利用流化床開發廢塑膠氣化技術的研究

其他新聞 2025-06-10 點擊數: 3

本研究透過開發一種利用熱解廢塑膠進行氣化，以生成高熱值氣體（目標為 5000 kcal/Nm³以上)的技術，解決廢塑膠污染問題並將其作為能源利用，其核心技術與機制之重點如下：

低溫氣化與產物控制：為獲得高熱值的輕烴（C1-C4），研究將分解溫度控制在700度以下，實驗選擇550度、600度和650度。此溫度範圍旨在讓熱解過程停止在生成輕烴氣體的階段，抑制生成熱值較低的CO和H₂。
氣化劑改性：採用鋼鐵廠副產氣體轉爐煤氣（LDG）作為氣化劑的基礎，並事先通過與水蒸氣進行重整反應(CO+H₂O->CO2+H₂)來提高H₂濃度。實驗結果證實H₂能有效提高氣相產物的輕烴含量，進而提升熱值。
催化劑與流化介質：在流化床反應器中，除了常用的矽砂外，還選用可低價獲得的鋼鐵廠副產物OG粉塵gamma-氧化鋁作為流化介質。
OG粉塵：實驗結果顯示，在600度下使用OG粉塵產生了5000kcal/Nm³以上的高熱值氣體。OG粉塵的主要成分為氧化鐵，在高溫蒸汽下具有催化分解塑膠的作用，機理涉及晶格氧消耗與水分子分解產生的氧的交替過程，並推測生成的氫促進了輕烴的生成。
催化活性提升方向：研究推測OG粉塵表面存在CaCO₃外殼，降低了催化活性，因此去除外殼有望進一步提高催化效果和氣化率。gamma-氧化鋁因其高比表面積(200公尺平方)和優異的焦油接觸效率，在氣化率方面表現更佳。

本研究證實，在流化床中，以OG粉塵為催化劑，並通入經重整改性的氣化劑，將分解溫度控制在600-650度範圍內，能夠成功生產出高熱值氣體。未來的研究重點將是提高OG粉塵的催化性能以及開發流化介質的高效循環和加熱方法，以實現技術的商業化。