环境卫生工程 ›› 2024, Vol. 32 ›› Issue (5): 67-76.doi: 10.19841/j.cnki.hjwsgc.2024.05.011
HDPE与木屑热等离子体共蒸汽气化研究
覃思源,楚 楚,王 萍,马文超
- 1.天津大学 环境科学与工程学院;2.海南大学 环境科学与工程学院
Study on Thermal Plasma Co-Gasification of Polyethylene and Wood Chips Mixtures Under Steam Environment
QIN Siyuan, CHU Chu, WANG Ping, MA Wenchao
- 1. School of Environmental Science and Engineering, Tianjin University; 2. School of Environmental Science and Engineering, Hainan University
摘要: 以高密度聚乙烯(HDPE)和木屑为研究对象,结合热力学分析和实验研究,探究等离子体气化过程中输入功率、HDPE质量分数以及水碳比(S/C)3种工况参数对氢气产率、合成气组分、氯的产物分布等影响规律,并基于吉布斯最小自由能原理进行热力学计算。模拟分析表明:输入功率由7.5 kW增至34.0 kW过程中,氢气占比在20 kW(对应温度为800 ℃)时达到最大值59%;随着原料中HDPE质量分数由0增至100%,氢气占比由65%减少至56 %;S/C为0时,氢气占比最高(80%),随着S/C由0增至3.0,氢气占比呈现不断减小的趋势;氯在气相中产物主要以KCl(g)、(KCl)2(g)为主。实验研究表明:输入功率、HDPE质量分数和S/C对产氢量的影响趋势与热力学分析一致,在输入功率为22 kW、HDPE质量分数为80%、S/C为1.0时,最优产氢量分别达到1.52、1.51、1.38 m3/kg。氯的气相占比分别在功率为22 kW、HDPE质量分数为20%、S/C为1.4时达到最高。通过对比实验结果验证了热力学模拟对等离子体气化产物特性进行定性定量分析的潜力,探索了采用热力学计算模拟生物质和HDPE等离子体共气化的可行性,并可为等离子体气化的操作优化和氯控制提供借鉴。
[1] | 夏 宇, 杨天学, 朱能敏, 李 东, 陈则良, 郎乾乾, 刘振刚, 焦文涛. 改性水热炭对铅的吸附模型及机理分析[J]. 环境卫生工程, 2023, 31(3): 126-126. |
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