废轮胎整胎与生物质共气化实验研究

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1、第33卷第9期可再生能源Vol.33No.92015年9月RenewableEnergyResourcesSept.2015废轮胎整胎与生物质共气化实验研究1211吴昊，杨丽，陈海军，朱跃钊（1.南京工业大学机械与动力工程学院，江苏省过程强化与新能源装备技术重点实验室，江苏南京211816；2.南京工业大学环境学院，江苏南京211816）摘要：以树枝秸秆及废轮胎整胎为原料，在“反烧”式固定床气化炉中以空气为气化剂进行气化实验研究。结果表明，随着空气当量比ER的增加，炉内气化温度升高，气化效率提升，当ER为0.30

2、时，炉内温度达到750℃3；随着原料中废轮胎比例的增加，气化效率有所提高，燃气热值升，气化效率为56.45%，气体热值为4.68MJ/m高，当废轮胎质量含量为44%时，气化效率达到60.21%，气体热值为5.34MJ/m3；气化温度是影响气化效率和气体热值的最重要因素，提高空气当量比可以使炉内温度升高，强化气化效果；同时原料中废轮胎比例也对气化效率及气体热值有较大影响，废轮胎质量含量为40%~50%较为适宜。废轮胎以整胎形式与生物质共气化是废轮胎处置与资源化利用的有效方式。关键词：生物质；废轮胎；共气化；固定床气

3、化炉中图分类号：TK6；S216.2；TQ51文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）09-1387-06DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.09.0180前言独气化时高。上述研究中原料均需预破碎处理，成随着社会经济的发展，汽车保有量大幅提升本较高。[15]的同时带来大量的废旧轮胎，据统计，2012年我本文在课题组已有研究的基础上，自行设[1]国每年产生的汽车废轮胎超过2.8亿条。大量废计了“反烧”式固定床气化实验系统，以空气作为轮胎的产生带来了环境污染、土地占用

4、等许多问气化剂对废轮胎整胎与生物质进行共气化实验，[2]，[3]题，若采用合适的技术进行转化利用，将成为分析了空气当量比ER、废轮胎质量含量对炉内[4]~[7]能源的一种重要补充。热解和气化等热化学转温度、产气成分、气化效率、燃气热值等参数的影化方法具有处理量大、经济效益高和环境污染小响。通过本文的实验研究，可掌握固定床气化炉中[8]~[10]等特点，因此更受到人们的关注。废轮胎与生物质共气化的特性，为改进工艺及放热化学转化方法处理废轮胎按主要产物分为大应用提供基础参数。[11]，[12]制油和制气两种。浙江大学

5、开发的处理量为1实验部分20kg/h的废轮胎连续式回转窑热解制油装置具1.1实验原料有一定的代表性，其采用破碎到10~15mm的废废轮胎型号为205/55R16，生物质为树枝秸轮胎颗粒作为原料热解制油并对油品进行分析，秆并破碎至粒径为20~50mm的碎片，原料的工[13]热解油产率为43%~45%。缪麒利用小型流化床业分析及元素分析如表1所示。实验装置在温度为400~700℃时对废轮胎进行了表1原料的工业分析与元素分析Table1Proximateandultimateanalysisofwastetyreand

6、空气气化实验，采用的原料颗粒为2mm左右，结pinesawdust果表明，较高的温度有利于废轮胎的气化，空气当工业分析/%元素分析/%LHV量比为0.4时效果较好，此时的气化效率为原料MadVadAadFCadCdbHdbSdbOdbMJ/kg[14]47.96%。PavelStraka利用商业规模的鲁奇炉对生物质14.2574.950.7611.0452.305.820.0038.8119.14废轮胎与褐煤进行共气化研究，废轮胎颗粒为3~废轮胎2.0067.505.3025.2088.568.271.431.3

7、338.5220mm，结果表明，鲁奇炉可以处理废轮胎与褐煤1.2实验装置和方法的混合物，且混合气化所得的气体热值比褐煤单气化反应过程非常复杂，主要反应如式（1）~收稿日期：2015-02-25。基金项目：江苏省高校自然科学研究重大项目（11KJA480003）；国家科技支撑计划（2014BAJ01B00）。作者简介：吴昊（1990-），男，江苏连云港人，硕士研究生，研究方向为生物质热化学转化技术。E-mail：18651708478@163.com通讯作者：杨丽（1975-），女，博士，硕士研究生导师，主要从事环

8、境污染控制技术研究工作。E-mail：nj.yl@163.com·1387·可再生能源2015，33（9）（5）所示，其中，式（1），（2）为氧化区的放热反应，VCnHm分别为气体中H2，CO，CH4，CnHm的体积分式（3）~（5）为还原区的吸热反应。气化反应的主数，%。要热量来源于反应（1），（2）的氧化反应。本实验采2结果与讨论用自行研制的“反烧”式新型气化技术，由