廢輪胎回轉(zhuǎn)窯熱解特性及應(yīng)用研究.pdf

1、本文利用自行設(shè)計制造的回轉(zhuǎn)窯中試試驗裝置,對廢輪胎在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的熱解機理和中試熱解產(chǎn)物的性質(zhì)進行了全面研究,并對熱解產(chǎn)物的應(yīng)用特性和前景進行了分析;在此基礎(chǔ)上,對廢輪胎回轉(zhuǎn)窯熱解工業(yè)化示范性工程進行了系統(tǒng)優(yōu)化和工藝方案設(shè)計.熱解溫度是影響熱解產(chǎn)物分布的重要因素.隨熱解溫度升高,二次反應(yīng)的發(fā)生使得熱解油、熱解炭產(chǎn)率總體上呈下降趨勢,而熱解氣產(chǎn)率則相應(yīng)增大.550℃以上時熱解溫度對熱解炭產(chǎn)率的影響較小.當(dāng)以熱解油和熱解炭為主要預(yù)期產(chǎn)物時,50

2、0~550℃是其收率較高的溫度區(qū)間.對熱解油的理化特性、蒸餾特性、化學(xué)成分進行了全面的分析,并在此基礎(chǔ)上分析了熱解油的應(yīng)用前景.熱解油熱值高、粘度低,但密度大,而且硫含量較高.熱解油中低于200℃的輕餾分含量較高(33%~40%),其次為中間餾分(200~350℃)和重餾分(＞350℃),熱解溫度的升高使輕餾分含量明顯增加而重餾分含量下降.熱解油芳香烴含量很高(40%～60%),且隨熱解溫度的升高而增加;脂肪烴含量則隨熱解溫度升高而減少

3、.芳香烴的主要成分為輕餾分中的單環(huán)芳烴,其含量隨熱解溫度升高而增加,并且包含苯、甲苯、二甲苯、乙苯等多種重要的化工原料芳烴;多環(huán)芳烴主要是2~4環(huán)的芳烴,其中70%以上為萘族和菲族化合物,此外還包括茚、芴、芘、熒蒽等.對熱解炭的化學(xué)成分和孔隙特性等進行了分析,并對熱解炭用作燃料、活性吸附劑和炭黑的應(yīng)用性能進行了研究.在500~550℃內(nèi)熱解脫揮發(fā)分反應(yīng)基本進行完全.熱解炭熱值較高,揮發(fā)分低,而灰分和硫含量則較高,并且廢輪胎中的S元素超過

4、60%以上殘留在熱解炭中.輪胎橡膠中的炭黑是熱解炭的主要組成成分.熱解炭比表面積隨熱解溫度升高而增大,溫度高于550℃后變化不大,而其孔容積、平均孔徑、孔隙度隨熱解溫度升高都是先增大隨后減小.熱解炭具有較為發(fā)達(dá)的中、大孔,平均孔徑約50nm.將熱解炭進行酸洗處理可顯著降低其中的灰分和硫含量.在對回轉(zhuǎn)窯內(nèi)固體顆粒的運動、傳熱傳質(zhì)進行分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合對輪胎熱解反應(yīng)動力學(xué)的研究,提出了綜合廢輪胎物料流動、傳熱的回轉(zhuǎn)窯熱解模型.對回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速、