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垃圾直接焚燒是實(shí)現(xiàn)城市塑料垃圾能源化、減量化的有效手段,并為世界各國(guó)所采用。然而垃圾的直接焚燒會(huì)產(chǎn)生兩大問題,其一是在垃圾焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生二惡英的超標(biāo)排放,嚴(yán)重污染環(huán)境;其二是由于垃圾中各組分組成的差異性很大,因此垃圾直接焚燒會(huì)對(duì)焚燒爐的設(shè)計(jì)造成困難,導(dǎo)致垃圾的焚燒效率降低。
城市塑料垃圾能源化新思路應(yīng)運(yùn)而生
針對(duì)二惡英產(chǎn)生的環(huán)境污染,目前常采用活性炭吸附二惡英的方法加以解決112,而解決第二個(gè)問題的有效途徑則是采用近年研究所得出的結(jié)論一垃圾能源化新思路 13-51.新思路認(rèn)為,雖然垃圾中各組分組成的差異性很大,但利用垃圾中各組分熱解氣的組成所具有的很大相似性,使垃圾先熱解再焚燒則會(huì)大大提高垃圾的利用率,比直接燃燒更為有利。
在料條制備過程中,塑料熱解物具有潤(rùn)滑、粘結(jié)作用,可有效地減少焦油粘結(jié)劑的用量;在料條炭化階段,由于塑料熱解物的熱解、析出,使炭化料條具有發(fā)達(dá)的孔隙(閉合)結(jié)構(gòu),最終使在隨后的活化過程中加快活化反應(yīng)速度,提高活性炭的吸附性能;塑料熱解物在活性炭孔結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展過程中,具有一定的調(diào)節(jié)作用。
在城市垃圾組成中,木類、紙張、塑料是三種典型的固體有機(jī)廢棄物,它們不僅具有低灰、高含碳量的特點(diǎn),因而與其他垃圾組分如家庭廚余16相比,更適宜于作為制備活性炭的原料,而且三種廢棄物的熱解產(chǎn)物較之未進(jìn)行熱解時(shí)的廢棄物本身更容易破碎,使以熱解物為原料制備粒狀活性炭的生產(chǎn)工藝變得更易實(shí)現(xiàn)。因此以三種典型的有機(jī)廢棄物熱解物為原料,制備適宜于脫除二惡英的活性炭,不僅可以消除垃圾焚燒對(duì)環(huán)境造成的污染,達(dá)到以廢治廢的目的,而且還可以擴(kuò)大活性炭生產(chǎn)的原料來源17,使垃圾能源化綜合利用新思路更趨完善。
基于以固體有機(jī)廢棄物熱解物為原料制備活性炭的研究尚未見報(bào)道,某研究所開展了這方面的。
由可見,塑料熱解物在溫度440C左右時(shí)迅速發(fā)生熱解而析出揮發(fā)分,溫度達(dá)到500C左右時(shí),塑料熱解物幾乎全部熱解析出;木炭和紙?zhí)康幕旌衔镌?C~500C范圍內(nèi)熱解較緩慢,而在500C以上時(shí),熱解速度則變得相對(duì)較快。
表明,兩種不同塑料熱解物含量的混合物,增加使活化篦明顯降低而膣:炭祖的含量越高!活化過程中斗料條的孔隙就越豐富這不的混合物,熱解失重率開始快于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 %的熱解失重率,溫度進(jìn)一步升至440°C~5⑴°C之間時(shí),質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的混合物的熱解失重率明顯快于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的熱解失重率,同時(shí)兩種混合物均在該溫度區(qū)間發(fā)生激烈的熱分解解在500C以上時(shí)兩種塑料熱解物含量的混合物熱解行為又趨于一致,熱解速度明顯變緩,但略快于木炭和紙?zhí)炕旌衔锏臒峤馑俣龋纱丝赏茢啻藭r(shí)仍有少量未來得及分解的塑料熱解物在繼續(xù)進(jìn)行分解;進(jìn)一步將塑料熱解物、木炭與紙?zhí)炕旌衔锓謩e熱解時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算,發(fā)現(xiàn)兩種不同塑料熱解物含量混合物的熱解加權(quán)平均值與相應(yīng)的實(shí)際熱解失重率基本吻合。
由和可知,在相同的活化條件下,塑料熱解物〕的碘吸附值顯著增加。這表明增加塑料熱解物的含量,加快了活化反應(yīng)速度,有利于活性炭吸附能力的提高。對(duì)此結(jié)合炭化,No.4則是塑料熱解物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的炭化料條在較低燒失率時(shí)的孔結(jié)構(gòu)測(cè)定結(jié)果。