废轮胎热解技术研究

本文概述了国内外废轮胎热解技术研究的现状及发展趋势。国外废轮胎热解采用移动床、固定床、流化床、烧蚀床、悬浮炉和回转窑等反应器,有代表性的热解工艺包括真空移动床、两段移动床、流化床、连续烧蚀床和回转窑热解工艺等;通常热解炭被粉碎处理作为炭黑使用,热解油作为燃料油使用,废钢丝回收再利用。国内对废轮胎热解技术的研究大多局限于微型和小型试验台研究,产业化应用研究水平和国外相比较低,相对技术成熟的热解工艺还在进行研究试验中。开发经济性更佳、资源利用更彻底的热解工艺将是今后废轮胎热解技术研究的重点。     

废轮胎热解技术的现状及发展趋势

概述国内外废轮胎热解技术的研究现状及发展趋势,国外废轮胎热解采用移动床,固定床、流化床、烧蚀床、悬浮炉和回转窑等反应器,有代表性的热解工艺包括真空移动床,两段移动床、流化床、连续烧蚀床和回转窑热解工艺等;通常热解炭被粉碎处理作为炭黑使用,热解油作为燃料油使用,废钢丝网收再利用.国内对废轮胎热解技术的研究大多局限于微型和小型试验台研究,产业化应用研究水平相对于国外较低,尚末开发出技术成熟的中试规模以上的热解工艺.开发经济性更佳、资源利用更彻底的热解工艺将是今后废轮胎热解技术研究的重点.     

废轮胎梯级热解中试装置开发与产物特性分析

基于固定床管式热解炉对废轮胎热解产物性质进行了详细的研究和分析，根据热解产物特性针对性地提出了产物的改性提质方法，并基于该方法自主设计开发了一套适用于废轮胎高效能源资源化利用的梯级螺旋热解中试装置，以获得高品质热解产物。甲苯抽出物透光率和闪点分别是限制热解炭黑和热解油高效安全应用的瓶颈问题。本文开发的中试热解装置采用梯级热解技术和多级冷凝技术，可有效改善热解产物品质，所得热解炭黑甲苯抽出物透光率达到100%，热解油闪点达到76.5℃，均满足相应标准。同时，中试装置采用热解气循环燃烧供能的方案，可实现装置的热量自维持，显著降低工艺热解能耗。本文基于自主开发的中试梯级热解装置，解决了废轮胎热解产物高值化利用的瓶颈问题，以期为废轮胎热解技术规模化推广应用奠定基础。     

废轮胎内构件固定床热解过程优化

通过分析废轮胎内构件固定床热解过程真空度和颗粒床层厚度对热解油收率和组成的影响，探讨废轮胎热解过程优化。结果表明：增大热解真空度和减小颗粒床层厚度均可促进热解油气更快地导出反应器，尽可能避免挥发分二次反应，从而显著提高热解油收率，但热解油中汽油馏分占比降低，馏分油占比升高；热解过程优化后（真空度为－5 kPa，颗粒床层厚度为10 mm），热解温度对热解油收率和组成影响不明显，热解温度为550～900 ℃时，热解油收率始终保持在50.1%～51.6%（格金分析油收率在95%以上），热解油中各组分占比无明显变化。     

废轮胎热解技术及炭黑产物的品质提升与应用研究进展

针对近年废轮胎热解技术研究进展进行总结,主要讨论了废轮胎的低温真空热解、共热解、催化热解等热解技术,阐述了热解设备、温度、压力、催化剂等因素对热解炭黑的影响及特点,对比了热解炭黑不同改性提质方法的特点,对热解炭黑资源化应用现状等进行讨论阐述。     

生物质与废轮胎共热解及催化对热解油的影响

生物质稻壳与废轮胎以不同比例组成的均匀混合物在管式固定床内共热解，MCM-41和SBA-15作为催化剂，对产生的热解油性质进行了研究。结果表明，随着废轮胎在混合物中比例增加，热解油产率和热值在增加，而黏度和密度在降低。当稻壳占到60%（质量）时，热解液体产率为44.5%（质量），热解油热值为40 MJ·kg-1，热值与柴油接近;温度对热解油的产率和组分柠檬精油的生成影响较大。对组成一定的混合物，在热解温度500℃时二者均达到最大。通过对热解油主要组分柠檬精油和氧含量的分析说明，共热解过程中组分间可以产生一定的相互作用，并具有协同效果，体现在柠檬精油组分的含量低于加权后的浓度，氧含量大于加权后的数值;与没有催化剂存在情况相比，MCM-41和SBA-15的存在能显著降低热解液体的黏度和密度，其中，SBA-15的降低效果更为明显。     

废轮胎橡胶热解技术研究进展

热解技术为废轮胎的回收问题带来了新的解决方案,其能耗低、污染小、产物利用率高,逐渐成为回收利用废轮胎的主要方法。本文综述了近年来国内外关于废轮胎橡胶热解技术的研究进展,包括废轮胎热解的机理、热解的新技术和新工艺、热解过程的影响因素、热解产物及其应用等。总结了国内外近年来废轮胎热解技术的发展状况,指出未来的研究趋势。     

