廢舊輪胎熱解相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、廢舊輪胎的大量產(chǎn)生造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染與資源浪費(fèi)?，F(xiàn)有的廢舊輪胎的處理與處置方式有翻新、制再生膠和膠粉、熱解以及焚燒等。翻新對(duì)廢舊輪胎本身的質(zhì)量要求較高、次數(shù)有限且環(huán)境污染嚴(yán)重；膠粉的制備成本較高,需求數(shù)量以及需求量的增長(zhǎng)速度都無(wú)法與廢舊輪胎的數(shù)量和增長(zhǎng)速度相比；焚燒可以回收廢舊輪胎的能源,但無(wú)法回收有價(jià)值的工業(yè)原料。熱解法能最大限度的回收資源,并具有對(duì)廢舊輪胎處理量大、效益高和環(huán)境污染小等特點(diǎn),更符合廢棄物處理的資源化、無(wú)害化和減量化

2、原則,是廢舊輪胎處理的主流方式。本文主要研究了廢舊輪胎的催化熱解和熱解炭黑的改性技術(shù),探討了改性炭黑的再利用途徑。
　　 首先選用Fe2O3、CaO、ZnO、粉煤灰和改性粉煤灰五種工業(yè)實(shí)用型催化劑對(duì)廢舊輪胎進(jìn)行催化熱解。采取的是廢舊輪胎與催化劑充分混合的一段式熱解方式。研究了催化劑種類、熱解溫度、催化劑用量三個(gè)因素對(duì)熱解產(chǎn)物收率主要是油品收率的影響。研究表明:熱解固體殘?jiān)氖章适苌鲜鋈齻€(gè)因素的影響不大,維持在38％左右；加入2％

3、CaO催化時(shí),熱解油品產(chǎn)率有明顯的下降,加入2％ZnO催化時(shí),油品收率與未加催化劑熱解的油品收率相當(dāng)；熱解溫度為450℃,以Fe2O3為催化劑且Fe2O3的用量為2％時(shí),熱解油品的收率最大,達(dá)到43％,溫度為400℃時(shí)熱解反應(yīng)進(jìn)行的十分緩慢,溫度上升到500℃和550℃時(shí),熱解油品收率逐漸下降,生成更多的熱解氣體；5％改性粉煤灰催化時(shí),熱解油品收率達(dá)到了43％,與2％Fe2O3相當(dāng)。
　　 接著對(duì)500℃常壓無(wú)催化條件下熱解廢舊

4、輪胎得到的熱解炭黑進(jìn)行了改性處理。將研磨篩分后120-150目范圍內(nèi)的熱解炭黑用濃度為2N的硫酸和硝酸溶液、3.6N的硝酸溶液分別進(jìn)行了酸洗處理,得到硫酸酸洗炭黑、硝酸酸洗炭黑和3.6N硝酸酸洗炭黑,接著對(duì)硫酸酸洗炭黑和硝酸酸洗炭黑用占炭黑質(zhì)量1.5％的硬脂酸進(jìn)行了表面改性,測(cè)試了熱解炭黑、酸洗炭黑和硬脂酸改性炭黑的一些理化性質(zhì)。測(cè)試結(jié)果表明:熱解炭黑中的灰分含量高達(dá)20.46％,2N的硫酸酸洗后灰分降到了8.65％,2N和3.6N的硝

5、酸酸洗后灰分分別降到4.02％和1.16％,酸洗后炭黑中固定碳的含量接近或達(dá)到了90％,酸洗減少了炭黑中的揮發(fā)分,硬脂酸改性后酸洗炭黑揮發(fā)分增加；酸洗后炭黑的DBP吸收值和BET比表面積都有增加,硝酸酸洗的效果比硫酸酸洗的效果明顯；SEM照片看出實(shí)驗(yàn)中幾種炭黑的表面都比較粗糙,由許多納米級(jí)別的微小粒子聚集成幾微米到幾十微米不等的炭黑大顆粒；熱解炭黑的表面還有許多沉積物,酸洗后表面沉積物有所減少；熱解炭黑表面不含無(wú)機(jī)氧化物；熱解炭黑表面以

6、碳氧雙鍵形式存在的碳元素的含量較低,以碳氧單鍵形式存在的碳元素含量較高,酸洗后炭黑表面以碳氧雙鍵形式存在的碳元素的含量增加,加入硬脂酸進(jìn)行表面改性后,硫酸酸洗炭黑表面C-OR、C-OEt、COOR/COOH等含氧官能團(tuán)的總含量增加,這與揮發(fā)分增加的測(cè)試結(jié)果是相符的；硬脂酸改性硝酸酸洗炭黑的表面含碳官能團(tuán)與硝酸酸洗炭黑相比變化不大；由于物理和化學(xué)的雙重作用,硬脂酸改性酸洗炭黑表面雙鍵氧的相對(duì)含量增加；無(wú)論從表面元素(C、O、S、N、Zn)