廢舊輪胎熱解相關(guān)實驗研究.pdf

1、廢舊輪胎的大量產(chǎn)生造成了嚴重的環(huán)境污染與資源浪費?，F(xiàn)有的廢舊輪胎的處理與處置方式有翻新、制再生膠和膠粉、熱解以及焚燒等。翻新對廢舊輪胎本身的質(zhì)量要求較高、次數(shù)有限且環(huán)境污染嚴重；膠粉的制備成本較高,需求數(shù)量以及需求量的增長速度都無法與廢舊輪胎的數(shù)量和增長速度相比；焚燒可以回收廢舊輪胎的能源,但無法回收有價值的工業(yè)原料。熱解法能最大限度的回收資源,并具有對廢舊輪胎處理量大、效益高和環(huán)境污染小等特點,更符合廢棄物處理的資源化、無害化和減量化

2、原則,是廢舊輪胎處理的主流方式。本文主要研究了廢舊輪胎的催化熱解和熱解炭黑的改性技術(shù),探討了改性炭黑的再利用途徑。
　　 首先選用Fe2O3、CaO、ZnO、粉煤灰和改性粉煤灰五種工業(yè)實用型催化劑對廢舊輪胎進行催化熱解。采取的是廢舊輪胎與催化劑充分混合的一段式熱解方式。研究了催化劑種類、熱解溫度、催化劑用量三個因素對熱解產(chǎn)物收率主要是油品收率的影響。研究表明:熱解固體殘渣的收率受上述三個因素的影響不大,維持在38％左右；加入2％

3、CaO催化時,熱解油品產(chǎn)率有明顯的下降,加入2％ZnO催化時,油品收率與未加催化劑熱解的油品收率相當；熱解溫度為450℃,以Fe2O3為催化劑且Fe2O3的用量為2％時,熱解油品的收率最大,達到43％,溫度為400℃時熱解反應進行的十分緩慢,溫度上升到500℃和550℃時,熱解油品收率逐漸下降,生成更多的熱解氣體；5％改性粉煤灰催化時,熱解油品收率達到了43％,與2％Fe2O3相當。
　　 接著對500℃常壓無催化條件下熱解廢舊

4、輪胎得到的熱解炭黑進行了改性處理。將研磨篩分后120-150目范圍內(nèi)的熱解炭黑用濃度為2N的硫酸和硝酸溶液、3.6N的硝酸溶液分別進行了酸洗處理,得到硫酸酸洗炭黑、硝酸酸洗炭黑和3.6N硝酸酸洗炭黑,接著對硫酸酸洗炭黑和硝酸酸洗炭黑用占炭黑質(zhì)量1.5％的硬脂酸進行了表面改性,測試了熱解炭黑、酸洗炭黑和硬脂酸改性炭黑的一些理化性質(zhì)。測試結(jié)果表明:熱解炭黑中的灰分含量高達20.46％,2N的硫酸酸洗后灰分降到了8.65％,2N和3.6N的硝

5、酸酸洗后灰分分別降到4.02％和1.16％,酸洗后炭黑中固定碳的含量接近或達到了90％,酸洗減少了炭黑中的揮發(fā)分,硬脂酸改性后酸洗炭黑揮發(fā)分增加；酸洗后炭黑的DBP吸收值和BET比表面積都有增加,硝酸酸洗的效果比硫酸酸洗的效果明顯；SEM照片看出實驗中幾種炭黑的表面都比較粗糙,由許多納米級別的微小粒子聚集成幾微米到幾十微米不等的炭黑大顆粒；熱解炭黑的表面還有許多沉積物,酸洗后表面沉積物有所減少；熱解炭黑表面不含無機氧化物；熱解炭黑表面以

6、碳氧雙鍵形式存在的碳元素的含量較低,以碳氧單鍵形式存在的碳元素含量較高,酸洗后炭黑表面以碳氧雙鍵形式存在的碳元素的含量增加,加入硬脂酸進行表面改性后,硫酸酸洗炭黑表面C-OR、C-OEt、COOR/COOH等含氧官能團的總含量增加,這與揮發(fā)分增加的測試結(jié)果是相符的；硬脂酸改性硝酸酸洗炭黑的表面含碳官能團與硝酸酸洗炭黑相比變化不大；由于物理和化學的雙重作用,硬脂酸改性酸洗炭黑表面雙鍵氧的相對含量增加；無論從表面元素(C、O、S、N、Zn)