废旧轮胎的热解技术研究进展

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1、万方数据高新技术SCENCE＆TECHNOLooY．踹匝圆lNF011MATlo“U瞳盈昌孟Ul废旧轮胎的热解技术研究进展①周萍李光明贺文智(同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092)摘要：热拜技术为度旧轮胎资源化应用开辟了一条新的途径，本文就近年来目内外度旧轮胎熟解技术的研完避辰进行了介绍，并着重综述了废轮胎热解过程参数控制，如热解温度、催化荆，热解气氛和压力以及反应介质．以夏热解动力学模型和热解机理等方面的研究进展，同时对废旧轮胎热解处理及资源化研究前景进行了展望。关键词：度旧轮胎热解机理

2、动力学中图分类号：x73文献标识码：A．文章编号{1672—379l(2008)09(c)一o005一03随着我国经济的快速发展和人民生活水平的普遍提高，汽车已经逐步进入人们的日常生活之中，由此产生了大量的废旧轮胎。资料显示⋯，2006年我国轮胎产量高达2．8亿条，居世界第一，当年产生的废旧轮胎也多达1．4亿条。约360万吨，预计到20l0年，我国废旧轮胎的产生量将达2亿多条。大量废旧轮胎的堆积不仅占用土地，还容易滋生蚊虫细菌，传播疾病，危害居民健康，而且极易引起火灾，造成环境污染。对废旧轮胎进行回收处理，则不仅可以缓解其对环境

3、的压力，减少污染，更可实现资源的有效回收利用。目前处理废旧轮胎的方法有原型改制．生产再生胶和胶粉、焚烧以及热解等，其中热解技术一种很具潜力的处理废旧轮胎的方法。废旧轮胎热解技术是将废旧轮胎在缺氧或惰性气体中进行热分解，可产生热解气、热解油和炭残渣等。这些产品经迸一步加工处理可转化成具有各种用途的高价值产品。与传统处理方法相比，热解法不仅可以回收高附加值的产物。而且可以回收近70％的能源，具有较高的经济和环境效益。近年来国内外学者对废旧轮胎热解技术进行了深入研究，在废旧轮胎热解过程参数控制、热解机理和动力学模型建立等方面进行了广泛

4、的探讨。1废旧轮胎热解过程参数控制1．1热解温度温度是影响废旧轮胎热解产物及产量的主要因素，目标产物、反应器等条件不同，所需的热解温度不同。一般地，随着温度升高，废旧轮胎热解油相产物的产量会先增大后减小的变化规律，以液相产量峰值为界，可将热解过程分为低温液化(油化)阶段和高温气化两个阶段。在低温液化(油化)阶段，温度升高，气体和油相产物的产量增加，固体残余量减少，在高温气化阶段，继续升温，气体产量增加迅速，而残余固体和油相产量下降。这主要是由于在初始裂解阶段，升温有助于橡胶的转化，继续升温。产物继续分解成小分子化合物，导致液态产

5、物减少，气态产物增加⋯。由于长链烃的碳链在高温下发生断裂，热解温度的升高有助于提高热解油中轻馏分的质量分数。且烯类物质通过Diels—Alder等途径发生环化反应，使热解油具有较强的芳香性⋯。因此在实际应用中，不同目标产物的废旧轮胎热解技术采取不同的加热方式，以控制热解温度与升温速率。例如，为了提高废旧轮胎热解液化产油效率，一般采用电加热或者热解气加热的方式，终温控制在400℃～800℃，因升温速率较慢，从而可以抑制挥发相二次热解反应的发生。等离子或微波加热技术，因其加热效率高，升温速率快，热解终温最高能达到2000℃，从而多用

6、于回收气相产物。chang【一1利用热等离子体处理废旧轮胎，热解产物中无油性产物，所得气体产物主要为C，H，、cH。、C，H，，H。CO，热值在(4～7)MJ／m3左右。唐兰I，“1在等离子体反应器内进行了一系列废旧轮胎的热解试验，结果表明气体产物产率可达40％，且热解气热值较高。1．2催化热解废旧轮胎热解的反应温度较高，并且热解产物中通常含有较多杂质，产品质量不高，为了降低反应条件同时提高产物的品质，研究人员对废旧轮胎进行了催化热表1废旧轮胎催化热解的催化剂及反应条件原料催化剂反应条件参考文献轮胎粉末F。C13·Nicl2，c

7、oCl2，哟2，Cr20，600℃叼轮胎粉末CaO，zIIo，Ti02520℃，真空热解【8】轮胎粉末USY，ZSM．5500℃【9】【10】轮胎粉末以及NR，BR，SBRZSM．5550℃，润滑油兆热解fll】轮胎粉末汹M-5，ALMCM．41．A1-SBA．15700℃【12】轮胎粉末MCM_4。SBA．1600℃，生物质麸热解【13J周萍，女，(1983一)，湖南张家界人，硕士研究生，研究方向为环境化学与化工。解。研究表明废旧轮胎热解需要较高稳定性和催化活性兼备的催化剂，选择合适的催化剂能够增加液体或气体产量并减少焦渣的生

8、成。然而，不同的催化剂及反应条件得到的目标产物的产率和产量不尽相同，目前应用的催化剂主要为分子筛和重金属化合物。张兴华⋯等在耙式固定床反应器中研究了废旧轮胎橡胶粉添加不同金属氧化物作催化剂时的真空热裂解特性。实验表明CaO、ZnO分别与TiO，混合后进行真空热解