廢輪胎回轉(zhuǎn)窯熱解油的應(yīng)用研究_圖文

1、浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文廢輪胎回轉(zhuǎn)窯熱解油的應(yīng)用研究姓名：裴宜星申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：工程熱物理指導(dǎo)教師：嚴(yán)建華;王飛20060101浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要回轉(zhuǎn)窯熱解廢輪胎制取熱解油、熱解炭和熱解燃?xì)獾墓に?，以其較高的能源回收率和較低的二次污染引起了廣泛關(guān)注。本文以中試回轉(zhuǎn)窯熱解的主要產(chǎn)物之熱解油為研究對(duì)象，主要考察熱解油整體作為燃料利用和熱解油重質(zhì)餾分作為焦炭原料的可行性。本文首先采用熱重一紅外聯(lián)用分析儀（）分別考察了輪胎熱解油和柴油在空氣氣氛和氮?dú)鈿夥障赂髯缘臒峤庑袨?。利用非等溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)方法分析了輪胎熱解油和柴油的失重特性，并用積分法對(duì)輪胎熱解油的燃燒過(guò)程進(jìn)行燃燒動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算。針對(duì)的檢

2、測(cè)數(shù)據(jù)，利用差譜分析法對(duì)輪胎熱解油的燃燒和熱解的氣體產(chǎn)物進(jìn)行了定性研究。然后對(duì)輪胎熱解油開(kāi)展了爐內(nèi)燃燒試驗(yàn)，對(duì)其燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行了測(cè)量、分析，并與柴油進(jìn)行了比較。采用羅斯蒙特?zé)煔膺B續(xù)檢測(cè)系統(tǒng)（）測(cè)量煙氣中和的濃度，并與相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較。采用氣相色譜法對(duì)熱解油燃燒煙氣中的多環(huán)芳烴（）進(jìn)行測(cè)量。運(yùn)用改進(jìn)的多波長(zhǎng)消光法測(cè)量了煙氣中碳黑的濃度，并分析了影響碳黑生成的各種因素。輪胎熱解油的重質(zhì)餾分（），主要是由芳烴組成。開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的延遲焦化試驗(yàn)并對(duì)所得到的熱解油焦品質(zhì)進(jìn)行了全面的評(píng)估。通過(guò)對(duì)熱解油焦的工業(yè)分析、元素分析、能譜分析及分析，比較了熱解油焦與商用石油焦的品質(zhì)。關(guān)鍵詞；廢輪胎；回

3、轉(zhuǎn)窯；熱解油；熱重；多環(huán)芳烴；熱解油焦浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文嬲），（）（），丑塑堊查蘭堡主蘭竺絲蘭：；（）；學(xué)號(hào)：獨(dú)創(chuàng)性聲明奉人聲明所交的二仃論文址小人億導(dǎo)師指導(dǎo)卜進(jìn)的研究：作肢取矧的究成糶。拋我所知除了文特別以杯注和斂謝的地力外論文中小包含戈已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得逝至三盤(pán)鱟或其他敦向機(jī)陽(yáng)的學(xué)仉或讓協(xié)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)奪研究所做的仔何殼獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。學(xué)位論義作著簽名：物凄簽字只期：塒多年月學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解盤(pán)姿盤(pán)堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，仃樅保留向幽家仃天部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許論文破告

4、閱和借閱。本人授權(quán)塹姿筮鱟可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有天數(shù)掘庫(kù)遜榆索，可以采用影印，縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū)）學(xué)位論文作旨簽名：嚷在易簽乒朗：渺年，月夠警仃論文作蕾畢業(yè)后去向：導(dǎo)師簽名：簽字期：浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，特別是汽車(chē)行業(yè)的迅速崛起，人們對(duì)輪胎制品的需求量不斷增加。世界上輪胎年產(chǎn)量高達(dá)萬(wàn)噸（歐洲婦、美國(guó)×、日本、中國(guó)），報(bào)廢率為。據(jù)統(tǒng)計(jì)，年我國(guó)廢輪胎產(chǎn)量達(dá)萬(wàn)條，而且這個(gè)數(shù)字仍在迅速增長(zhǎng)。廢輪胎屬于熱固性聚合物材料，在自然條件下很難降解，若棄于地表或埋于地下幾十年都不會(huì)腐爛變質(zhì)。整條

