）和90%以上。总结了塑料催化热解制备高附加值能源化工产品的研究进展,讨论总结了温度、停留时间、催化剂等因素对产物分布和品质的作用机制,并对各类产物形成机理和制备方法分别进行了回顾与展望。     

塑料催化热解制备高附加值产品的研究进展

塑料催化热解技术可定向或联产制备低碳烯烃、单环芳烃、碳纳米管（CNTs）和氢气等能源产品,其调控过程简单,且产物选择性好、附加值高,因而受到了广泛的关注。在较短的停留时间（＜1 s）和较高的反应温度（＞800℃）下,塑料热解可得到较高产率的烯烃单体,而芳烃产物的形成更依赖催化剂的酸位点和孔结构。Fe、Co、Ni基催化剂可将塑料热解产生的含碳挥发分转为CNTs和富氢气,其CNTs产率和氢转化效率可分别达到30%（质量）和90%以上。总结了塑料催化热解制备高附加值能源化工产品的研究进展,讨论总结了温度、停留时间、催化剂等因素对产物分布和品质的作用机制,并对各类产物形成机理和制备方法分别进行了回顾与展望。     

生物质与塑料催化共热解制芳烃研究进展

芳烃是多用途的化学品,主要来源于石油和煤焦油等。以生物质和塑料为原料制取芳烃,可以缓解能源短缺和环境污染,实现生物质和塑料的资源化利用。催化剂能够增强共热解的协同效应,生物质与塑料进行催化共热解可以提高产物品质,改善热解产物分布,提高轻质芳烃的产率和选择性,抑制焦炭的生成。本文综述了生物质与塑料催化共热解制取芳烃的协同热解机理及影响因素,总结了不同种类催化剂的共热解研究进展,以期为生物质与塑料催化共热解定向调控制备芳烃工艺的改进和优化提供参考。     

废弃塑料回收汽油、柴油的催化剂技术

将废弃塑料热解处理转化为汽油、柴油．油质质量关键环节之一为催化剂的合理选择、制备．我们通过大量实验筛选Ｓ—２＃催化剂并着重讨论有关技术问题，以供大家参考．     

废弃塑料化学回收及升级再造研究进展

塑料对人类社会进步和经济发展发挥着重要作用,但其大规模生产和不恰当的处置已造成了严重的生态灾难。通过化学回收和化学升级再造的方法将废弃塑料转化为高附加值的产品是实现塑料资源可持续发展的关键技术之一。本综述总结了近年来废弃塑料的回收现状和化学升级再造的途径,包括催化热解、化学解聚、催化氢解、光催化、化学氧化等,着重探讨了反应条件对于产物分布和产率的影响、催化剂的构效关系及反应机理等。针对目前存在的反应条件严苛、催化剂成本高且重复利用性差等问题,提出未来研究方向包括优化工艺条件、弄清催化剂失活机理和开发价格低廉的高效催化剂,有望进一步实现废塑料资源化利用的工业化发展。     

废弃聚烯烃的高值化学回收研究进展

占全球塑料产量一半以上的聚烯烃，由于其稳定碳氢链结构，极难降解，废弃后带来了严重的“白色”污染和“微塑料”问题。研究废弃聚烯烃的可控化学回收，实现其资源化和升级循环利用，具有重要的意义。本文重点总结了聚烯烃催化裂解的方法、特点及过程机理，包括催化热解、加氢裂化和氢解；梳理了高值裂解产物如芳烃、轻质烯烃、润滑油等的生成机制以及裂解过程中常用的催化剂种类及其催化构效关系；讨论和介绍了裂解反应以及高值产物生成的过程强化手段，包括基于反应器设计的反应过程强化、基于高效分离材料设计的分离过程强化等方面的研究进展。通过高效催化剂的设计及反应和分离过程强化技术的研究，有望实现废弃聚烯烃低温可控裂解及产物的高值化利用。     

微波吸收剂辅助吸波快速热解稻壳的气化特性

以稻壳为研究对象,采用碳化硅、残炭为微波吸收剂,运用新型微波辅助催化气化技术以及微波吸附剂辅助加热技术,研究微波吸收剂辅助吸波快速热解稻壳气化特性,通过气相色谱等手段对裂解气体进行分析。结果表明,微波吸收剂辅助吸波快速热解稻壳产物以气体为主,最高达53%,热解气体产物主要成分为H₂、CO₂、CO、CH₄,占到纯热解气总量的97%以上,氢气体积分数最高,均高于38%。稻壳与残炭添加量质量比为1:1时,氢气体积分数可达48.12%,合成气(H₂+CO)含量大于60%。研究结果证明了微波吸收剂辅助吸波快速热解稻壳气化制备富氢燃气的可行性。     

