废线路板催化热解脱溴产物和重金属的分布特征

在固定床反应器真空气氛条件下,研究不同添加剂与废线路板共热解特性,分析各相产物中重金属及溴的分布特征。研究结果表明:活性Al2O3添加剂与废线路板共热解体系质量损失最多,FeOOH和活性Al2O3的加入能促进热裂解,液体产物增加,其主要成分70%~80%为芳烃类有机物,添加剂加入后,热解油中溴化芳烃类有机物减少,小分子物质如苯酚等含量增加,其中加入Fe3O4得到的液体产物中苯酚所占比例高达50.16%,FeOOH存在时,液体产物中基本未检出溴。重金属Cu,Cr,Ni和Zn主要分布在固体残渣中,加入添加剂均能促使重金属富集固定在热解渣中。     

不同热解温度下杨树各组分生物质炭的理化特性分析与评价

【目的】通过对不同热解温度下杨树树叶、树枝、树皮生物质炭和秸秆生物质炭的理化特性及结构进行分析,筛选出更适用于林地土壤改良的农林废弃物种类和热解温度。【方法】以杨树不同组分树叶、树枝、树皮和秸秆等4种农林废弃物为原料,分别在300、500和700 ℃温度下制备生物质炭,测定其产率、pH、全碳、全氮含量、阳离子交换量(CEC)、比表面积和表面官能团等指标。【结果】随着热解温度的升高,4种原料生物质炭的产率逐渐降低,灰分含量和pH升高。同一热解温度下,树枝和树皮生物质炭的全碳含量高于树叶和秸秆生物质炭的,而全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量均低于树叶和秸秆生物质炭的。4种生物质炭水溶性盐基离子含量和交换性盐基离子含量均随着热解温度的升高而增加,树叶生物质炭的阳离子交换量总体高于其他3种原料的生物炭。树叶和树皮生物质炭的比表面积和总孔容积总体大于树枝和秸秆生物质炭,树皮和树叶生物质炭在700 ℃时比表面积分别高达597.02和121.01 m²/g。4种原料生物质炭的表面官能团种类基本相同,以芳香骨架为主,表面官能团数量均随着热解温度的升高而减少,芳香化程度增强。【结论】在不同热解温度和原料制备的生物质炭中,树叶和秸秆生物质炭的灰分、pH、N、K和盐基离子含量较高,比较适用于改良酸性土壤,增加土壤养分;而杨树树枝和树皮生物质炭含碳量较高,则适用于土壤固碳,提高土壤有机质含量。其中,500 ℃热解的杨树树叶生物质炭综合性能最好,氮、磷、钾养分耗失最少,阳离子交换能力较强,比表面积大,更适用于土壤改良。     

高氮掺杂的层状碳催化剂用于芳香烃的选择性氧化

金属活性位点的浸出和聚集是传统金属负载型催化剂常见的问题。基于此,利用双氰胺与酞菁复合前驱体一步法热解合成了一系列不含金属的氮掺杂层状碳催化剂。通过透射电镜、X-射线粉末衍射和物理吸附仪等多种表征手段证明合成的二维层状碳基催化剂具有比表面积高(246 m2/g～371 m2/g),氮含量丰富(质量分数约11.0%～33.7%),缺陷程度高等特点。该催化剂作用下乙苯氧化的转化率可达98.7%且循环反应5次活性变化不大(80℃,12 h)。作为传统催化剂的替代,这种简便高效的无金属氮掺杂碳催化剂在芳香烃选择性氧化领域具有良好的应用前景。     

Al2(SO4)3催化热解油转化生产酯类燃料

酸类、糖类等不稳定组分的存在是制约热解油直接用作生物燃料的主要因素。为了解决此问题,提出采用Al₂(SO₄)₃催化剂将这些不稳定成分酯化为燃料类化合物的途径。首先,分别以单模型化合物左旋葡萄糖或乙酸为原料,考察各种金属硫酸盐催化其转化制备乙酰丙酸乙酯或乙酸乙酯的能力,筛选出催化性能最好的催化剂;其次,以左旋葡萄糖和乙酸的模型混合物为原料,探究Al₂(SO₄)₃ 催化同时转化制备酯类的最佳反应条件;最后,以真实热解油为原料,验证Al₂(SO₄)₃在最佳反应条件下催化酯化的可行性。结果表明,酯化后热解油中大部分酸、糖、醛消失,同时产生大量的酯和缩醛,酯类和缩醛类占改性热解油总色谱面积的39.5%。Al₂(SO₄)₃能有效将热解油中的酸类、糖类等不稳定组分酯化为燃料类化合物,可为热解油转化制备生物燃料提供借鉴。     

