3、塑料包装废弃物热分解技术参数及影响因素

3.1热分解温度

热分解温度不同,热分解后所得到的产物和产量也不同,即使同一产物,由于热解温度不同,物性也不一样,分解温度高,燃气产量增加,油和碳化物相应减少。另外,分解温度不同,燃气成分也发生变化,温度愈高,燃气中低分子碳化物CH4及H2等增加。

3.2热分解速度

热分解速度不同,热分解所产生的燃气成分也有很大不同。

3.3水分含量

塑料包装废弃物含水分和热分解生成量的关系为负相关。1t废弃物产生的精制燃料气量根据所含水分量而变化,如换成1t废弃物可燃成分的燃料发生量,几乎对水分含量的变化没有影响。但废弃物水分大,热解的热平衡困难,需大量辅助燃料。

在气化过程中,如喷入水蒸汽,因水和结炭及CO2会发生水煤气化反应,使残渣中炭含量减少,燃气中H2和CO比例增加。

3.4空气含量

外热式热解时是在绝氧情况下进行,产生的燃气热值高;内热式热解时,由于引入空气使气体产物中含有相当数量的氮和CO2,燃气热值较低,纯氧热解的气体产物比用空气所产生的燃气热值高。

4、塑半斗包装废弃物热分解制燃油

塑料包装废弃物热分解制燃油必须加入一定量的催化剂,而且对裂解原料、裂解催化剂和裂解条件要求较高。

塑料由于组成不同,其裂解行为也各不相同。聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)在300—400℃之间几乎全部分解;聚氯乙烯(PVC)在200-300℃和300-400℃分两段分解,并放出氯化氢气体。由于氯化氢气体对反应设备有严重的腐蚀性,而且影响裂解催化剂的使用寿命和柴油、汽油的质量,因此裂解原料中一般要求不含聚氯乙烯废弃塑料。

裂解产物也因塑料种类不同而异,这取决于在热能作用下,塑料分子从何处切断。一般情况下聚乙烯、聚丙烯主链被不规则切断,分解生成各种低分子量物质,分解温度越高生成物分子量越低;聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯则主要分解为原聚合单体,即苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯。

聚乙烯和聚丙烯的热解反应均是游离基反应机理。聚乙烯裂解时分子内游离基转移是主要的反应机理,生成各种游离基,然后发生键的均裂从而得到各种小分子化合物。

聚丙烯裂解反应机理是无规断链产生伯、仲游离基,之后发生分子内游离基转移反应生成更稳定的叔游离基,既而进行β-断裂生成各种低分子化合物。

4.1热解法油化工艺

热解法油化工艺是将废聚乙烯和废聚乙烯与其它废弃塑料混合进行热解,制取蜡、油品、炭黑等产品。实验结果表明,热解混合废弃塑料所得产物组成分散,利用价值不大,热解制得的柴油含蜡量最高,凝点高,十六烷值低;制得的汽油辛烷值低。

4.2催化热能法

催化热解法(一步法)油化工艺是该将废弃聚乙烯或废弃聚乙烯与其它废塑料的混合物及催化剂加入反应釜,热解与催化热解同时进行。有专利报道(中国专利CN1077479A,1993)以多次改性的Y型分子筛和高活性的氢氧化铝为催化剂,可以生产汽油、柴油,总收率85%—87%。

作者:  赵曜、赵延伟