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基于ReaxFF-MD和DFT的废旧PP塑料水蒸气气化机理研究

Study on the steam gasification mechanism of waste PP plastics based on ReaxFF-MD and DFT methods

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气化技术是处理日益增多的废旧塑料并生产富H2合成气的重要方法.利用ReaxFF-MD与DFT方法相结合研究了聚丙烯(PP)塑料水蒸气气化的反应机理及各产物气的生成路径,进一步探究了温度、水含量对合成气产物分布的影响.研究结果表明:PP塑料的水蒸气气化前期以解离能较小处的单体连接键断裂形成丙烯(CH3—CH==CH2)单体为主要反应过程.随后,单体继续解离生成更小的C1～C2烃类分子及·H、CH3·等自由基片段.在水蒸气重整反应阶段,H2的生成有多种路径,但由前期含C结构上脱掉的游离·H自由基与H2O的结合是H2的最主要生成路径,占据了H2生成量的70％.同时伴随产生的·OH自由基通过与小分子结合,脱H等过程,是CO的主要生成方式.提高温度和含水量可促进烃类的水蒸气重整反应,从而提高H2和CO合成气产率,但改善效果逐渐减弱.以上结果对于掌握塑料水蒸气反应进程,以及实验参数调整有重要指导意义.

玄伟伟、董彦吾、王海轮

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北京科技大学能源与环境工程学院,北京100083

清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084

分子模拟 气化 废旧塑料 合成气 化学反应

FRF-TP-19-008A3

2022

10.11949/0438-1157.20221000

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(11)
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