5、廢輪胎堆積在一起還會(huì)滋生蚊蟲(chóng)，不但損害居民健康，而且易引起火災(zāi)。然而，若對(duì)廢輪胎進(jìn)行回收利用，則不僅可以緩解其對(duì)環(huán)境的壓力，降低污染，更可實(shí)現(xiàn)資源再生，從而帶來(lái)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境雙重利益。廢輪胎的熱解及熱解產(chǎn)物分析隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)廢輪胎回收利用的深入研究，通過(guò)熱解技術(shù)從廢輪胎中回收燃料和化學(xué)原料的研究受到了人們的極大關(guān)注。熱解技術(shù)是將有機(jī)物在無(wú)氧或缺氧的狀態(tài)下加熱至，使固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為以燃?xì)?、燃料油和熱解炭為主的貯存性能源。熱解法的能源回收率約為，而且燃?xì)猓剂嫌秃蜔峤馓慨a(chǎn)物與煉油工業(yè)產(chǎn)品相似，具有較高的附加值。由于是缺氧分解，還原氣氛可減輕廢物中硫、氮、重金屬等有害成分對(duì)環(huán)境的二次污染，工藝上無(wú)

6、需昂貴的洗氣裝置。因此，固體廢棄物的熱解法受到國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家的普遍重視，將其用于處理廢輪胎、廢塑料和生物質(zhì)等多種原料，。廢輪胎熱解技術(shù)隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)廢輪胎熱解技術(shù)研究的深入，目前這一技術(shù)已逐漸從批量、小型試驗(yàn)階段逐漸進(jìn)入連續(xù)式、中試研究階段，部分的還實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化示范生產(chǎn)和商業(yè)化運(yùn)行。在廢輪胎的中試熱解研究領(lǐng)域中，代表性的工藝包括：日本、意大利研究中心等的回轉(zhuǎn)窯工藝，加拿大大學(xué)（等）開(kāi)發(fā)的真空移動(dòng)床工藝，比利時(shí)大學(xué)（和）的兩段移動(dòng)床工藝，加拿大公司的連續(xù)燒蝕床工藝和德國(guó)漢堡大學(xué)（等）的流化床熱解工藝等。這幾種熱解工藝相比較，回轉(zhuǎn)窯是國(guó)際上較為廣泛采用的一種熱解爐型。較之其他工藝，回轉(zhuǎn)窯熱解工藝的優(yōu)點(diǎn)在

7、于進(jìn)料尺寸適應(yīng)性強(qiáng)，而且窯體的回轉(zhuǎn)使得物料達(dá)到較好的混合，從而使熱解炭性質(zhì)均勻。其缺點(diǎn)在于反應(yīng)器內(nèi)的空間較大，使得氣相停留時(shí)間較長(zhǎng)，的產(chǎn)物平衡為熱解油，熱解炭，熱解氣。如果采用氮?dú)獯祾呋蛘咴谝欢ㄕ婵斩认逻\(yùn)行，還可進(jìn)一步提高熱解油的收率?；剞D(zhuǎn)窯熱解流程有外熱式（間接加熱）和內(nèi)熱式（直接接觸加熱）之分。外熱式熱解工藝較為復(fù)雜，但生產(chǎn)的熱解油產(chǎn)率大、熱值高，而且熱解炭的品質(zhì)也好，燃?xì)馐熘狄草^高，可直接應(yīng)用于工業(yè)燃燒裝置或與其他高熱值燃?xì)饣旌虾竺裼?。而且外熱式熱解的污染排放比?nèi)熱式熱解更低。因此，目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的回轉(zhuǎn)窯熱解工藝多為外熱式。廢輪胎熱解炭的研究在廢輪胎熱解固體炭產(chǎn)物研究方面指出廢輪胎熱解炭

