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[摘要]城市固体废物具有一定的利用需求,其中包括高效能源化和产物高值化。本文主要针对其发展需求,利用试验管式炉和色谱质谱联用分析仪器,对典型的废弃物进行热解特性分析,并探讨其产物和成分特性之间的变化规律。本次研究表明混合热解油具有较强的稳定性和抗腐蚀性,并能有效提升产品品质,值得推广使用。
[关键词]城市固体废物 热解油 热解温度
[中图分类号] X705 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-173-1
随着我国经济的不断发展,城市人口不断上升,导致城市的污染程度不断加重,其中的主要体现就在于城市出现各种固体废弃物。由于城市固体废弃物产量不断提升,其组成情况过于复杂,因此,对其进行处理是非常重要的。但我国城市固体废弃物的处理并不完善,其发展时间也较短,因此必须对其进行不断研究。
城市固体废物在热解和处理之后会产生一种可再生的清洁能源,叫热解油,这种混合物的成分非常复杂,使用传统的方法是无法对其进行鉴别工作的。经过不断的研究,科研人员发现,使用GC-MS色质联用分析仪对热解油的成分进行分析能取得良好的效果,因此能广泛应用在固体废物热解油的成分分析当中[1]。本文主要利用GC-MS分析仪对热解油的成分进行分析,并利用管式炉进行热解试验,对热解温度进行研究,分析其对热解产物成分的影响,下文主要对实验情况进行报告。
1试验方法
1.1样品的选取
实验样品主要有3种,分别是废纸板、废轮胎和PVC(聚氯乙烯)。研究人员对所有样品进行预处理,处理过程为:先将样品放置于烘箱之中,干燥脱水后经筛选等待使用。对样品进行工业分析和元素分析,按照1:1的质量比例进行配比,对不同材料进行不同工况的热解试验。
1.2实验装置的准备工作
本次的实验装置主要包括试验管式炉、冷凝收集器、气体收集器、高温加热带、保温棉、锡纸。
1.3试验方法
热分解试验过程中,高纯度氮气的流速设定在0.4L/min左右,热解的温度固定在600℃左右,每上升50℃左右将热解试验分成不同的工况,其升温速率设定为5℃/min左右,分解试验的原则是慢速升温。在实验的过程中,工作人员应该通过冷凝装置对收集瓶中的可冷凝气体进行收集,其余不可冷凝气体以及氮气则通过脱焦和吸水装置进行排出。本次试验对热解油成分测定主要选用MS5975C型GC-MS分析仪器,由安捷伦科技有限公司生产。
2实验结果分析
2.1热解温度对实验结果的影响
废纸板、废轮胎和PVC在热解过程中,热解温度的变化对其产物的产率有重要的影响,详细情况如表1所显示。
从上述表格可以看出,随着热解温度的上升,废纸板和废轮胎热解油的产率会呈现先上升后降低的趋势,而PVC则出现一直处于上升的趋势,三种样品的产碳率则会随着温度的上升而不断减少,并逐渐趋向稳定状态,但在产气率方面,温度的变化对其影响则不规律。此外,试验结果表明,废纸板热解产物的产率随着温度不断升高的变化趋势,与生物质的热解特性比较相似。
2.2混合成分的影响
为了能够进一步研究催化热解对混合热解分组之间产生的影响,本次研究主要将温度设定为600℃左右,加入HY分子筛催化,并进行趋化实验。详细情况如表2所显示:
从上述表格可以看出,添加催化剂之后,三种样品的热解油产率有明显提高,这表明热解油产率能在催化剂的作用下不断提高。此外,将三种样品分组进行混合热解,并将产油率与单组分加权平均计算结果比较,可知废纸板与废轮胎、PVC分别混合热解有利于产油率的提高;而废轮胎与PVC混合热解的产油率则有所降低但产气率升高。
2.3热解油的GC-MS影响分析
关于热解油的GC-MS影响分析主要包括以下几点:
2.3.1热解成分的影响
根据热解油GC-MS分析谱图可以看出,从热解油当中检测出100多种成分,研究人员对每一个标准库布中的峰面积百分比进行计算、检索和分析,并确定对应的化合物名称,对热解油的成分进行分类和整理。
经过相关研究显示,废纸板、废轮胎和PVC热解油的主要成分为芳香族类化合物,其中包括酚类化合物、酮类化合物、酸类化合物等,这表明了热解油的成分较为复杂,且油中的含水率较高,并难以进行消除。
2.3.2混合物之间的影响
根据本次研究发现,废纸板和废轮胎的混合样热解之后,芳香族类化合物的质量分数明显有所增加,这说明了废纸板的加入对废轮胎的热解具有较为重要的影响,它能促进芳香族化合物的裂解,并有利于热解油的进一步应用。
3结束语
通过本次研究发现,热解过程中的温度对热解产物的产率有着非常重要的影响,升高温度能够有效提升热解油的品质,热解化合物能够作为化合物品进行回收;混合热解油具有一定的利用价值,通过进一步提升其品质,能够广泛应用到其他行业当中[2]。
参考文献
[1]余露露,仲兆平,丁宽,刘志超.典型城市固体废物热解及热解油的 GC-MS 分析[J].东南大学学报.2012.42(05).
