CaO/HZSM-5复合催化剂调控水稻秸秆和PVC共热解产物的协同作用研究

作     者：王彩云 王焦飞 张玉洁 柯梅容 宋旭东 苏暐光 白永辉 吕鹏 于广锁 WANG Caiyun;WANG Jiaofei;ZHANG Yujie;KE Meirong;SONG Xudong;SU Weiguang;BAI Yonghui;LÜ Peng;YU Guangsuo

作者机构：宁夏大学化学化工学院省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室 华东理工大学洁净煤技术研究所 

出 版 物：《燃料化学学报(中英文)》 (Journal of Fuel Chemistry and Technology)

年 卷 期：2025年第53卷第1期

页      面：82-95页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 080703[工学-动力机械及工程] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：宁夏自然科学基金(2023AAC03057) 气流床煤气化协同处置工业危废应用基础研究(2023AAC01001) 国家自然科学基金(22168032,22008126)资助 

主　　题：生物质 PVC 热解 CaO/HZSM-5复合催化剂 协同作用 

摘      要：生物质与废旧塑料共热解是实现两者资源化利用的潜在技术之一，不仅能制备高附加值的富烃生物油，还可实现废弃物的洁净资源化利用，减轻环境污染。然而，产物的复杂性限制了共热解技术的进一步应用。本研究以农作废弃物水稻秸秆（RS）和聚氯乙烯塑料（PVC）为研究对象，采用热重-质谱联用仪（TG-MS）和热裂解-气相色谱/质谱联用仪（Py-GC/MS）研究两者单独及共热解特性，并考察CaO和HZSM-5复合催化剂对热解产物的协同调控规律。结果表明，PVC和RS在共热解过程中具有相互作用，促进了芳烃化合物的产生。生物油中烃类化合物的相对含量高达66.78%。其中，芳烃的相对含量达到64.17%。相较于RS单独热解，共热解焦油组分中含氧化合物的含量下降62.05%，有效提高了生物油的氧化稳定性。CaO/HZSM-5复合催化剂相较于CaO、HZSM-5单独催化剂，热解产物油中C4-C10烃类化合物的相对含量分别增加2.81%、5.06%，表现出更好的轻质芳烃选择性。在CaO/HZSM-5复合催化剂协同作用下，生物油中单环芳烃的相对含量为34.34%，大于理论计算值33.03%。而多环芳烃的相对含量为28.21%，小于理论计算值31.22%，表现出较好的单环芳烃选择性。此外，CaO/HZSM-5复合催化剂促进大量氯元素以CaCl2等氯化物的形式固定在半焦中，显著降低了Cl元素的气相释放。