8、的兩個(gè)用途：第一，從熱解炭中提煉出炭黑，重新作為輪胎生產(chǎn)的炭黑源，或?qū)⑵渥鳛榇蛴∧脑?；第二，?duì)熱解炭進(jìn)行部分氣似活化，轉(zhuǎn)化成活性炭，并使面積達(dá)到以上，可用于垃圾焚燒廠或火力發(fā)電廠排放煙氣的污染治理（如二惡英和重金屬的吸附劑）或城市污水處理等。大學(xué)小組在熱解炭利用方面研究也十分獨(dú)到【】。等人得出熱解炭經(jīng)過(guò)酸洗處理后面積為，吸油值為，而不同品質(zhì)商業(yè)炭黑（、和）的和分別為和，考慮到熱解炭應(yīng)該是輪胎中所有種類(lèi)補(bǔ)強(qiáng)炭黑的混合物，說(shuō)明熱解過(guò)程前后炭黑結(jié)構(gòu)變化十分小。因此，熱解炭可以替代一些低質(zhì)商業(yè)炭黑（和），用作輸送帶或靴子等膠品補(bǔ)強(qiáng)劑。此外，等人嘲還對(duì)熱解炭黑用作筑路瀝青填料進(jìn)行了研究，并取得了較好

9、的效果?？傊?，廢輪胎熱解制取炭黑完全沒(méi)有制取活性炭研究活躍，這在一定程度上和炭黑生產(chǎn)過(guò)程對(duì)反應(yīng)條件十分苛刻有關(guān)小組研究貢獻(xiàn)之一就是系統(tǒng)地完善了熱解炭的電鏡分析、電子能譜、一射線衍射和核磁共振等分析數(shù)據(jù)庫(kù)哪】，并據(jù)此建立了熱解炭品質(zhì)的評(píng)估方法。此外，一些傳統(tǒng)方法如灰成分、元素成分、面積、吸附和親水性等分析也作為輔助手段。研究表明，真空條件下熱解炭要優(yōu)于一般固定床條件下熱解炭，因?yàn)橥ㄟ^(guò)采用真空熱解方法，減少了熱解揮發(fā)相產(chǎn)物停留時(shí)間從而削弱了二次過(guò)裂解反應(yīng)。此外，在真空條件下，固體炭產(chǎn)物表面焦油的沉積和吸附會(huì)非常少，因此，熱解炭中揮發(fā)分也不會(huì)太高，從而提高了炭的品質(zhì)。但是即便如此，熱解炭的品質(zhì)比之商

10、業(yè)炭黑還有較大的不足，具體表現(xiàn)為熱解炭中高灰分含量、高硫分含量以及若親水性等?？紤]到近年來(lái)活性炭在廢水和廢氣治理工程中的應(yīng)用前景，一些學(xué)者開(kāi)展了廢輪胎熱解炭轉(zhuǎn)化成活性炭的基礎(chǔ)研究，其中具有代表性的是、兩】以及】等學(xué)者的研究，三者的熱解炭都是來(lái)自批量固定床反應(yīng)器。不同的是，等人探討了輪胎熱解炭的氣（活）化過(guò)程，等人研究則是熟解炭的氣（活）化過(guò)程，而等人卻討論了廢輪胎“直接”氣化生產(chǎn)活性炭的結(jié)果。針對(duì)固定床、回轉(zhuǎn)窯、燒蝕床和流化床等不同反應(yīng)器的熱解炭，和、閽、等人分別就其活化特性展開(kāi)了總結(jié)性研究，這些研究表明，廢輪胎熱解炭氣化前的面積在以上，優(yōu)質(zhì)的也不過(guò)左右。綜合目前國(guó)外研究趨勢(shì)，從廢輪胎中制取活

11、性炭研究將是廢輪胎熱解中最具前景的方向之一。國(guó)內(nèi)在這方面的研究還不是很多。浙江大學(xué)熱能工程研究所的研究人員在這方面做了許多基礎(chǔ)性工作，對(duì)輪胎熱解制取活性炭進(jìn)行了有益的嘗試。在這方面的研究中，文世恩碩士、張志霄博士和徐文勝碩士等都做出了很大貢獻(xiàn)【。從他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，活化后熱解炭的比表面積與活性炭還有很大的差距，最大時(shí)也只有，并且燒蝕率很大，中孔居多，微孔相對(duì)較少。廢輪胎熱解氣的研究、】”、咖姆和耐嘞以及鈿等人在熱解氣體產(chǎn)物特性的研究方面都曾涉及氣體產(chǎn)物的成分和性質(zhì)，但由于熱解氣體產(chǎn)量不僅少（）。而且氣體產(chǎn)物品質(zhì)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熱解油和炭的品質(zhì)，專(zhuān)門(mén)對(duì)氣體產(chǎn)物特性進(jìn)行的研究十分少。在有限的研究中，和

