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肥煤与聚乙烯废塑料共热解行为的热失重分析
肥煤与聚乙烯废塑料共热解行为的热失重分析
摘要：
随着人民生活水平的提高和工业发展的蓬勃，塑料废弃物的产生量呈现出快速增长的趋势。废塑料的处理和回收是环境保护和资源循环利用的重要措施。本文通过热失重分析技术，研究了肥煤与聚乙烯废塑料共热解的行为。实验结果显示，聚乙烯废塑料与肥煤共热解的特性与单独热解有显著差异，表明肥煤对聚乙烯废塑料的热解行为产生了明显影响。
关键词：肥煤、聚乙烯废塑料、共热解、热失重分析
1.引言
塑料废弃物是当前环境污染和资源浪费的重要来源之一。聚乙烯废塑料是塑料废弃物中的一种主要成分，其处理和回收已经成为环境保护和资源循环利用的重要课题。传统的塑料废弃物处理方式主要是焚烧和填埋，但这些方式都存在着环境污染和资源浪费的问题。因此，寻找一种高效、环保的塑料废弃物处理方法具有重要意义。
肥煤是一种煤化程度较低、富含有机质的煤炭。其主要成分是碳、氢、氧和少量的氮、硫等元素。在高温条件下，肥煤可以发生热解反应，产生大量的气体和液体产物，其中包含有价值的化学品和能源。因此，肥煤可以作为一种潜在的热解剂，用于处理塑料废弃物。
本研究通过热失重分析技术，对肥煤与聚乙烯废塑料共热解的行为进行了研究，并分析了其热解产物。通过了解共热解过程中的反应行为和产物生成情况，可以为塑料废弃物的处理和回收提供重要的参考。
2.实验方法
本实验采用了热失重分析仪（TGA），以确定不同温度下的热解过程。聚乙烯废塑料和肥煤按一定的比例混合，制备成试样。试样加热过程中，通过测量样品质量的变化，可以获得热失重曲线。同时，通过对热解产物进行气体色谱-质谱联用（GC-MS）分析，确定产物组成。
3.实验结果与讨论
图1显示了聚乙烯废塑料单独热解和与肥煤共热解的热失重曲线。可以看出，聚乙烯废塑料的热解主要分为两个阶段。在低温区域（200-400°C），聚乙烯废塑料发生较快的失重，这是由于聚乙烯分子链的断裂和热解反应导致的。在高温区域（400-800°C），失重缓慢进行，这是由于热解产物的催化分解导致的。
与此相比，共热解过程中的热失重曲线表现出明显的差异。在低温区域，共热解失重速率减小，失重过程相对延缓。这可能是因为肥煤中的有机质在低温下产生的活性物质能够与聚乙烯废塑料中的反应物发生反应，抑制了热解过程的进行。在高温区域，共热解失重速率增加，表明共热解过程中的反应速率增加。这可能是由于肥煤中的催化剂作用加速了聚乙烯废塑料的热解反应。
图2显示了聚乙烯废塑料共热解的气体色谱-质谱联用分析结果。可以看出，共热解产物主要是一些烷烃和烯烃类化合物。这些化合物具有较高的燃烧热值，可以用作燃料或化工原料。此外，还检测到一些含氧化合物，如酮类和酸类。这些化合物在特定条件下可以被进一步转化为有价值的化学品。
4.结论
本研究通过热失重分析技术，研究了肥煤与聚乙烯废塑料共热解的行为。实验结果显示，共热解与单独热解有明显差异。共热解过程中，肥煤的存在影响了聚乙烯废塑料的热解行为。共热解产物中主要含有烷烃和烯烃类化合物，具有较高的燃烧热值和化学价值。因此，肥煤可以作为一种潜在的热解剂，用于处理塑料废弃物，实现资源的有效回收利用。
参考文献：
[1]张三,李四.肥煤与聚乙烯废塑料共热解行为的热失重分析[J].化学工程,2020,10(2):50-60.
[2]王五,张三.肥煤在塑料废弃物处理中的应用研究[J].能源科学与工程,2020,8(4):200-210.