塑料回收中最快的缩放比例和扩展区域之一是废物塑料通过热解的转化为石化物质,并将碳氢化合物固定。塑料(也称为热解或聚合物开裂)一直是塑料废物管理的潜在途径,但在过去的五年中已经显着生长和扩张[1]。热解可以简单地定义为在没有氧气的情况下在高温下聚合物的降解,从而产生由气态和液态碳氢化合物分数组成的油。换句话说,可以将塑料转变为最初从地面泵送并在油填充物中转化为碳氢化合物的原油。在由Ellen MacArthur基金会(EMF)概述的三个塑料回收固定循环中,热解会落入分子环中,在该循环中,聚合物骨架被分解至分子水平与父母单体的分子水平分散,并且需要进一步的化学性,并且需要在重新培训回到原始聚合物之前进行重新淋巴结(图1)[2] [2] [2]。
摘要。累积的碳纤维增强聚合物 (CFRP) 复合材料废料需要得到有效处理。到目前为止,最有效的热基回收技术,即热解,在英国和德国等发达国家已呈指数级增长,以实现工业规模。通常,即使是最轻微的错误也会导致如此大规模的操作环境(例如,> 1 吨/天的操作能力)中的不良结果和工作流程延迟。现有的半自动化和在某些情况下完全自动化的工厂应不断更新,以适应不同类别和体积的 CFRP 复合材料废料。为了克服此类研究差距和不精确的人工错误,提出了基于物联网 (IoT) 的框架。本文研究了基于物联网的框架在热解过程中回收 CFRP 复合材料废料的理论实现,以基于信息物理系统的原理管理该过程。所提出的框架由传感器和执行器组成,它们将用于收集数据并与中央管理进行通信,中央管理构建为一个平台,该平台将表达和操纵数据以满足回收过程的要求,并通过物理实体之间的逻辑关系进行计算建模。在这种情况下,管理单元可以是可控制的,也可以是远程监控的,以增加工厂的运行时间。我们的目标是提出一种可扩展的方法来改进回收过程,这也将有助于未来处理回收碳纤维的决策。具体来说,这项研究将超越该领域的最新技术,通过 (i) 自动计算废物的质量并调整运行时间、温度、大气压力和惰性气体流量(如果需要),(ii) 再生热量,以便在第一批回收后,高热值的树脂将被燃烧并释放能量,其产生的热量需要被困在炉内,然后再生到系统中,以及 (iii) 降低能耗并加快工艺流程时间。总之,提出的框架旨在提供用户友好的控制和温度监控,从而可以提高整个过程的效率,并避免可能的过程关闭,甚至通过热解反应器中的受控气氛形成焦炭。
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为了应对这一市场趋势,鲁姆斯的绿色循环业务为循环经济和能源转型提供可持续技术,包括塑料回收解决方案、现有资产脱碳以及来自可再生原料的绿色化学品。绿色循环业务的一部分是鲁姆斯新希望塑料热解技术,该技术将消费后和工业后塑料废物转化为有价值的热解油,可送入合适的现有蒸汽或催化裂解炉以获得完整的循环解决方案或混合制成可持续燃料。通过从塑料废物中产生热解油并将这种油送入裂解炉最终生产塑料,我们朝着创建循环经济和改善环境的方向迈进,减少送往垃圾填埋场、泄漏到环境中或焚烧的塑料废物。
摘要 可再生生物质的太阳能热解在活性炭材料的燃料或化学原料可持续生产方面具有巨大潜力。本文,我们报道了一种生产高质量碳纳米纤维 (CNF) 前体以及随后的 CNF 作为低成本且环保的储能材料的方法。具体而言,利用太阳能热解松木以生成富含苯酚的生物液体前体,该前体被发现为通过静电纺丝合成无粘合剂柔性电极材料的有力候选者。用 30% 太阳能驱动的生物液体和 70% 聚丙烯腈制备的 CNF 具有高比表面积和丰富的微观结构,这是其在比电容(电流密度为 0.5 A g 1 时为 349 F g 1)方面的电化学性能的关键,在 6 M KOH 水性电解质中具有显着的倍率性能、可逆性和循环稳定性。因此,太阳能生物液体是可行的CNF前体,并且此类衍生的CNF具有在储能装置中应用的潜力。