12、的研究較為系統(tǒng)，參考價(jià)值也最大，其研究中將（熱導(dǎo)檢測(cè)器）和（火焰離子檢測(cè)器）結(jié)合起來(lái)，利用前者分析燃?xì)庵小⒒?、和，而后者則主要分析大分子氣體烴王、地、出和】臣等。廢輪胎熱解油的研究綜述熱解油的產(chǎn)率分析為了進(jìn)一步探討熱解條件優(yōu)化和產(chǎn)物特性，實(shí)驗(yàn)室規(guī)模“批量”熱解研究得到了廣泛開(kāi)展。最具代表性的是大學(xué)教授和合作者們的研究嘶”。其較為詳細(xì)地研究了、和的三種尺度固定床批量熱解工藝，討論了熱解終溫、加熱速率和氮?dú)獯祾邔?duì)熱解產(chǎn)物分布的影響。和“等人認(rèn)為，溫度是決定熱解產(chǎn)物收率的最大因素，肯定了區(qū)段應(yīng)該是可實(shí)現(xiàn)最有效熱解的溫度區(qū)間；其次，加熱速率對(duì)熱解油的收率影響不大，這與其他學(xué)者在生物質(zhì)熱解油方面的結(jié)論是

13、截然不同的”。這是因?yàn)閺U輪胎是一種化工配方產(chǎn)品，其熱解產(chǎn)物直接取決于原料中膠體和炭黑等配方成分，所以加熱速率影響較弱。浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文等人“”還強(qiáng)調(diào)了氮?dú)獯祾邔?duì)產(chǎn)物分布的有益影響，因?yàn)椴捎玫獨(dú)獯祾叽蟠鬁p少了揮發(fā)相產(chǎn)物在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，抑制了揮發(fā)相產(chǎn)物的二次裂解反應(yīng)，從而大大提高了熱解油收率。與和等人的研究思路相反，和在廢輪胎熱解反應(yīng)器后又設(shè)計(jì)了使揮發(fā)產(chǎn)物在范圍內(nèi)進(jìn)行二次過(guò)裂解反應(yīng)（）的區(qū)段，以生成苯，甲苯和二甲苯等苯系化合物（），其中苯含量最高可達(dá)、甲苯、二甲苯、苯乙烯。漢堡大學(xué)，瑚發(fā)展流化床工藝，用來(lái)熱解破碎后廢輪胎以回收等苯化合物，在溫度情況下熱解油中含有甲苯、甲苯和苯乙烯。遺憾的

14、是，充分二次過(guò)裂解反應(yīng)急劇減少了高經(jīng)濟(jì)價(jià)值產(chǎn)物一芋烯的含量。同時(shí)，還對(duì)油中的進(jìn)行了測(cè)定，得到萘、芴、菲和芘含量為、和。表町為國(guó)內(nèi)外的研究者在類(lèi)似的熱解溫度區(qū)間內(nèi)，不同的熱解裝置下得到的熱解油收率的對(duì)照。從其不同熱解溫度下的結(jié)果來(lái)看，較高的熱解溫度使得熱解油的產(chǎn)率發(fā)生下降。表各種中試熱解裝置的熱解油產(chǎn)率比較生試?yán)邂苎b置廈廛溫度（篁】熱縫油芒室（堅(jiān)：豎）漢堡大學(xué)流化床（時(shí)眥）整堡縫焦鏖曼絲！墮型箜！§?。?！真空移動(dòng)床（料床）固定床（帶有氮?dú)獯祾撸┛?，鋤，黧熱解油的品質(zhì)分析及其合作者在熱解油的分析方面的貢獻(xiàn)很大，他們非常系統(tǒng)地分析了廢輪胎熱解油的燃料特性，并和商用柴油進(jìn)行了比較眥刎，其研究

