废风机叶片热解特性及制备双酚A机理研究

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风力发电行业不断发展导致废风机叶片资源化处理迫在眉睫,采用热解技术处理废风机叶片回收高品质产物具有广阔应用前景。论文针对废风机叶片热解特性和聚光热解制备双酚A开展研究,主要研究内容和结论如下:分析了废风机叶片两种特征组分在不同升温速率下的热解失重特性。随着升温速率增加,主热解阶段热解时间减小,在10℃/min下两种组分主热解阶段热解时间减小程度最大。树脂类组分转化率为10%表观活化能为380.09 k J/mol,转化率超过10%活化能迅速降低并稳定在200 k J/mol左右;玻璃纤维类组分随转化率增加表观活化能先增加后降低,当转化率为55%时,活化能最大为248.15 kJ/mol。探究了传统热解方式下废风机叶片特征组分热解产物特性以及双酚A分解机制。树脂类组分热解油产率最高达49.72 wt%,酚类物质相对含量超过50%且随热解终温提高其含量显著降低。玻璃纤维类组分热解焦产率最高达65.26 wt%,主要成分为非晶态玻璃纤维。研究表明双酚A刚性骨架在高温区与活性基团发生二次反应,演变为单苯环酚类物质。提出聚光热解约束焦油二次反应方法,明晰了聚光热解下双酚A的生成特性及生成分解机理。相较于传统热解,聚光热解能有效降低二次反应,最大能把热解油产率提高42.49%,物质种类减少63.75%。升温速率为400℃/min时,双酚A产率为6.50 wt%,相对含量达43.39%。研究发现双酚A刚性骨架获得氢原子后生成双酚A,并伴随四氢呋喃、双酚A二甲醚等物质的生成。双酚A主要分解为苯酚和4-异丙基苯酚,随后4-异丙基苯酚脱氢生成4-异丙烯基苯酚。
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