廢舊紡織物在二氧化碳氣氛下裂解和氣化機理研究.pdf

1、廢舊紡織物作為一種固體垃圾，由于其排放量大、含能高和容易分類的優(yōu)點正在被人們越來越關(guān)注。而廢舊紡織物在CO2氣氛下裂解和氣化技術(shù)不但可以充分利用高能原料，還可以有效的轉(zhuǎn)換CO2，減少大氣中溫室氣體的排放。本文研究了CO2氣氛下廢舊紡織物的裂解和氣化特性及機理，及催化劑對催化裂解和氣化過程的促進作用，以提高紡織物的催化裂解-氣化特性。具體工作如下:
　　首先，為得到CO2氣氛下廢舊紡織物的裂解和氣化特性和機理，利用熱重分析儀研究了不

2、同廢舊紡織物（滌綸質(zhì)、棉質(zhì)和羊毛質(zhì)）的裂解和氣化特性。用掃描電鏡和拉曼光譜分析了焦的結(jié)構(gòu)特性，用縮核模型計算了裂解和氣化過程的動力學(xué)參數(shù)，用GC和GC-MS分析了紡織物裂解氣體和液體產(chǎn)物。結(jié)果表明:由于紡織物種類不同，三種紡織物的裂解和氣化特性（包括產(chǎn)物種類、含量）不同，如滌綸質(zhì)、棉質(zhì)和羊毛質(zhì)裂解產(chǎn)物中相對含量最高的分別為苯甲酸(C7H6O2)、乙酸(C2H4O2)和氰乙烷(C3H5N);兩個過程的反應(yīng)動力學(xué)和熱力學(xué)也不同，滌綸質(zhì)、棉質(zhì)

3、和羊毛質(zhì)的裂解活化能分別為162.4kJ/mol、103.1 kJ/mol和110.0kJ/mol，對應(yīng)焦的氣化活化能分別為178.2kJ/mol、144.5kJ/mol和79.4kJ/mol。
　　進一步，為強化廢舊紡織物在CO2氣氛下的裂解和氣化反應(yīng)動力學(xué)，利用熱重分析儀、X射線衍射儀和掃描電鏡研究了多種催化劑對廢舊紡織物（滌綸質(zhì)、棉質(zhì)和羊毛質(zhì)）裂解和氣化過程的促進作用，分析了廢舊紡織物在不同催化劑含量和反應(yīng)溫度下的催化裂解和

4、氣化特性。結(jié)果表明5 wt％ZnO對紡織物裂解過程催化效果最好而5 wt％Fe2O3對氣化過程催化效果最好?；旌霞徔椢餆o催化劑和負載5wt％ZnO催化劑的裂解反應(yīng)活化能分別為100.7kJ/mol和65.1 kJ/mol，氣化過程無催化劑和負載5wt％Fe2O3催化劑的反應(yīng)活化能分別為153.0kJ/mol和89.0 kJ/mol。
　　最后，為研制一種同時適用于裂解和氣化反應(yīng)的催化劑，本文利用共沉淀法制備一種Zn-Fe復(fù)合催化劑