LABORATÓRIUMI PIROLÍZIS ÉS A PIROLÍZIS-TERMÉKEK NÉHÁNY JELLEMZŐJÉNEK VIZSGÁLATA TOLNERLászló -CZINKOTAImre -SIMÁNDIPéter RÁCZ Istvánné - SOMOGYI Ferenc
Mit vizsgáltunk? TSZH - Települési szilárd hulladék, RDF könnyű éghető frakció: papír, műanyag, textil, Műanyagok, Szilárd termolízis-maradékok, Gumi, Papír. ICP-vel vizsgált fémek: Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn, Al, K, Mg, Na
A hőbontás kinetikájának modellezése laboratóriumi modellberendezéssel Kémcsövekben különböző anyagok, majd programozott kemencében hevítés. Tömegváltozás mérés. Gáz kivezetés felett egyszerűsített FID detektorok.
A hőbontás kinetikájának tanulmányozása 550 550 Hõmérséklet, o C / Tömeg, g / Vezetés, ms 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Idõ, sec 3000T 3000M 3000S 4000T 4000M 4000S 5000T 5000M 5000S 6000T 6000M 6000S Hõmérséklet, o C / Tömeg, g / Vezetés, ms 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Idõ, sec 3000T 3000M 3000S 4000T 4000M 4000S 5000T 5000M 5000S 6000T 6000M 6000S Az RDF modellanyag hőbomlása 3000, 4000, 5000, 6000 másodperc felfűtési idő (középső egyenesek) hatására, tömegváltozások (felső görbék), láng vezetőképesség (alsó görbék) 300 o C (bal oldal) és 500 o C (jobb oldal) véghőmérsékleten.
A hőbontás kinetikájának tanulmányozása Tömeg, g 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 RDF.M PET.M PAPIR.M GUMI.M DEPO.M VEGYES.M Tömeg, g 340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0-20 RDF.S PET.S PAPIR.S GUMI.S DEPO.S VEGYES.S 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 X Axis Idõ, sec 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Idõ, sec Különböző összetevők tömegváltozása (bal oldal) és a gáz vezetőképesség (jobb oldal) a pirolízis során, 6000 másodperc felfűtési idővel és 500 o C maximális felfűtés hőmérséklettel.
Laboratóriumi izzítókemencében, előállított szilárd maradékok kivonatainak optikai tulajdonságait vizsgáltuk. A kivonatokat különböző polaritású oldószerekkel (víz, metanol, benzin) készítettük, majd megvizsgáltuk kivonatok UV spektrumait. 3.0 ABS 450 oc Abszorbancia 2.5 2.0 1.5 1.0 Víz M etanol Benzin 0.5 0.0 220 240 260 280 300 320 340 H ullám hossz, nm A 450 o C-on végzett ABS termolízis szilárd termékéből képzett kivonatainak (víz, metanol, benzin) UV spektrumai.
Különböző alapanyagok 400 C-on (bal oldal) és 450 C-on (jobb oldal) végzett termolízis során képződött szilárd termékekből készített vizes kivonatok UV spektrumai. 5 400 o C víz 5 450 o C víz Abszorbancia 4 3 2 Ultramid Poliram PET Gumi Cellulóz ABS Abszorbancia 4 3 2 Ultramid Poliram PET Gumi Cellulóz ABS 1 1 0 0 220 240 260 280 300 320 340 Hullámhossz, nm 220 240 260 280 300 320 340 Hullámhossz, nm Hőmérséklet emelése: Poliram, ABS - kettőskötések növekvő aránya Gumi, cellulóz - kettőskötések csökkenő aránya
Az abszorbancia jellemzően exponenciálisan csökken a növekvő hullámhosszal. 1.5 Mért görbe Illesztett görbe Exponenciális Gauss görbék Abszorbancia 1.0 0.5 0.0 220 240 260 280 300 320 340 Hullámhossz, nm A PET- nél jellegzetes eltérés a megjelenő monomer (tereftálsav) miatt.
Az E4/E6 értékek nagysága jellemző a humifikáció fokára, az aromás csoportokat tartalmazó makromolekulák jelenlétére 20 18 16 14 12 10 8 Hulladék Pirokoksz 350 C Pirokoksz 500 C 6 4 2 0 RDF PET PAPÍR BIOLÓGIAI TSZH TRÁGYA A PET és a papír kivételével alacsonyabb hőmérsékleten (300 o C) a bonyolultabb nagyobb aromás tartalmú molekulák felépülése, majd 500 o C-on azok leépülése jellemző
5 lépéses forró-vizes kivonattal kivont összes króm koncentrációja jellemzően növekszik magasabb hőmérsékletű termolízis hatására 5 lépéses forró-vizes kivonattal kivont összes réz? koncentrációja tendenciájában csökken a magasabb hőmérsékletű termolízis hatására
A hatás nem a réz eltávozását jelenti, csak azt mutatja, hogy a termolízis során keletkező szerves makromolekulák a vizes kivonás szempontjából lekötve tartják a rezet. 80 70 60 50 40 350 Cº 500 Cº 30 20 10 0 PET PAPÍR BIOLÓGIA TSZH RDF TRÁGYA SzD(5%) Tulajdonképpen a réz mennyisége nem változik a termolízis során, viszont koncentrációja nő, mert a viszonyítási alap - az összes anyag mennyisége csökken a termolízis során.
Fitotoxikus-e a termolízis szilárd maradék készült vizes kivonata? A fehér mustár növények négy ismétlésben (egymás felett) a kezelések függvényében a 7. napon. a, desztillált vizes kontroll, b, 10% komposzt-tea, c, 100% komposzt-tea, d, 10% faszén kivonat, e, 100% faszén kivonat, f, 10% gumiszén kivonat, g, 100% gumiszén kivonat.
Fitotoxikus-e a gumi termolízis szilárd maradékából készült vizes kivonat? Látható, a gumi termolízismaradék, amelynek mezőgazdasági gyakorlatban tiltott a talajba juttatása, nem mutat fitotoxikus hatást, sőt esetünkben pozitív hatást is gyakorolt a csíranövények fejlődésére. Tehát érdemes tovább kutatni a szilárd termolízis termékek mezőgazdasági alkalmazhatóságát.
Dióhéjban ennyit a csoport munkájáról. Köszönöm megtisztelő figyelmüket és a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0015 támogatását.