高爐噴吹廢塑料在國外已經(jīng)應用于業(yè)實(shí)踐并取得了良好的效果。隨著(zhù)建筑用塑料及包裝塑料的增加,廢塑料中聚,乙烯的比重也在不斷增加,佴對其脫氯處理都不理想。所以找到種切實(shí)可行的處理1方法已成為世界性的課。本文主要對含氯廢塑料熱解脫氯法進(jìn)行廣研究,通過(guò)熱解法脫氯處理回收氯化氫后的廢塑料噴吹人高爐,這樣有利于能量的綜合利用和環(huán)境保護。
聯(lián)系人龍世剛,教授,馬鞍山243002安徽工業(yè)大學(xué)2試驗方法及裝置2.1試驗方法本試驗所用原料為蕪湖海螺集團生產(chǎn)塑鋼的邊角料及廢棄的1包裝薄膜,含氯量分別為45.765和46.945.先將電阻爐升到定的溫度恒溫,將裝有破碎好的,0樣的瓷舟放人瓷管中,通化氣比并開(kāi)始記時(shí),尾氣用蒸餾水吸收,每隔定的時(shí)間取次樣,進(jìn)行滴定,并計算吸收液中HCl的含量,直至計算值基本不變?yōu)橹?,記錄脫氯時(shí)間。
2.2試驗裝置,熱解脫氯的試驗裝置1.
恒溫時(shí)間1恒溫時(shí)間minb 1溫管式硅碳棒電爐;2陶瓷管;3吣氣瓶;4流量計;5吸收裝置;6溫度控制柜;7試樣3試驗結果及分析3.1不同恒溫溫度下,脫除率與加熱時(shí)間的關(guān)系隨著(zhù)恒溫溫度的升高,達到脫氯終點(diǎn)的時(shí)間越短;22010時(shí),達到終點(diǎn)的時(shí)間大約為650,而34010以上時(shí)僅需100,1左右;脫除率在220時(shí)只有71.76,2601時(shí)能達到87.25,而恒溫溫度在300以上時(shí),氯脫除率能很快達到90左右,如乙烯加熱10,1后即有50以的氯以,的形都有個(gè)脫氯速度較明顯增加的過(guò)程。這是因為聚氯乙烯脫氯屬于自催化的拉鏈式反應,反應脫除的只,對反應有催化作用,旦反應開(kāi)始便像拉鏈拉開(kāi)樣很快進(jìn)行到底。
3.2,脫除率及處理時(shí)間與恒溫溫度的關(guān)系由3可以看出,隨著(zhù)恒溫溫度的升高,氯脫除率呈增大趨勢,32義時(shí)出現最大值,而處理時(shí)間隨恒溫溫度的升高單調下降。這是因為聚氯乙烯熱降解的過(guò)程可以看成由兩個(gè)反應組成,個(gè)是聚氯乙,熱解脫氯化氫,另個(gè)是聚氯乙烯降解生成油狀物和小分子氣體。加熱過(guò)程中這兩個(gè)反應同時(shí)進(jìn)行。但在溫度較低時(shí)低于340,為脫氯階段,以脫氯為主。而當溫度升高時(shí),聚氯乙烯降解生成小分子物質(zhì)的反應加劇,部分氯存在于小分子有機物中,使日,量減小。脫氯反應在小于350條件下便能完成,在320時(shí),脫氯率達到最大。當溫度進(jìn)步升高時(shí),碳鏈結構開(kāi)始裂解,脫氯率降低,因此在曲線(xiàn)上出現最高點(diǎn)。,0脫氯反應存在個(gè)最佳溫度區間,在本實(shí)驗室條件下為320左右。
處理時(shí)間隨溫度升下降很快,在300時(shí)出現明顯轉折,溫度大于3001處理時(shí)間較短,且變化不大。因隨著(zhù)溫度升高,分子內能不斷增加,側基,鍵趨于斷裂的活化分子增多,因而反應速度加快。隨著(zhù)日,的放出,由于只,的自催化作用,反應激烈進(jìn)行,因而達到終點(diǎn)的脫氯時(shí)間減少。