15、不僅討論了熱解油的元素成分、熱值、粘度、密度、重度、閃點(diǎn)和沸點(diǎn)等基礎(chǔ)物性，還對(duì)熱解油浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文中多環(huán)芳烴及含硫多環(huán)芳烴的含量進(jìn)行了討論喃”。他們認(rèn)為，適當(dāng)?shù)拇祾呖捎行У匾种茻峤庥椭猩桑ǎ鴮?duì)于不采用。吹掃的批量系統(tǒng)，高達(dá)，較高含量也為熱解油代替柴油的可行性增加了一定困難。徹均和等人還開(kāi)展了含氮多環(huán)芳烴的研究（）陬朗。在國(guó)內(nèi)關(guān)于廢輪胎熱解油的研究主要是浙江大學(xué)熱能工程研究所佇鯽對(duì)回轉(zhuǎn)窯廢輪胎熱解油的特性和用途進(jìn)行了詳細(xì)的分析。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，回轉(zhuǎn)窯熱解油的品質(zhì)較輕，熱解油中含有大量的芳香烴物質(zhì)，烯烴和極性物也存在。而對(duì)熱解石腦油的進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，熱解石腦油的產(chǎn)率隨熱解溫度升高而增加，

16、在有最大值，至有所下降。熱解石腦油的芳香烴很強(qiáng)，且芳烴含量隨熱解溫度的升高而增加。在初次熱解已完成的，熱解石腦油中芳烴含量已達(dá)到近。熱解石腦油中某些單環(huán)芳烴具有很高含量，三苯芳烴的總含量達(dá)到以上。因此，他們提出可將熱解石腦油作為芳烴的原料，采用與裂解汽油制備芳烴同樣的工藝進(jìn)行加工。輪胎熱解油中的揮發(fā)性烴類(lèi)對(duì)于輪胎熱解油的研究，也有關(guān)于熟解油中高含量單個(gè)化學(xué)成分的報(bào)道。如等人哺用小規(guī)模氮?dú)鉀_掃固定床反應(yīng)器，下在輪胎熱解油中得到的甲苯，的二甲苯苯乙烯和苧烯。熱解溫度的提高使苧烯產(chǎn)量下降而苯、二甲苯和苯乙烯產(chǎn)量增加。等人用給料速率為的真空熱解反應(yīng)器熱解廢輪胎，熱解油中石腦油餾分中苯族同系物含量為苯、

17、甲苯鈿、二甲苯、苧烯，相對(duì)應(yīng)的熱解油中的含量分別為、嘰、嘰。他們還發(fā)現(xiàn)把真空熱解反應(yīng)器的爐邊溫度由增至使苯、甲苯和二甲苯產(chǎn)量增加而苧烯產(chǎn)量下降。和”也指出由于過(guò)熱解段熱解蒸汽的裂解反應(yīng)，揮發(fā)性烴的含量會(huì)增加。以他們所報(bào)道的最大產(chǎn)量為例：苯嘰、甲苯、二甲苯、苯乙烯。等人也對(duì)固定批量熱解系統(tǒng)得到的熱解油中含量相當(dāng)高的苯、甲苯、二甲苯和苯乙烯作過(guò)報(bào)道，并指出其含量受溫度影響。和用流化床反應(yīng)器在熱解廢輪胎，所得揮發(fā)性芳香烴的含量相當(dāng)高。比如，下流化床對(duì)輪胎碎片的熱解產(chǎn)出的油中僅通過(guò)痕量濃度就檢測(cè)出約的甲苯、的二甲苯、的苯乙烯。輪胎熱解油中高含量的揮發(fā)性烴類(lèi)是一種潛在的高價(jià)值產(chǎn)品，可能抵去輪胎處理的費(fèi)用

18、。比如說(shuō)，二甲苯就是一種主要工業(yè)化學(xué)品而且在塑料工業(yè)上很有用途。一二甲苯可用來(lái)制造酞酐，一種增塑劑、染料和色素原料，甲苯的衍生物在聚酯樹(shù)脂和纖維工業(yè)上都有應(yīng)用，甲苯的衍生物可用于制造聚酯纖維。二甲苯作浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文為化學(xué)原料有廣泛應(yīng)用，如用來(lái)制造殺蟲(chóng)劑，染料、表面活性劑和溶劑。苯乙烯是塑性材料最重要的原料成分之一，還可用來(lái)制造合成橡膠和其它聚合物。另外，茚也有其特殊的技術(shù)重要性，可用來(lái)生產(chǎn)有廣泛用途的氧茚樹(shù)脂。氧茚樹(shù)脂可用來(lái)制造吸附劑，作為商用橡膠生中的強(qiáng)化劑和增粘劑，在涂料生產(chǎn)中也有用途。但價(jià)值最高的還是輪胎熱解油中的芋烯。芋烯可用作工業(yè)溶劑、樹(shù)脂和吸附劑的配方，也可用作色素分散劑。還

