廢輪胎回轉窯熱解特性及應用研究.pdf

1、本文利用自行設計制造的回轉窯中試試驗裝置,對廢輪胎在回轉窯內的熱解機理和中試熱解產物的性質進行了全面研究,并對熱解產物的應用特性和前景進行了分析;在此基礎上,對廢輪胎回轉窯熱解工業(yè)化示范性工程進行了系統(tǒng)優(yōu)化和工藝方案設計.熱解溫度是影響熱解產物分布的重要因素.隨熱解溫度升高,二次反應的發(fā)生使得熱解油、熱解炭產率總體上呈下降趨勢,而熱解氣產率則相應增大.550℃以上時熱解溫度對熱解炭產率的影響較小.當以熱解油和熱解炭為主要預期產物時,50

2、0~550℃是其收率較高的溫度區(qū)間.對熱解油的理化特性、蒸餾特性、化學成分進行了全面的分析,并在此基礎上分析了熱解油的應用前景.熱解油熱值高、粘度低,但密度大,而且硫含量較高.熱解油中低于200℃的輕餾分含量較高(33%~40%),其次為中間餾分(200~350℃)和重餾分(＞350℃),熱解溫度的升高使輕餾分含量明顯增加而重餾分含量下降.熱解油芳香烴含量很高(40%～60%),且隨熱解溫度的升高而增加;脂肪烴含量則隨熱解溫度升高而減少

3、.芳香烴的主要成分為輕餾分中的單環(huán)芳烴,其含量隨熱解溫度升高而增加,并且包含苯、甲苯、二甲苯、乙苯等多種重要的化工原料芳烴;多環(huán)芳烴主要是2~4環(huán)的芳烴,其中70%以上為萘族和菲族化合物,此外還包括茚、芴、芘、熒蒽等.對熱解炭的化學成分和孔隙特性等進行了分析,并對熱解炭用作燃料、活性吸附劑和炭黑的應用性能進行了研究.在500~550℃內熱解脫揮發(fā)分反應基本進行完全.熱解炭熱值較高,揮發(fā)分低,而灰分和硫含量則較高,并且廢輪胎中的S元素超過

4、60%以上殘留在熱解炭中.輪胎橡膠中的炭黑是熱解炭的主要組成成分.熱解炭比表面積隨熱解溫度升高而增大,溫度高于550℃后變化不大,而其孔容積、平均孔徑、孔隙度隨熱解溫度升高都是先增大隨后減小.熱解炭具有較為發(fā)達的中、大孔,平均孔徑約50nm.將熱解炭進行酸洗處理可顯著降低其中的灰分和硫含量.在對回轉窯內固體顆粒的運動、傳熱傳質進行分析的基礎上,結合對輪胎熱解反應動力學的研究,提出了綜合廢輪胎物料流動、傳熱的回轉窯熱解模型.對回轉窯轉速、