3.3HCl試樣失重與恒溫溫度的關(guān)系為了全面考察脫氯效果,盡量使固體,0中剩余更多的有用,比本文引人,試樣失重這個(gè)比胼盔堿胼鑾莛堿恒溫溫度充除率與處理時(shí)間的關(guān)系比較恒溫溫度c 1脫除率與溫度關(guān)系曲線(xiàn);2處理時(shí)間與溫度的關(guān)系值來(lái)作為選擇脫氯處理最佳工藝的個(gè)重要指標。
在氯脫除率定的條件下,只,失重比值越大說(shuō)明熱解脫氯效果越好,試樣中剩余的可燃質(zhì),1就越多,能量的利用率就越高。由4可以看出,10與失重的比在2201及3201時(shí)出現兩個(gè)最高點(diǎn),這是因為溫度較低時(shí),可以認為聚合物主鏈的解聚反應還沒(méi)有發(fā)生,熱分解產(chǎn)物中主要是HCl,而且在低溫時(shí)反應速度較慢,尾氣吸收較完全。而在高于320以后,由于分子主鏈的解聚反應,致使熱解產(chǎn)物發(fā)生變化,生成部分油狀物和小分子氣體,從而使比值下降。此外,高溫時(shí)反應速度很快舊,吸收不充分也是引起該比值下降的個(gè)因素。
處理時(shí)間min腳水luH 60間6時(shí)理40處阱叛迄堿肼繼盔堿,濕盔堿蝣趣蓮堿恒溫溫度0 320t時(shí)達到最大值,包裝州的薄膜只,失重則在360時(shí)達到最大值。這是由于包裝用的0相對分子質(zhì)量小,易降解生成油狀物和小分子氣體,即在較低溫度下,包裝用的薄膜降解生成油狀物和小分子氣體的趨勢大于塑鋼的降解趨勢。
3.4硬質(zhì),0和薄膜的脫氯比較由于聚氯乙烯的聚。度+同,相對分子質(zhì)不同,產(chǎn)品的性能也不同相對分子質(zhì)量對1熱解特性也有影響,所以本節對不品種,0的脫氯進(jìn)行比較。
3.4.1不同恒溫溫度下,脫除率與處理時(shí)間的關(guān)系比較硬質(zhì),0的氯脫除率隨粒度的減小而增加3因此,我們選擇粒度為31!的塑鋼試樣與薄膜的脫氯進(jìn)行比較上結果,由5,薄膜聚氮乙烯脫氯速度較3硬質(zhì),0決,溫度越高越叫顯,試脫除率也比31硬質(zhì)PVC較高。這是因,PV制品般都加有添加劑,不同的制品所加的添加劑不同,用量也不同,般塑鋼產(chǎn)品添加劑州在2左,薄膜產(chǎn)品添加劑的量較少。
3.4.2氯脫除率同恒溫溫度關(guān)系的比較由6可,包裝用的較如硬質(zhì)1脫氯溫度高,其原因與1述相恨溫溫度C 3.4.3處理時(shí)間同溫度關(guān)系的比較由7可,不同種類(lèi)的聚,乙烯脫氯基本規律是樣的。似不同種類(lèi)的制品在處理溫度時(shí)間及其他工藝方而也有些差異。如包裝用的,0薄膜熱解脫氯最佳的溫度區間為340360而塑鋼大約在3201左右,倘若混合處理塑鋼和包裝用薄膜最佳熱解脫氯的溫度應為3401左右。
3.4.4HQ失重指標的比較由8可,包裝用薄膜1失重比塑鋼的恒溫溫度義小。這是因為,1產(chǎn)品在熱解過(guò)程中都存在兩種反應,即熱解脫,和降解生成油狀物和小分子氣體。
4結論對硬質(zhì)聚氯乙烯制品,粒度為3左右時(shí),熱解溫度為320340,氯脫除率達到95以上,脫除時(shí)間為60,1左右,日,失重值可達85,即,熱解的0日收得率。
3601時(shí),氯脫除率達到99,脫氯時(shí)間般為9,1左右,只,失重可達80.
對于處理混合,0產(chǎn)品,般控制溫度在320360之間,氯脫除率能達到90以上,脫氯時(shí)間般為90咖1!左右,失重值可達80以上。
對于高爐噴吹用PVC,熱解法氯脫除率達90以上。脫氯后的,可以直接噴人高爐。