3、塑料包裝廢棄物熱分解技術參數及影響因素

3.1熱分解溫度

熱分解溫度不同,熱分解后所得到的產物和產量也不同,即使同一產物,由于熱解溫度不同,物性也不一樣,分解溫度高,燃氣產量增加,油和碳化物相應減少。另外,分解溫度不同,燃氣成分也發生變化,溫度愈高,燃氣中低分子碳化物CH4及H2等增加。

3.2熱分解速度

熱分解速度不同,熱分解所產生的燃氣成分也有很大不同。

3.3水分含量

塑料包裝廢棄物含水分和熱分解生成量的關系為負相關。1t廢棄物產生的精制燃料氣量根據所含水分量而變化,如換成1t廢棄物可燃成分的燃料發生量,幾乎對水分含量的變化沒有影響。但廢棄物水分大,熱解的熱平衡困難,需大量輔助燃料。

在氣化過程中,如噴入水蒸汽,因水和結炭及CO2會發生水煤氣化反應,使殘渣中炭含量減少,燃氣中H2和CO比例增加。

3.4空氣含量

外熱式熱解時是在絕氧情況下進行,產生的燃氣熱值高;內熱式熱解時,由于引入空氣使氣體產物中含有相當數量的氮和CO2,燃氣熱值較低,純氧熱解的氣體產物比用空氣所產生的燃氣熱值高。

4、塑半斗包裝廢棄物熱分解制燃油

塑料包裝廢棄物熱分解制燃油必須加入一定量的催化劑,而且對裂解原料、裂解催化劑和裂解條件要求較高。

塑料由于組成不同,其裂解行為也各不相同。聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)在300—400℃之間幾乎全部分解;聚氯乙烯(PVC)在200-300℃和300-400℃分兩段分解,并放出氯化氫氣體。由于氯化氫氣體對反應設備有嚴重的腐蝕性,而且影響裂解催化劑的使用壽命和柴油、汽油的質量,因此裂解原料中一般要求不含聚氯乙烯廢棄塑料。

裂解產物也因塑料種類不同而異,這取決于在熱能作用下,塑料分子從何處切斷。一般情況下聚乙烯、聚丙烯主鏈被不規則切斷,分解生成各種低分子量物質,分解溫度越高生成物分子量越低;聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯則主要分解為原聚合單體,即苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯。

聚乙烯和聚丙烯的熱解反應均是游離基反應機理。聚乙烯裂解時分子內游離基轉移是主要的反應機理,生成各種游離基,然后發生鍵的均裂從而得到各種小分子化合物。

聚丙烯裂解反應機理是無規斷鏈產生伯、仲游離基,之后發生分子內游離基轉移反應生成更穩定的叔游離基,既而進行β-斷裂生成各種低分子化合物。

4.1熱解法油化工藝

熱解法油化工藝是將廢聚乙烯和廢聚乙烯與其它廢棄塑料混合進行熱解,制取蠟、油品、炭黑等產品。實驗結果表明,熱解混合廢棄塑料所得產物組成分散,利用價值不大,熱解制得的柴油含蠟量最高,凝點高,十六烷值低;制得的汽油辛烷值低。

4.2催化熱能法

催化熱解法(一步法)油化工藝是該將廢棄聚乙烯或廢棄聚乙烯與其它廢塑料的混合物及催化劑加入反應釜,熱解與催化熱解同時進行。有專利報道(中國專利CN1077479A,1993)以多次改性的Y型分子篩和高活性的氫氧化鋁為催化劑,可以生產汽油、柴油,總收率85%—87%。

作者:  趙曜、趙延偉