废轮胎资源化利用现状及发展趋势

概述了废轮胎资源化利用的现状,指出在直接利用、直接焚烧、翻新、再生橡胶、热解等利用途径中,热解是当今资源化处理的的重要方向,同时介绍了目前几种常见的热解技术的特点,指出外热连续式热解技术是今后废轮胎热解发展的方向。     

南开大学利用废轮胎制备低硫燃油和活性炭

废轮胎的资源化处理已引起世界各国的广泛关注。近日，南开大学的废轮胎热解产物高值化研究项目取得可喜成果。热解产物中的热解油可作为燃油，而热解炭黑经过活化处理后可制备高吸附性活性炭及工业炭黑。废轮胎热解的主要产物是热解油，其产率约占废轮胎质量的45％，其中含有十几种对环境和人体有害的硫化物。     

废轮胎高温热解制氢气

据美国《能源与燃料》杂志报道，英国利兹（Leeds）大学正在开发一种由废轮胎高温催化热解制备氢气的方法。该方法采用热解一气化两段式固定床反应器。在第一反应器中，在镍-镁-铝催化剂存在下废轮胎于500℃催化热解；     

废橡胶热裂解技术现状及发展方向

废橡胶是继白色污染之后又一大污染——黑色污染,是世界性的又一大难题,其中比重最大的就是废轮胎,世界各国尤其是发达国家纷纷致力于轮胎的回收利用研究。特别是其回收产品的再利用:一方面解决资源的短缺;另一方面获取较高的经济价值。经长期的探究,人们发现与翻新、制造胶粉和再生胶、作沥青填料、直接作为燃料焚烧等处理方法相比,热裂解法是目前处理废轮胎的最佳途径之一,它具有处理量大、无二次污染、实现资源回收利用等特点,让废轮胎成为只是放错了地方的宝贝,被称为“黑色黄金”。本文将简单介绍废橡胶的回收利用,废橡胶的来源,危害,热裂解的范围,探讨热裂解法回收废橡胶的工艺方法,热裂解产品(热解油、热解气、热解炭、纤维和钢)的应用,以及热裂解技术今后的发展前景。     

废轮胎热裂解技术研究现状与进展

结合目前废旧轮胎资源化处理现状及研究成果,本文对热解机理、热解技术进行分析、对比,着重介绍了热解温度、升温速率、物料粒径、催化剂等工艺参数对热解产物产率的影响,分析表明Coast-Redfern积分法所得动力学模型较准确,平均反应活化能为129.5kJ/mol;现有的研究表明,热解温度对产物产率影响最大,气相产物与液相产物产率随温度升高而增加,其中液相产物产率相对较高的热解温度在500~550℃范围内,固相产物品质较高的热解温度在500~650℃范围内。其次对其固、液、气三相产物特性及应用和污染物（S、PAHs）的分布与控制方法做了归纳总结,为废旧轮胎热解技术向工业化发展提供技术依据。     

Oxidative desulfurization of tire pyrolysis naphtha in formic acid/H2O2/pyrolysis char system

Waste tires are one potential source of alternative energy because of their long chain hydrocarbon with a high calorific heating value. However, the pyrolysis oil that is derived from waste tires is not appropriate for direct use in a combustion process due to its high sulfur content. Therefore, the oxidative desulfurization (ODS) process was evaluated for its ability to reduce the sulfur content of the naphtha fraction distillated from light oil derived from waste tire pyrolysis. The addition of formic acid to pH of 4.0 in the presence of 25 vol.% hydrogen peroxide (H₂O₂) and tire pyrolysis char enhanced the level of sulfur removal to ca. 70% due to the simultaneous adsorption and oxidation of sulfurous compounds on the surface of the pyrolysis char. The chemical treatment to form surface-modified char promoted the benefit for ODS process in the presence of formic acid (pH 4) and H₂O₂ (25 vol.%) by increasing the sulfur reduction in the pyrolysis naphtha up to 75%.     

钢丝对废橡胶微波裂解过程的影响分析

研究钢丝对废橡胶微波裂解过程的影响并进行有限元仿真和试验探究。仿真结果表明,含钢丝的废橡胶在钢丝附近场强明显增强,热点增多且分布均匀。裂解试验结果表明,废橡胶中存在适量钢丝会促进废橡胶的裂解,使裂解升温更快,出油比例更高。由此认为,废轮胎整胎微波裂解更有利于提高裂解效率、促进节能环保和改善裂解产物品质。     

废轮胎热解行为的研究进展

介绍废轮胎热解行为的研究进展状况,包括废轮胎热解的技术分类、热解过程和动力学模型、影响因素以及热解产物。温度、升温速率、催化剂、载气与粒径等均会对废轮胎热解过程产生影响,其中温度是最关键的因素,在不同的温度阶段,轮胎的不同组分发生热解,表现为其各自独特的热解现象和特征,可以根据所需目标产物的不同,选择相应的热解技术及工艺条件。指出未来废轮胎热解的研究方向为开发性能更加优异的反应器、寻找更加廉价高效的催化剂、对反应机理及动力学进行进一步研究、开发热解产物的应用途径及加工技术等。     

