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ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
Applied Chemistry for Engineering Vol.14 No.5 pp.634-640
DOI :

Research Papers : Characteristics of Pyrolysis and Combustion Reaction of Waste Polystyrene

Kim Sa Jung

Abstract

Thermal characteristics and kinetic parameters of polystyrene waste and polystyrene were determined by means of thermogravimetry (TGA) at non-isothermal heating conditions(10 K/min, 20 Wmi, 30 K/min, 40 Wmin and 50 K/min) both for pyrolysis and combustion processes. Activation energies and reaction orders of the samples were determined by different methods such as Kissinger, Freeman-Carroll, Chattejee-Conrad, Friedman and Coats-Redfem methods. These methods were compared in terms of their accuracy and the ease of interpretation of the kinetics of thermal decomposition. It was found that the apparent activation energies of the thermal processes were different with variation of analytical methods and experimental conditions. The apparent activation energy of combustion at the atmosphere of 80∼130 KJ/mol was lower than that of pyrolysis at the atmosphere of 90∼150 KJ/mol.

연구논문 : 폐폴리스티렌의 열분해 및 연소반응특성

김사중,이찬기

초록

폐폴리스티렌 및 범용 폴리스티렌을 각각 시료로 하여 TGA (thermogravimetric analysis)를 이용하여 열분해와 연소 반응을 수행하여 폐폴리스티렌과 범용 폴리스티렌의 열분해 및 연소반응 특성을 검토하였다. TGA의 승온속도는 10 K/min, 20 K/min, 30 K/min, 40 K/min 및 50 K/min로 변화 시켰으며, 질소와 산소 분위기에서 가열온도는 323 K~1073 K 범위에서 수행하였다. 반응 특성 검토에서 중요한 요소인 반응차수 및 활성화 에너지들은 Kissinger, Freeman-Carroll, Chatterjee-Conrad, Friedman 및 Coats-Redfern 방법을 사용하여 해석하였고, 각각의 방법에 따른 열분해와 연소반응의 활성화에너지 값을 구하여 비교, 해석하였다. 연구에 사용된 해석 방법과 실험조건에 따라 결과값에 차이가 있음을 알 수 있었으며, 연소 분위기의 겉보기 활성화에너지 값은 140~225 kJ/mol으로 열분해 분위기의 155~260 kJ/mol 값보다 작게 나타났다.

Figure

Table