Recent advances in synergistic characteristics of co⁃pyrolysis derived from biomass and plastic

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.10.021

Abstract

Abstract:

According to the recent advances in co⁃pyrolysis of biomass and plastic technology， the synergistic effectiveness， thermogravimetric characteristic， kinetic mechanisms， and characteristics of gas， liquid and solid products during the co⁃pyrolysis process were summarized. The synergistic characteristics and advantages of co⁃pyrolysis derived from biomass and plastic were concluded. This paper can provide a theoretical basis for the co⁃pyrolysis technology of biomass waste and waste plastics as well as a scheme reference for environmental treatment. It is expected to create economic and ecological benefits and accelerate the realization process of sustainable development goals.

Key words: biomass and plastic, co?pyrolysis, synergistic effect, kinetic characteristic, gas liquid solid product

CLC Number:

TQ321

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Figures/Tables 9

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实验材料	表征现象	参考文献
生物质与PE⁃HD	生物炭比表面积变低	［25］
木质素与PE⁃HD	热解失重速率变大，固体残渣量减少	［26］
生物质与塑料	热解指数变大	［27］
小球藻与PP	活化能降低	［28］
橄榄渣与聚氯乙烯（PVC）	活化能降低	［29］
花旗松与PE⁃LD	活化能降低	［30］

实验材料	表征现象	参考文献
生物质与PE⁃HD	生物炭比表面积变低	［25］
木质素与PE⁃HD	热解失重速率变大，固体残渣量减少	［26］
生物质与塑料	热解指数变大	［27］
小球藻与PP	活化能降低	［28］
橄榄渣与聚氯乙烯（PVC）	活化能降低	［29］
花旗松与PE⁃LD	活化能降低	［30］

方法	不同生物质活化能值/kJ·mol^-1	参考文献
C⁃R法	玉米秸秆：68.8、稻秆：70.0	［39］
Doyle法	玉米秸秆：189.0、稻秆：179.3
最大速率法	玉米秸秆：185.1、稻秆：212.2
DAEM	玉米秸秆：210.0、稻秆：215.0
KAS	大丽花：220.12	［40］
FWO	大丽花：229.81
Friedman法	大丽花：222.57
DAEM	大丽花：232.78
阿伦尼乌斯方程	红松（纤维素为主）：51.215	［41］
	木屑（木质素为主）：14.779
	秸秆（半纤维素为主）：38.696
Friedman法	杏壳：188.22、小麦秸秆：220.77、杨树木屑：175.87	［42］
FWO	杏壳：178.56、小麦秸秆：200.51、杨树木屑：174.69
DAEM	杏壳：287.44、小麦秸秆：284.35、杨树木屑：309.96

方法	不同生物质活化能值/kJ·mol^-1	参考文献
C⁃R法	玉米秸秆：68.8、稻秆：70.0	［39］
Doyle法	玉米秸秆：189.0、稻秆：179.3
最大速率法	玉米秸秆：185.1、稻秆：212.2
DAEM	玉米秸秆：210.0、稻秆：215.0
KAS	大丽花：220.12	［40］
FWO	大丽花：229.81
Friedman法	大丽花：222.57
DAEM	大丽花：232.78
阿伦尼乌斯方程	红松（纤维素为主）：51.215	［41］
	木屑（木质素为主）：14.779
	秸秆（半纤维素为主）：38.696
Friedman法	杏壳：188.22、小麦秸秆：220.77、杨树木屑：175.87	［42］
FWO	杏壳：178.56、小麦秸秆：200.51、杨树木屑：174.69
DAEM	杏壳：287.44、小麦秸秆：284.35、杨树木屑：309.96

方法	单独生物质/塑料活化能值/kJ·mol^-1	生物质与塑料共热解活化能值/kJ·mol^-1	参考文献
C⁃R	木屑：112 PE⁃HD：517 PE⁃LD：270 PP：319.7	50木屑：50PE⁃HD（低温、中温、高温）=119、206、493 50木屑：50PE⁃LD（低温、中温、高温）=107、164、498 50木屑：50PP（低温、中温、高温）=128、249、426	［26］
FWO	—	废纸与PP=148.73±7.87	［43］
Friedman	—	废纸与PP=133.98±11.59
C⁃R	—	废纸与PP=143.74±13.83
FWO	纤维素：169.29 松木：185.57 PE⁃LD：249.97	纤维素与PE⁃LD（无催化剂）=201.57 纤维素与PE⁃LD（含催化剂）=168.81 松木与PE⁃LD（无催化剂）=224.34 松木与PE⁃LD（含催化剂）=173.23	［49］
Friedman	核桃壳：155.3 PS：208.6 桃核：146.4	核桃壳与PS=202.9 桃核与PS=195.7	［45］
FWO	核桃壳：159.2 PS：210.8 桃核：150.1	核桃壳与PS=201.0 桃核与PS=183.0
KAS	核桃壳：157.6 PS：209.0 桃核：147.8	核桃壳与PS=200.2 桃核与PS=181.2
Starink	核桃壳：158.0 PS：209.4 桃核：148.3	核桃壳与PS=200.6 桃核与PS=181.7
C⁃R	—	75浒苔：25PVC（第一阶段、第二阶段）=66.37、21.06 75浒苔：25PS（第一阶段、第二阶段）=38.72、114.43 50浒苔：50PVC（第一阶段、第二阶段）=88.63、32.26 50浒苔：50PS（第一阶段、第二阶段）=46.09、224.92 25浒苔：75PVC（第一阶段、第二阶段）=155.29、44.50 25浒苔：75PS（第一阶段、第二阶段）=145.07、37.81	［47］
KAS	泡桐木材：189±5 PP：149±4 PVC：152±5 PET：228±5	75泡桐木材：25PP=136±4 75泡桐木材：25PVC=158±5 75泡桐木材：25PET=136±4 50泡桐木材：50PP=137±4 50泡桐木材：50PVC=118±3 50泡桐木材：50PET=191±5 25泡桐木材：75PP=152±3 25泡桐木材：75PVC=153±4 25泡桐木材：75PET=203±4	［51］
FWO	泡桐木材：190±5 PP：153±5 PVC：155±4 PET：228±4	75泡桐木材：25PP=140±4 75泡桐木材：25PVC=160±4 75泡桐木材：25PET=140±3 50泡桐木材：50PP=141±5 50泡桐木材：50PVC=123±4 50泡桐木材：50PET=193±5 25泡桐木材：75PP=158±4 25泡桐木材：75PVC=156±5 25泡桐木材：75PET=211±5	［51］