一种以废轮胎热解油为燃料的专用发动机油研制

针对以废轮胎热解油掺燃为燃料的发动机燃烧特性,提出研制一种专用发动机油。研制油采用蓖麻基癸二酸二辛酯与油溶性聚醚的复合作为基础油,不仅环境友好而且具有生物降解性;有针对性地选用多种功能添加剂。从不同添加剂配方研制的发动机油中筛选出最优方案。经理化性能分析及模拟试验可知,所研制的发动机油能够满足以废轮胎热解油掺燃为燃料发动机的使用性能要求。     

废旧轮胎热解及热解产物研究展望

热解作为废旧轮胎处置的重要技术手段,可以有效实现其减量化、无害化和资源化利用。本文综述了废旧轮胎热解的影响因素以及热解产物的研究进展,对废旧轮胎热解的经济、环境和社会效益进行了说明,指出当前工业化热解废旧轮胎存在的问题,并展望了未来节能环保式热解工艺的应用前景。结合现有的工业化热解设备,优化工艺条件和反应器结构型式,进一步分析了热解产物即热解气、热解油及热解炭的成分结构与应用,通过对热解产物改性活化与提质处理,创造更大的经济效益。提出应基于环境法规要求和绿色发展理念,糅合多种处理技术,研制适合废旧轮胎热解的工艺装备,开发集收集/预处理/热解/产物回收与提质于一体的废旧轮胎处置技术,实现废旧轮胎高效清洁转化和高值利用。     

废旧聚丙烯/活性炭微波共裂解制取可燃裂解气与轻质裂解油

为实现对废旧塑料的资源化利用,本文采用微波裂解法,以废弃聚丙烯（PP）为裂解原料、颗粒状活性炭为吸波材料通过微波共裂解制取可燃裂解气与轻质裂解油。实验研究了不添加催化剂时微波功率对裂解所得裂解气、裂解油和固体碳的影响,以及添加不同种类金属氧化物作为辅助催化剂时对裂解产物的影响,并详细研究了MgO、ZnO的添加量和功率对产物的影响。研究发现,不添加催化剂时裂解气的产率可达40%,其中H₂、CH₄约占气体总体积的40%,裂解油的产率为40%左右,固体碳的产率为15%左右。裂解油中烷烃、烯烃和单环芳烃三者的总含量可达90%以上,裂解油的相对密度介于0.7~0.8之间,属于轻质裂解油;添加不同金属氧化物后部分金属氧化物可加深PP的裂化程度,其中MgO可显著提高CH₄的含量,ZnO可显著提高H₂的含量,且金属氧化物可进一步提高裂解油中单环芳烃的含量;结合响应面分析PP的最佳裂解条件为：加入MgO后功率范围在660~720W,催化剂量在0.6~1g;加入ZnO后功率范围在680~740W,催化剂量在0.4~1g。     

废旧轮胎裂解炭黑的改性及其应用进展

废旧轮胎作为对环境有害的固体废弃物，其组成包括炭黑、白炭黑和胶粉等多种有价值的资源。在现有回收技术中，废轮胎热裂解技术可有效回收裂解油、炭黑和钢丝等，在国内获得了广泛应用。相对于已经普遍利用的热解油和钢丝来说，热解炭黑含有质量分数14-21%的灰分和胶质层，它的高价值利用是实现废旧轮胎循环回用的关键。很多研究者开展了热解炭黑不同的改性处理工艺研究，改性后的热解炭黑可被应用于多个领域。该文主要概括了热解改性炭黑在橡胶生产中的补强作用、改性活性炭吸附剂、电池材料、以及沥青和油墨填料等方面的应用，综述了上述应用领域内热解炭黑的处理和改性方法，并指出今后热解炭黑高价值回用的方向和改性方法。     

基于分子动力学模拟的轮胎橡胶气相热解产物反应机理

运用分子动力学的方法,对轮胎橡胶的热解过程进行了模拟,并结合模拟结果和密度泛函数对其气相产物的反应路径进行推测计算。模拟结果表明,热解过程主要分为两个阶段,低温热解阶段发生的主要反应是橡胶长链断裂形成单体,主要产物为异戊二烯、苯乙烯和1,3-丁二烯;高温热解阶段发生的主要反应是单体进一步生成小分子气体,产物中CH₄、H₂、C₂H₄占大部分,还有少量C₂H₆、C₃H₆。其中CH₃·攻击异戊二烯和苯乙烯单体夺取特定位置的H·是生成CH₄的最优路径,H·攻击苯乙烯单体夺取特定位置的H·是生成H₂的最优路径,CH₂CH·攻击1,3-丁二烯单体夺取特定位置的H·是生成CH₂CH₂的最优路径。本文还将热解产物分别跟天然橡胶单独热解和天然橡胶与丁苯橡胶共热解的热解产物做对比,为废旧轮胎橡胶热解得到特定的气相产物和催化热解提供理论依据。