وخامت حرارتی ماسک صورت توسط پیرولیز در دماهای مختلف برای محصولات با ارزش افزوده

ورود

مواد زائد مورد استفاده این دو نوع ماسک یکبار مصرف بودند: ماسک صورت FFP2 (شکل 1) و ماسک های صورت معمولی (شکل 2). ماسک های مورد استفاده در آزمایشات زباله های تولیدی بودند و به دلیل ایمنی بهداشتی آلوده به ویروس نبودند. بنابراین ، روند آلودگی لازم نبود. تمام اجزای ماسک صورت در معرض تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. قبل از فرآیند هیچ قطعه ای برداشته نشد. تمام نمونه ها قبل از درمان با پیرولیز در 24 ساعت خشک شدن هوای طبیعی قرار گرفتند.

ماسک صورت معمولی با توضیحات خاص از قطعات مورد استفاده در فرآیند پیرولیز.

تجزیه و تحلیل ابتدایی مواد ورودی توسط LECO CHNS 628 ، تجزیه و تحلیل حرارتی توسط LECO TGA 701 ، مقدار کالری LECO AC 600 و FTIR توسط Thermo Scientific Nicolet IS10 انجام شد. روش این دستگاه ها با جزئیات بیشتر در فصل 2.3 شرح داده شده است. جمع آوری داده ها

فرآیند زیست تجزیه

تقریباً 200 گرم نمونه در یک پیرولیز دسته ای بارگذاری می شود. پس از آن ، راکتور حاوی نمونه به مدت 10 دقیقه با نیتروژن پاک می شود. گرمایش راکتور سپس به دمای مختلف مورد نظر (350 ، 400 ، 450 ، 500 و 550 درجه سانتیگراد) آغاز می شود. تراکم بخار از راکتور با کمک یک مبدل حرارتی لوله انجام می شود و محصول مایع در پایین خازن جمع آوری می شود. سرعت گرمایش روی 5 درجه سانتیگراد در دقیقه تنظیم می شود. فرآیند ترموشیمیایی با کمک دو ترموکوپل قرار داده شده در مواد اولیه مشاهده می شود: یکی در نزدیکی دیواره گرم شده راکتور و دیگری در مرکز راکتور. ترموکوپل در نزدیکی دیوار به عنوان یک سنسور کنترل اولیه عمل می کند و تفاوت دما بین ترموکاچ ها از 5 درجه سانتیگراد در طول فرآیند تجاوز نمی کند. فرآیند پیرولیز با فشار جوی انجام می شود. طرح شماتیک دستگاه آزمایشی در شکل نشان داده شده است. 3. محصول گازی توسط یک کروماتوگرافی گازی/آشکارساز یونیزاسیون شعله تجزیه و تحلیل می شود.

طرح شماتیک دستگاه آزمایشی: 1 بخاری ، 2 نمونه ، 3 ورودی گاز بی اثر ، 4 ترموکوپل ، 5 کولر ، 6 قدرت پیرولیز ، 7 تصفیه محصول گاز ، 8 متر جریان ، 9 تجزیه و تحلیل گاز ، 10 خروجی گاز ، 11 کنترل کننده سیستم.

جمع آوری داده ها

تجزیه و تحلیل کمی کربن عناصر (C) ، هیدروژن (H) ، نیتروژن (N) و گوگرد (S) در مواد اولیه ، باقیمانده های سخت (CAR) و محصولات پیرولیز مایع با استفاده از یک LECO CHNS 628 انجام می شود. در اکسیژن خالص ، منجر به تجزیه اجزای ارگانیک و شکل گیری محصولات اکسیداسیون می شود که به طور کلی تجزیه و تحلیل می شوند. کشف با استفاده از سلولهای مادون قرمز غیر پراکنده (NDIR) برای CO انجام می شود₂ و ح₂سلول O و هدایت حرارتی (TC) برای N₂تحلیلگران S با استفاده از مواد ترکیب استاندارد با استفاده از روشهای کالیبراسیون منحنی کالیبره می شوند. برای بقایای ایناکوردهای باقیمانده پس از تجزیه و تحلیل ابتدایی ، محتوای عناصر معدنی با استفاده از ARL تعیین می شود^TM طیف سنج Quant’x EDXRF. فلورسانس اشعه ایکس پراکنده انرژی (EDXRF) در شرایط خلاء انجام می شود و ارزیابی داده ها با استفاده از نرم افزار منحصر به فرد بر اساس الگوریتم های پارامتر اساسی انجام می شود. این روش امکان تشخیص عناصر در طیف گسترده ای از اعداد اتمی را فراهم می کند.

