Study of Pyrolysisis of Polymers and Coal and Co-Pyrolysis of Their Blends, Kinetics of the Process

Abstract

Amount of polymer waste increase every year and for this reason upgrading of this waste is a necessity. Nowadays waste disposal and incineration of polymers waste are the most frequently used methods which (i) did not allowed chemical and energy utilization and (ii) are not environmentally friendly. Pyrolysis and co-pyrolysis provide an attractive way to dispose of and convert polymer waste and coal into higher value fuel and the specific benefits of this method potentially include many environmental friendly advantages. Pyrolysis and co-pyrolysis has been studied using termogravimetry apparatus NETZCH TG-DTA STA 409 EP. The pyrolysis of all polymers except for scrap tyres was a one-step process and temperature range was narrower than for coal pyrolysis. The overlapping temperature range for pyrolysis of polymers and coal was 200-600°C. The synergic effect and kinetics of co-pyrolysis of polymers and coal has been studied in the given temperature range. The addition of polymers to coal led to (i) the enhancement of weight loss of brown coal, (ii) the shift of temperature of the max pyrolysis speed and (iii) the slight influence of E A of coal pyrolysis. AbstraktMnožství odpadních polymerů každoročně stoupá a jejich recyklace je velmi důležitá. V dnešní době je největší část těchto odpadů ukládána na skládky nebo spalována. Tyto dvě metody však nejsou příliš vhodné (nedochází k chemickému ani energetickému využití materiálu) a nejsou ani šetrné k životnímu prostředí. Pyrolýza a ko-pyrolýza jsou vhodné recyklační metody umožňující přeměnu odpadních polymerů a uhlí na paliva s vyšším energetickým obsahem a jsou šetrné k životnímu prostředí. Pyrolýza a ko-pyrolýza vybraných polymerních materiálů s hnědým uhlím byla studována pomocí dynamické termogravimetrie na přístroji LECO TG-DTA STA 409 EP firmy NETZCH. Pyrolýza polymerů, kromě odpadních pneumatik, probíhala v jednom stupni a v užším teplotním intervalu než pyrolýza uhlí. Teplotní interval, kdy docházelo k pyrolýze polymeru i uhlí byl 200-600°C. V tomto teplotním intervalu byla rovněž studována kinetika ko-pyrolýzy a synergický efekt studovaných polymerů a hnědého uhlí. Nejvyšší pozitivní synergický efekt vedoucí ke zvýšení hmotnostního úbytku hnědého uhlí a rychlejší pyrolýzy při nižších teplotách měl ze studovaných polymerů polypropylen.