廢舊輪胎催化熱解的相關(guān)基礎(chǔ)研究.pdf

1、廢舊輪胎的大量產(chǎn)生給人類生存的環(huán)境帶來(lái)了巨大的壓力。廢舊輪胎的處理方式有露天堆放和填埋，這兩種方式浪費(fèi)輪胎資源且占用土地。焚燒雖然可以回收廢舊輪胎中儲(chǔ)藏的熱能，但是會(huì)帶來(lái)大氣污染。輪胎翻新的次數(shù)有限，而生產(chǎn)再生膠二次污染嚴(yán)重。廢舊輪胎熱解是在無(wú)氧或缺氧的條件下對(duì)廢舊輪胎加熱分解，它不僅可以處理廢舊輪胎，而且能夠回收熱解后的產(chǎn)物。本文主要研究了廢舊輪胎的催化熱解和熱解后的油品組分，并且探討了熱解殘?jiān)苽浠钚蕴考夹g(shù)。 首先選用兩段法

2、固定床反應(yīng)器對(duì)廢舊輪胎進(jìn)行熱解。輪胎在第一段熱解反應(yīng)爐內(nèi)熱解產(chǎn)生高溫氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)，然后經(jīng)過(guò)第二段催化反應(yīng)爐進(jìn)行催化反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)中使用兩種催化劑，一種是ZSM-5分子篩，一種是超穩(wěn)分子篩(USY>。熱.解過(guò)程中各個(gè)熱解因素(熱解溫度、催化溫度、催化劑／輪胎比例和熱解升溫速率)影響著廢舊輪胎熱解的產(chǎn)物產(chǎn)率，本文對(duì)此進(jìn)行了研究分析。研究表明，熱解后的固體殘?jiān)a(chǎn)率受到各個(gè)熱解因素的影響不大，在37％左右。當(dāng)熱解溫度為500℃時(shí)，非催化熱解得到的

3、油品產(chǎn)率為52.0％，氣體產(chǎn)率為11.7％。當(dāng)有催化劑存在時(shí)，廢舊輪胎熱解的油品產(chǎn)率有很大的下降，并伴隨著氣體產(chǎn)率的增加。隨著催化溫度、催化劑/輪胎比例的增加，油品的產(chǎn)率下降。 其次，對(duì)廢舊輪胎熱解產(chǎn)生的油品進(jìn)行組分分析。本實(shí)驗(yàn)中使用氣質(zhì)聯(lián)用方法分析了含USY催化劑，且在熱解溫度、催化溫度以及催化劑/輪胎比例為500℃、400℃和0.5情況下，沸點(diǎn)在280℃之前的蒸餾油品。油品中成分非常復(fù)雜，含有大量的有機(jī)物。分析油品中單環(huán)芳香

4、烴的含量達(dá)到62％，這其中包括1.23％的苯，9.35％的甲苯，3.68％的乙苯，12.64％的二甲苯以及1.81％的檸檬烯。 通過(guò)使用氣質(zhì)聯(lián)用比較廢舊輪胎非催化和催化熱解后的油品，發(fā)現(xiàn)含有較強(qiáng)活性的USY催化劑得到的油品中芳香烴的含量最高，其中烷基苯在餾分小于220℃的油品中的含量達(dá)到了83.28％。因此，在廢舊輪胎熱解過(guò)程中，使用催化活性較強(qiáng)的催化劑(USY分子篩)，可以提高油品中商業(yè)價(jià)值很高的苯、甲苯、二甲苯以及其他芳香烴

5、的含量，并以此來(lái)提高廢舊輪胎熱解技術(shù)的可行性。 最后，對(duì)廢舊輪胎熱解后的固體殘?jiān)M(jìn)行了活性炭制備試驗(yàn)，研究了造粒和未造?；钚蕴繉?duì)碘和亞甲基藍(lán)的吸附性能。還探索了固體殘?jiān)念A(yù)處理對(duì)制備的活性炭的影響。預(yù)處理的方式是在1mol/L的HCI、H<,2>SO<,4>、NaOH和HNO<,3>在常溫下浸漬24h，或者在沸騰的狀態(tài)下浸漬2h。研究結(jié)果表明廢舊輪胎熱解殘?jiān)苽涞幕钚蕴烤哂幸欢ǖ牡夂蛠喖谆{(lán)吸附性能。隨著活化溫度和活化時(shí)間的增加

6、，其碘和亞甲基藍(lán)的吸附值增加。但是其碘吸附值不高，表現(xiàn)出較差的微孔性能。在一定條件下制備的活性炭具有與商業(yè)活性炭可比擬的中孔吸附性能。因?yàn)樵诨罨瘻囟葹?100℃，活化時(shí)間為1h時(shí)，未造?；钚蕴康膩喖谆{(lán)的吸附值大達(dá)到142mg/g。造?；钚蕴亢臀丛炝；钚蕴康奈叫阅懿顒e不大。且經(jīng)過(guò)預(yù)處理后制備的活性炭的吸附性能與文獻(xiàn)中報(bào)道的不同，有的表現(xiàn)出更差的吸附性能。但是經(jīng)過(guò)預(yù)處理制備的活性炭具有更高的機(jī)械強(qiáng)度?？傊?，本文的研究表明，廢舊輪胎熱解以