تجزیه و تحلیل حرارتی (TGA) با استفاده از LECO TGA 701 انجام می شود. نمونه 1 گرم با سرعت 5 درجه سانتیگراد در دقیقه در شرایط مختلف جوی گرم می شود تا پارامترهای نمونه خاص را تعیین کند. در ابتدا ، نمونه در یک آلومینیوم باز قرار می گیرد و در نیتروژن گرم می شود (N₂) جو تا 105 درجه سانتیگراد ، جایی که تا زمان رسیدن وزن ثابت برای تعیین میزان رطوبت نگهداری می شود. سپس Crucible با یک درب پوشانده می شود و درجه حرارت به 900 درجه سانتیگراد افزایش می یابد و برای تعیین محتوای مواد فرار ، جو نیتروژن را به مدت 7 دقیقه حفظ می کند. متعاقباً نمونه تا 550 درجه سانتیگراد خنک می شود ، درب آن برداشته می شود و اکسیژن اکسید کننده می شود (o₂) جو معرفی شد. دما سپس به 815 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. کاهش وزن در این محدوده دما با محتوای کربن ثابت مطابقت دارد و جرم باقیمانده به محتوای خاکستر نسبت داده می شود. یک استثنا ، تجزیه و تحلیل روغن پیرولیز است ، که در آن دو مرحله اول TGA (گرمایش در جو نیتروژن تا 105 درجه سانتیگراد و متعاقباً تا 900 درجه سانتیگراد) مقدار ترکیبی را برای محتوای مواد فرار و آب می دهد. این امر به این دلیل است که روغن پیرولیز ممکن است حاوی اجزای دارای نقاط جوش زیر 105 درجه سانتیگراد باشد که در هنگام گرمایش با آب تبخیر می شوند. بنابراین ، محتوای واقعی مواد فرار به طور غیرمستقیم تعیین می شود – با از بین بردن محتوای آب ، که به طور جداگانه اندازه گیری می شود ، با استفاده از روش استاندارد تیتراژ حجم اتوماتیک کارل فیشر. تجزیه و تحلیل TGA برای تعیین میزان رطوبت ، محتوای خاکستر ، ماده فرار و محتوای کربن ثابت برای مواد ورودی ، CHR و روغن پس از فرآیند پیرولیز استفاده می شود.

برای تعیین مقدار کالری بالاتر ، از کالری سنج نیمه اتوماتیک LECO AC 600 استفاده شد. نمونه تقریباً 0.5 گرم در یک محیط کنترل شده داغ بود. گرمای آزاد شده متناسب با مقدار کالری ماده است. نمونه های مایع در یک کپسول ژلاتین سوخته شدند. اندازه گیری بالاتر مقدار کالری برای مواد ورودی ، CAR و روغن پس از فرآیند پیرولیز انجام شد.

محتوای گوگرد با استفاده از کروماتوگرافی اکو یون (METROHM) بررسی می شود. نمونه در یک کپسول ژلاتین وزن می شود و در یک بمب کالری سنجی سوزانده می شود. سپس باقیمانده احتراق در پراکسید هیدروژن حل می شود و به یک حجم معینی رقیق می شود. پس از آن ، محلول توسط کروماتوگرافی یونی تجزیه و تحلیل می شود.

روغنهای تشکیل شده در طول آزمایشات پیرولیز انجام شده در 500 درجه سانتیگراد روی نمونه های ماسک و دستگاه تنفس با استفاده از طیف سنج کروماتوگرافی گاز (GC-MS) توسط Agilent Technologies مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. این ابزار مجهز به آشکارساز Agilent 8890 GC و 5977B MS است. از ستون HP-5 برای جدا کردن تحلیلگران در نمونه ها استفاده شد. روغن ها قبل از تجزیه و تحلیل در دی کلرومتان حل می شوند.

ATR (یک بازتاب عمومی ضعیف) برای تجزیه و تحلیل نمونه ورودی استفاده می شود. این روش در طیف سنجی مادون قرمز با استفاده از ترمو نیکولت IS10 طیف سنج مادون قرمز فوریه استفاده می شود. تابش مادون قرمز به یک کریستال با شاخص خودکشی بالا (معمولاً یک الماس) هدایت می شود و نمونه بر روی سطح آن فشرده می شود. پرتو IR تحت تأثیر بازتاب های داخلی در کریستال قرار می گیرد و موج مبهم ای ایجاد می کند که چندین میکرومتر را به داخل نمونه نفوذ می کند و امکان تجزیه و تحلیل طیفی سطح سطح را فراهم می کند. تمام قسمت های دستگاه تنفس FFP2 و ماسک های صورت نشان داده شده در شکل. 1 ، 2 با این روش مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

ترکیب گازی پس از آزمایش پیرولیز با استفاده از یک کروماتوگرافی گازی مجهز به یک آشکارساز یونیزاسیون شعله و یک ردیاب هدایت حرارتی (GC/FID/TCD) ، YL 6100 GC ویژه تر (Lin Lin Bldg) تجزیه و تحلیل می شود. از یک ستون ST (میکروپاکی) برای جدا کردن تحلیلگران در نمونه های گازی استفاده شد.