生物质微波热解产生物油的影响因素研究进展

生物质作为可再生资源具有低成本、分布广泛且易得等优点,生物质能的开发利用可有效缓解能源压力,减少环境污染。微波热解技术是生产燃料油和高附加值化学品的有效方法之一,与传统的热解相比,微波热解具有加热速率快、均匀性好、选择性加热、节能与易于控制等优点。在简单分析微波热解产物分布的基础上,详细综述了近年来微波热解生物油产率的影响因素,主要包括热解温度、功率、吸波剂、催化剂、原料预处理、加热时间、原料性质和物料尺寸等因素;最后,总结和展望了微波技术在生物质催化热解制备生物油领域应用中存在的问题、解决途径和发展前景。     

市政污泥热解技术及其影响因素研究进展

我国市政污泥产量巨大,其处理处置与资源化关系着我国环境卫生的健康发展。市政污泥热解技术可以使污泥热解产物再利用从而实现资源化,已成为市政污泥处置的研究热点之一。本文主要介绍了微波热解、高温热解、低温热解等三种主要市政污泥热解技术,概括了热解温度、升温速率、停留时间、热解压力、催化剂、物料性质等对污泥热解产物特性的影响。对于填埋多年的存余污泥,对其热解规律及资源化可行性进行了分析。最后基于市政污泥热解技术的发展和存在的问题,对将来的研究趋势和方向提出了建议和总结。     

市政污泥热解技术及其影响因素研究进展

我国市政污泥产量巨大,其处理处置与资源化关系着我国环境卫生的健康发展。市政污泥热解技术可以使污泥热解产物再利用从而实现资源化,已成为市政污泥处置的研究热点之一。本文主要介绍了微波热解、高温热解、低温热解等三种主要市政污泥热解技术,概括了热解温度、升温速率、停留时间、热解压力、催化剂、物料性质等对污泥热解产物特性的影响。对于填埋多年的存余污泥,对其热解规律及资源化可行性进行了分析。最后基于市政污泥热解技术的发展和存在的问题,对将来的研究趋势和方向提出了建议和总结。     

微波辅助下固体酸催化剂对稻壳热解油的催化加氢

微波辅助下,以甲醇为溶剂的固体酸催化剂对稻壳热解油的催化加氢,采用Gc/MS分析稻壳热解油催化前后正己烷萃取物.结果表明:稻壳生物油中的化合物十分复杂,主要成分为酮、酚、醛、酸和酯等含氧化合物;在固体酸催化下,酮和酚的含量大大降低;同时,稻壳热解油催化后正己烷的萃取物中的化合物种类也有所增加;微波辅助下,固体酸催化剂对...     

NiO/HZSM-5催化松木微波热解制生物油

生物质快速热解制生物油是解决能源短缺的有效途径,通过催化剂的加入可使生物油成分定向转化为系列平台化合物,有助于其高效利用。以松木屑为原料,对其进行热重分析并研究了其热解行为。以NiO/HZSM-5为催化剂,在微波功率为800 W,热解时间为12 min条件下对松木屑快速热解,并对产物进行了计重分析和成分分析。结果表明,NiO/HZSM-5的加入能使生物油产量略有提高。对液相产物的GC-MS分析表明,所用催化剂对松木屑热解具有较好的脱氧效果,有利于平台化合物的定向转化,NiO/HZSM-5在微波加热条件下对生物油的产量及提质具有有效作用。     

微波功率对低变质煤与塑料共热解的影响

对陕北孙家岔(SJC)煤和聚丙烯塑料(PP)进行了微波共热解实验,采用红外光谱仪、气相色谱-质谱联用仪、煤气分析仪等仪器对热解产物进行了分析表征,主要研究了热解终温为800℃时,不同的微波热解功率对热解产物组成的影响规律.结果表明:随着微波功率的降低,热解后所得固态产物中灰分的含量逐渐降低,挥发分的含量逐渐升高,其他元素的含量变化不大,C元素的含量基本保持在一定区域内而不发生变化;CO和H2含量逐渐减小,CH4含量呈现增加的趋势,CnHm和CO2含量基本不变;热解后所得焦油成分中烷烃类和烯烃类物质的含量逐渐减小,而芳香烃类物质的含量逐渐增大.     

废弃ABS电视机外壳热解试验研究

研究了温度、时间以及催化剂对废弃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)电视机外壳热解及其产物的影响。结果表明,热解液体产物的收率随温度的升高和反应时间的延长而升高;同时,随温度的升高,液体产物中汽油和柴油的含量逐渐升高,而重油的含量逐渐降低。对比了氧化锌、三氧化二铁和FCC这3种催化剂对热解的影响。结果表明,采用FCC时热解液体产物的收率最高,同时FCC的加入使反应温度下降了100℃,使液体产物中汽油的含量增加了17.7%。通过对热解液体产物进行气相色谱-质谱联用分析可知,其主要成分及其质量分数分别是苯乙烯36.49%,4-苯丁腈为19.72%,α-甲基苯乙烯12.1%,乙苯9.69%。