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钙对生物质/塑料混合物共热解特性及动力学的影响

2021-04-21张东红林晓娜任夏瑾易维明蔡红珍

可再生能源 2021年4期

张东红,林晓娜,任夏瑾,易维明,蔡红珍

(山东理工大学 农业工程与食品科学学院,山东 淄博255049)

0 引言

大量的生物质和塑料废弃物给环境带来严重问题。据报道,我国仅农业生物质废弃物的年产量已经超过7亿t[1]。在2015年,全球塑料年产量已达4.05亿t,预计未来几年,将以4%的速度持续增长[2]。低含碳量、低含氢的生物质热解产生的生物油具有含氧量高、热值低等特点,而塑料具有高挥发性、高含氢量,且两者在共热解过程中存在一定的协同作用[3],[4]。因此,利用热解液化技术将生物质和废弃塑料转化为具有高附加值的液体产物受到广泛的关注[5]。研究发现,生物质自身含有一定量的碱/碱土金属,在生物质热化学转化过程中具有催化作用,可改变生物质热解路径及产物分布[6]。王旭的研究表明,相对于K+,Ca2+对生物质热解转化过程起到明显的催化作用[7]。蔡建军的研究表明,金属离子,特别是Ca2+的加入,可促使稻壳与毛竹的热解向低温区移动,能增强热解反应活性并提高生物油品质[8]。近年来,关于碱金属和碱土金属对生物质/塑料共热解影响的研究已有报道。Zhou研究了碱金属K+对生物质与低密度聚乙烯共热解的影响,结果表明,K+对生物质和低密度聚乙烯共热解具有催化作用,且K+处理的生物质和低密度聚乙烯之间存在动力学补偿效应[5]。然而,有关碱土金属Ca2+对生物质/塑料共热解影响的研究报道较少。

本文选取碱土金属Ca2+作为探究因素,对玉米秸秆(CS)进行酸洗、Ca2+浸渍等预处理后与高密度聚乙烯(HDPE)混合,得到Ca2+浸渍酸洗玉米秸秆(ACS)/高密度聚乙烯的混合物(AHM);……

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