木屑与低密度聚乙烯两段式共热解制备液体芳烃研究

作     者：龚桐荻 蔡勤杰 张素平 

作者机构：华东理工大学华东理工大学生物质能源与材料研究中心 华东理工大学含碳废弃物资源化零碳利用教育部工程研究中心 华东理工大学煤液化气化及高效低碳利用全国重点实验室 浙江理工大学全省复杂流动与流体工程装备重点实验室 

出 版 物：《燃料化学学报(中英文)》 (Journal of Fuel Chemistry and Technology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：supported by National Key Research and Development Program of China(2022YFC3902504) 

主　　题：木屑 低密度聚乙烯 两段式热解转化 芳烃 

摘      要：将塑料与生物质进行共热解有望利用塑料的富氢特性改善生物质热解液体产物的品质。本研究设计了两段式的热解过程，以松木木屑和低密度聚乙烯（LDPE）协同转化制备液体芳烃。催化热解过程所得液体产物自然分层为有机相和水相，当使用两段式热解体系时，其有机相产率比传统单段热解提高11.4%。通过木屑与LDPE单独热解与共热解对比，发现木屑与LDPE共热解过程中存在基于氢转移的协同作用，能够促进液体芳烃的形成，且该协同作用在两段式过程中更显著。原料中LDPE所占比例会影响协同效应强度；在木屑和LDPE质量比为1∶1时协同效应最显著，所得有机相产率达到47.2%，其中芳烃含量为93.8%。提高两段温度可以促进木屑和LDPE挥发分的析出并强化芳构化反应，但过高的温度会促进气体生成；当初步热解段温度在600℃，协同转化段温度在500℃时，共热解芳烃产率最高。碱性氧化物MgO可以促进木屑与LDPE的初步热解，使用MgO作为初步热解段催化剂对比ZrO2有机相产率提高5.2%，对协同转化段HZSM-5催化剂通过Ga2O3进行负载能够进一步提升协同转化效果，最终有机相产率达到51.5%，其中芳烃含量达到98.9%。