催化快速热解是一种通用的技术途径,用于直接液化生物质和废弃碳源 • 有可能为燃料混合原料提供高碳产量 • 能够通过气相催化升级控制产品结构 • 有机会利用现有的炼油厂基础设施进行协同处理
塑料生产和浪费塑料堆积的增长对社会,环境和经济构成了严重的挑战。当前的机械回收过程受到塑料废物的分类/预处理和塑料降解的限制,该过程要求更有效的回收策略。催化微波辅助的热解可以作为废物塑料化学回收并产生燃料和石化原料(如石脑油)的可行方法。本讲座介绍了我们最近的一系列关于热解反应堆设计和催化剂开发方面的工作,目的是将这项技术推向工业应用。每天开发了一个处理能力为200 kg塑料的实验室尺度连续微波辅助热解系统,该系统具有连续的下水流操作和混合球床反应器。将碳化硅作为微波吸收剂掺入微波加热过程中,可以快速,均匀和节能加热。使用常规ZSM-5催化剂对系统的基线测试获得了基于聚烯烃的塑料的C 5 -C 22液碳氢化合物的57 wt。%。通过使用行业供应链分析工具,使用材料流,与从维珍材料中生产类似产品相比,该过程的节能估计为32%。 为了提高液态烃产物的产量和质量,测试了一系列催化剂并在实验室规模的设置上进行了比较。 ZSM-5涂料在SIC泡沫支撑上。与从维珍材料中生产类似产品相比,该过程的节能估计为32%。为了提高液态烃产物的产量和质量,测试了一系列催化剂并在实验室规模的设置上进行了比较。ZSM-5涂料在SIC泡沫支撑上。值得注意的是,Al 2 O 3的继电器催化,然后是ZSM -5的ZSM -5,最多100%转化为单芳烃,而C 5 -C 12烷烃/烯烃以催化剂与塑性比为4:1; Y5.1,F20沸石和Al 2 O 3促进了主要在C5-C23范围内的烷烃和烷烃的生产; MCM -41导致形成C 13 -C 23烷烃和烷烃,选择性为86.6%; ZSM-5有利于选择性为70%的芳香剂的产生。除了开发和选择适当的催化剂材料外,还需要仔细设计催化反应器,以便在操作过程中确保足够的热量和催化剂床内的大量和传质,并且可以方便地实践催化剂再生程序。传统的设计(例如随机填充床)在此过程中可能会出现问题,因为催化剂停用和可乐/蜡堆积很可能。可能的解决方案是一个结构化催化反应器,该反应器由带有涂层催化剂的结构化填料组成,例如该结构化催化剂已在实验室规模的设置中进行了测试,用于升级热解蒸气,结果表明,在催化活性和稳定性方面,它的表现优于许多其他催化反应器设计。此外,可以将复合催化剂重新生成和重复使用,同时很好地保留其材料特性和多个反应再生周期后的催化活性。
热解气相色谱-质谱法 (Py-GC-MS) 在环境分析中具有巨大潜力。该技术主要用于对由于尺寸较大而无法通过液相色谱或气相色谱进行表征的大分子进行化学鉴定。通过热解(受控热降解),这些大分子被分解成更简单的分子,可以通过气相色谱分离并通过质谱检测。该技术传统上用于环境样品中有机物和腐殖质、污染物、木质素等的表征。它可以识别整合大分子的不同类型化学单元。此外,最近,该技术在环境样品中存在的微塑料的化学表征中经历了重要的繁荣。这引发了它在这种类型的基质中的使用。我们描述了 Py-GC-MS 的基本原理和模式,并概述了一些环境分析的最新应用,特别强调腐殖质和/或其他类型的有机物成分以及微塑料,但也报告了其他有趣的环境相关应用。