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混合塑料废弃物催化快速热解的技术经济分析和生命周期评价
Energy & Environmental Science ( IF 32.4 ) Pub Date : 2023-06-05 , DOI: 10.1039/d3ee00749a
Geetanjali Yadav 1, 2 , Avantika Singh 1, 2 , Abhijit Dutta 1 , Taylor Uekert 2, 3 , Jason S. DesVeaux 1, 2 , Scott R. Nicholson 2, 3 , Eric C.D. Tan 1 , Calvin Mukarakate 1 , Joshua A. Schaidle 1 , Cody J. Wrasman 1 , Alberta C. Carpenter 2, 3 , Robert M. Baldwin 2, 4 , Yuriy Román-Leshkov 2, 5 , Gregg T. Beckham 2, 4
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废塑料的热解作为一种候选的化学回收技术引起了人们的兴趣。为了检验这种方法的潜力,我们对概念性催化快速热解 (CFP) 设施进行了技术经济分析 (TEA) 和生命周期评估 (LCA),该设施每天可转化 240 公吨混合塑料废物。建模的基本案例预测,当联产品以平均市场价格出售时,苯、甲苯和二甲苯 (BTX) 混合物的最低售价 (MSP) 为每公斤 1.07 美元。我们预测,如果混合废塑料的价格低于 0.10 美元/公斤,或者原油价格超过 60 美元/桶,则芳烃产品流可以与原始 BTX 混合物(0.68 美元/公斤)相比具有成本竞争力。此外,我们估计基于 CFP 的废塑料转化可以减少 24% 的供应链总能源使用,但减少 2. 相对于现有制造工艺,每公斤 BTX 的温室气体 (GHG) 排放量增加 4 倍。敏感性分析强调,原料成本、副产品售价、产品分离的资本成本和运营成本是关键的成本驱动因素。此外,我们检查了另外三种产品组成不同的 CFP 工艺,即石脑油,以及产品富含 C 的情况2 –C 4烯烃或 BTX 芳烃。虽然石脑油的 MSP(2.18 美元/千克)比原生石脑油高 4 倍,但富含烯烃和富含芳烃的产品案例都显示 MSP 可能降低高达 40%,降低 21%–45%总供应链能源和温室气体排放量相对于现有制造过程增加 2.2-3.8 倍。LCA 预测,在所有情况下,CFP 工艺的化石燃料消耗都低于原始制造,在某些情况下酸化、臭氧消耗和烟雾形成也较低,但高效用和原料制备要求导致其他指标的性能较差。总体而言,本研究强调了从经济和环境角度改善混合废塑料 CFP 的重要工艺参数。



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更新日期:2023-06-05
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