Assessment of the interplay between convective heat transfer and reaction kinetics during plastic pyrolysis (Open access)
Feichi Zhang*, Muhao Li, Xiaoyue Ma, Niklas Netsch, Salar Tavakkol*, Thorsten Zirwes, Rui Zhang, Dieter Stapf
Keywords: Plastic pyrolysis; Chemical recycling; Pyrolysis reaction; Heat transfer; Pyrolysis number
DOI: 10.1016/j.partic.2026.03.019
热解可将塑料废物转化为有价值的化学品，用于生产新塑料，是实现化学回收的一种重要途径。然而，热解过程并非仅由温度决定，而是受外部加热与吸热反应之间的竞争性博弈所控制，直接影响最终产品的质量与收率。为揭示上述机制，本研究构建了单颗粒塑料热解模型，并系统考察了五种常见塑料在粒径、反应温度和加热速率变化下的热解响应。同时，引入热解数（Py） 来定量判断过程瓶颈：Py > 1 时为反应控制，Py < 1 时为传热控制。由模拟结果还揭示，传统模型中常被忽略的颗粒内部热传导，会使转化向低温区偏移，并导致热解时间延长多达15%。本研究为预测塑料在反应器中必要停留时间和优化反应器设计提供了实用工具，助力塑料回收技术规模化。
本文已OA，收录于专刊“2nd International Workshop on Reactive Particle-Gas Systems - Special issue organized by the Collaborative Research Centre BULK-REACTION”。客座编辑为马格德堡大学Dominiquen Thévenin教授、Evangelos Tsotsas教授，以及波鸿鲁尔大学Viktor Scherer教授、Francesca Di Mare教授。欢迎感兴趣的读者扫描下方二维码或者点击文末“阅读原文”进入ScienceDirect官网阅读、下载！
供稿：原文作者
排版：《颗粒学报》编辑部
文章信息
Zhang, F., Li, M., Ma, X., Netsch, N., Tavakkol, S., Zirwes, T., . . . Stapf, D. (2026). Assessment of the interplay between convective heat transfer and reaction kinetics during plastic pyrolysis. Particuology, 113, 180-188. https://doi.org/10.1016/j.partic.2026.03.019