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预脱氯处理PVC 残渣和平朔煤共热解的协同效应研究

2021-09-10张康莹武云飞王德超靳立军胡浩权

燃料化学学报 2021年8期

张康莹,武云飞,王德超,靳立军,胡浩权

(大连理工大学 化工学院 煤化工研究所,辽宁 大连 116024)

热解是实现煤和废旧塑料等含碳原料高效转化与利用的重要方式[1],是发展煤基化学品生产、煤基清洁燃料等过程工业的基础,也是废旧塑料通过热解转化为液体燃料或其他高附加值的化学品从而实现资源循环利用的有效途径[2]。但煤单独热解时由于煤固有的H/C 原子比低的结构特点,热解所得产物中固体产率较高,且液体焦油中含有较多的重质组分[3,4]。废塑料具有较高的H/C原子比,在煤中添加废塑料进行共热解可提高焦油产率和品质。Cai 等[5]研究低挥发分煤与5%不同塑料共混,发现煤与塑料的共热解有利于塑料中的氢向煤转移,并在较高温度下具有协同作用。李保庆等[6]在固定床反应器中对煤与塑料进行共热解研究,发现当聚乙烯的添加比例为5%时,热解焦油收率增加5%左右,约占原煤热解焦油产率的21%。

卤代烃类塑料,如聚氯乙烯(PVC),在废塑料中占有一定比例。Sugano 等[7]将PVC 与阳离子交换煤进行共热解,得到了热值增加的提质固体燃料。Meng 等[8]研究了中国北方不同煤与聚氯乙烯塑料共热解中的协同效应,发现温度高于525 ℃时煤与PVC 共热解存在协同效应,焦炭表面由于PVC 的熔融而变得光滑。但在热解过程中卤代烃类塑料中的卤素很容易形成有毒的含卤化合物,如卤化氢、卤代酚和二噁英等。这些含卤化合物会造成设备腐蚀、增加处理成本,而且含卤有机物会部分迁移至半焦和焦油中,最终影响半焦和焦油品质,不利于焦油和半焦的后续利用和加工处理[9,10],并可引发健康和环境风险。……

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