废印刷线路板粉碎处理中热解污染的试验研究

为减少废印刷线路板粉碎时的热解污染,改善其环境友好性,进行了试验研究。在冲击试验中,引入红外热成像技术模拟、估算局部温度;联合使用热重及裂解Fourier变换红外谱,分析了FR-4线路板的热解特性和产物组分。试验发现:冲击粉碎中局部高温可达300~350℃,而在270~350℃范围内FR-4线路板存在剧烈的热解失重。热解产物可能包括溴代烃、甲苯、溴苯、溴甲苯及少量的酚、甲酚、溴酚等。局部高温是造成粉碎中热解污染物释放和积累的根本原因,因此,有必要改进粉碎工艺使局部温升限制在裂解温度以下。     

热解过程中油页岩孔隙率变化规律

为预测原位热解工艺带来的水文地质环境变化,通过控制热解温度和时间的方法研究了不同热解程度油页岩的孔隙率变化规律。从油母质热解造成油页岩孔隙率变化的机理出发,结合油页岩的热解反应速率方程,建立了热解过程中油页岩的孔隙率变化定量模型,并将理论值与实验值进行了对比验证。结果表明:该模型计算结果与实验数据吻合良好,误差较小。可见该孔隙率定量模型能够较准确地计算热解过程中油页岩的孔隙率。     

污泥及其与煤混合物的热解特性和灰熔融特性

采用热重分析法对造纸污泥、市政污泥及其与煤的混合物的热解特性进行了系统研究.揭示了污泥、煤及其两者混合物热解特性的异同,研究了升温速率、掺混比等因素对混合试样热解特性的影响,提出了挥发分综合释放特性指数.研究表明:造纸污泥的挥发分析出特性与烟煤相当,而市政污泥的挥发分析出特性远优于造纸污泥和烟煤;在污泥与煤混合物的热解过程中,2种组分之间的相互作用可以忽略不计.随着升温速率的增加,污泥与煤混合物的挥发分初析温度提高,挥发分最高析出速率和平均析出速率升高.但升温速率对挥发分析出总量没有明显影响.测定了煤灰和污泥灰在不同混合比例下的熔融特征温度,测试结果表明,随着污泥灰比例的增大,混合试样的灰熔点逐渐下降,但由于存在低温共熔现象,不按线性规律变化.     

废轮胎橡胶的热重分析

对废轮胎橡胶进行了热分析研究，着重探讨了升温速率和重金属盐、碳酸钠等催化剂的加入对废轮胎热解的影响，研究发现，碳酸钠分子能够有效地降低热解反应的活化能，加速热解反应的进行，废轮胎橡胶的主要热解机理是主链中具有不饱和键的高分子断裂，产物主要是单体、二聚物和碎片。     

含油污泥与煤共热解特性的研究

采用热重分析方法分别对含油污泥、煤及其混合试样在氩气气氛下的热解特性进行了实验研究.分析了含油污泥、煤及其混合燃料的热解机理,通过对实验数据进行处理计算,确定了其表观活化能、频率因子和质量平均活化能等反应动力学参数.实验结果表明:含油污泥与煤的热解过程分为4个阶段,各阶段的热解反应十分复杂;在混合试样的热解过程中,含油污泥与煤在200～700℃基本保持各自的热解特性,在700℃以上发生热解的协同作用,含油污泥-煤混合燃料热解温度范围增大;各试样热解反应表观活化能计算结果与上述结论吻合;混合试样的质量平均活化能比含油污泥和煤单一组分的都低,含油污泥与煤的混合热解在一定程度上形成了2种组分的互补和促进,获得了一种热解性能更好的燃料.     

废弃电路板环氧树脂真空热解及产物分析

在真空条件下,应用程序升温的管式炉反应器对废弃电路板中环氧树脂热解规律进行研究,考察不同的热解终温、升温速率、真空度(压力)及保温时间等各种因素对产物产率的影响.此外,利用傅里叶红外(FT-IR)和气质联用(GC/MS)技术对热解油产物进行表征分析.实验结果表明:温度对产物产率的影响最大,升温速率、真空度及保温时间对热解产物产率也有重要影响.选择适当的热解温度(400～550 ℃)、升温速率(15～20 ℃/min)、真空度(压力15 kPa)及保温时间(30 min)有利于提高热解液体产品的产率;热解油的主要成分是酚类物质,其总含量为84.08%,其中,含溴化合物含量为15.34%.