[2]蔡文娟,刘耀鑫,杨天华,李润东.生物质催化热解油的GC-MS分析[J].沈阳航空工业学院学报.2010.27(03).
[关键词]城市固体废物 热解油 热解温度
[中图分类号] X705 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-173-1
随着我国经济的不断发展,城市人口不断上升,导致城市的污染程度不断加重,其中的主要体现就在于城市出现各种固体废弃物。由于城市固体废弃物产量不断提升,其组成情况过于复杂,因此,对其进行处理是非常重要的。但我国城市固体废弃物的处理并不完善,其发展时间也较短,因此必须对其进行不断研究。
城市固体废物在热解和处理之后会产生一种可再生的清洁能源,叫热解油,这种混合物的成分非常复杂,使用传统的方法是无法对其进行鉴别工作的。经过不断的研究,科研人员发现,使用GC-MS色质联用分析仪对热解油的成分进行分析能取得良好的效果,因此能广泛应用在固体废物热解油的成分分析当中[1]。本文主要利用GC-MS分析仪对热解油的成分进行分析,并利用管式炉进行热解试验,对热解温度进行研究,分析其对热解产物成分的影响,下文主要对实验情况进行报告。
1试验方法
1.1样品的选取
实验样品主要有3种,分别是废纸板、废轮胎和PVC(聚氯乙烯)。研究人员对所有样品进行预处理,处理过程为:先将样品放置于烘箱之中,干燥脱水后经筛选等待使用。对样品进行工业分析和元素分析,按照1:1的质量比例进行配比,对不同材料进行不同工况的热解试验。
1.2实验装置的准备工作
本次的实验装置主要包括试验管式炉、冷凝收集器、气体收集器、高温加热带、保温棉、锡纸。
1.3试验方法
热分解试验过程中,高纯度氮气的流速设定在0.4L/min左右,热解的温度固定在600℃左右,每上升50℃左右将热解试验分成不同的工况,其升温速率设定为5℃/min左右,分解试验的原则是慢速升温。在实验的过程中,工作人员应该通过冷凝装置对收集瓶中的可冷凝气体进行收集,其余不可冷凝气体以及氮气则通过脱焦和吸水装置进行排出。本次试验对热解油成分测定主要选用MS5975C型GC-MS分析仪器,由安捷伦科技有限公司生产。
2实验结果分析
2.1热解温度对实验结果的影响
废纸板、废轮胎和PVC在热解过程中,热解温度的变化对其产物的产率有重要的影响,详细情况如表1所显示。
从上述表格可以看出,随着热解温度的上升,废纸板和废轮胎热解油的产率会呈现先上升后降低的趋势,而PVC则出现一直处于上升的趋势,三种样品的产碳率则会随着温度的上升而不断减少,并逐渐趋向稳定状态,但在产气率方面,温度的变化对其影响则不规律。此外,试验结果表明,废纸板热解产物的产率随着温度不断升高的变化趋势,与生物质的热解特性比较相似。
2.2混合成分的影响
为了能够进一步研究催化热解对混合热解分组之间产生的影响,本次研究主要将温度设定为600℃左右,加入HY分子筛催化,并进行趋化实验。详细情况如表2所显示:
从上述表格可以看出,添加催化剂之后,三种样品的热解油产率有明显提高,这表明热解油产率能在催化剂的作用下不断提高。此外,将三种样品分组进行混合热解,并将产油率与单组分加权平均计算结果比较,可知废纸板与废轮胎、PVC分别混合热解有利于产油率的提高;而废轮胎与PVC混合热解的产油率则有所降低但产气率升高。
2.3热解油的GC-MS影响分析
关于热解油的GC-MS影响分析主要包括以下几点:
2.3.1热解成分的影响
根据热解油GC-MS分析谱图可以看出,从热解油当中检测出100多种成分,研究人员对每一个标准库布中的峰面积百分比进行计算、检索和分析,并确定对应的化合物名称,对热解油的成分进行分类和整理。
经过相关研究显示,废纸板、废轮胎和PVC热解油的主要成分为芳香族类化合物,其中包括酚类化合物、酮类化合物、酸类化合物等,这表明了热解油的成分较为复杂,且油中的含水率较高,并难以进行消除。
2.3.2混合物之间的影响
根据本次研究发现,废纸板和废轮胎的混合样热解之后,芳香族类化合物的质量分数明显有所增加,这说明了废纸板的加入对废轮胎的热解具有较为重要的影响,它能促进芳香族化合物的裂解,并有利于热解油的进一步应用。
3结束语
通过本次研究发现,热解过程中的温度对热解产物的产率有着非常重要的影响,升高温度能够有效提升热解油的品质,热解化合物能够作为化合物品进行回收;混合热解油具有一定的利用价值,通过进一步提升其品质,能够广泛应用到其他行业当中[2]。
参考文献
[1]余露露,仲兆平,丁宽,刘志超.典型城市固体废物热解及热解油的 GC-MS 分析[J].东南大学学报.2012.42(05).
[2]蔡文娟,刘耀鑫,杨天华,李润东.生物质催化热解油的GC-MS分析[J].沈阳航空工业学院学报.2010.27(03).