19、可以作為芳香劑和調(diào)味劑的原料。它被廣泛用在水基脫脂、各種天然檸檬香味的清潔劑、洗手劑，還可以替代含氟氯烴溶劑來(lái)清洗電路板。組成輪胎的除硫化橡膠外，還有涂膠的強(qiáng)化織索、鋼條、織物帶及鋼絲強(qiáng)化珠。使用的橡膠包括苯乙烯一丁二烯共聚物（）、天然橡膠（聚異戊二烯）、丁腈橡膠、氯丁二烯橡膠和聚丁二烯橡膠。苧烯是熱解橡膠的主要產(chǎn)物之一，對(duì)其生成機(jī)理也有過(guò)探討。比如，“等人用熟解燃?xì)馍V儀在下分析熱解天然橡膠得到的產(chǎn)物油。他們發(fā)現(xiàn)主要產(chǎn)物是橡膠基質(zhì)單體和二聚戊烯二聚物（芋烯）以及有相當(dāng)含量的六聚物及其以下的低聚物。他們指出橡膠基質(zhì)單體的生成機(jī)理是通過(guò)聚合鏈的解擴(kuò)散，而二聚戊烯聚物的生成機(jī)理則是由這種分裂后的分

20、子間環(huán)化反應(yīng)、或通過(guò)單體間的反應(yīng)。讎嘲等人用分析了天然橡膠的熱解。他們發(fā)現(xiàn)氮?dú)猸h(huán)境下，開(kāi)始裂解，有一失重極大值。他們認(rèn)為其遵從的反應(yīng)機(jī)理為聚合鏈裂解生成基，從而繼續(xù)生成異戊二烯、芋烯和其他較小的化合物?！镜热顺霸诘暮猸h(huán)境下熱解天然橡膠，確認(rèn)的主要熱解產(chǎn)物為異戊二烯和芋烯。還有寬組分的其他產(chǎn)物，包括甲烷和烯烴氣體、甲苯、二甲苯、辛烯和直到池的烴類(lèi)。他們也總結(jié)出和等人的相似的反應(yīng)機(jī)理，即異戊二烯和芋烯通過(guò)聚合鏈裂解生成，另外的次要組分是通過(guò)有或無(wú)分子間氫轉(zhuǎn)換的鏈擴(kuò)散生成。等人還指出其他熱解產(chǎn)物可以通過(guò)異戊二烯和二聚戊烯的熱分解得到解釋。等人用分析了的氮?dú)猸h(huán)境下聚丁烯橡膠的熱解產(chǎn)物。他們發(fā)現(xiàn)聚丁二

21、烯橡膠的熱分解分兩階段進(jìn)行，失重率的極大值分別出現(xiàn)在和，此溫度值與加熱速率和樣品大小有關(guān)。對(duì)失重第一階段的產(chǎn)物分析表明主要的熱解產(chǎn)物是通過(guò)解聚反應(yīng)生成的丁二烯和芋烯。未經(jīng)解聚的物質(zhì)則發(fā)生環(huán)化或交聯(lián)反應(yīng)生成殘余物，在第二階段裂解。第二階段的熱解產(chǎn)物是各種烴類(lèi)的復(fù)雜混合物。在以上，作為苧烯分解產(chǎn)物的揮發(fā)性烴類(lèi)在熱解油中的含量下降。而生成的增加正是出現(xiàn)在此溫度范圍內(nèi)。因此單環(huán)芳香烴的減少可能是發(fā)生了生成的型芳香化反應(yīng)的結(jié)果。熱解油的應(yīng)用分析小組在廢輪胎熱解產(chǎn)物利用前景和品質(zhì)評(píng)估方面所做出的開(kāi)拓性工作是迄今為止最為系統(tǒng)的【，）。在油利用方面，等人不僅從熱值、黏度、重度、灰分和炭含量等基礎(chǔ)物性上探討了熱

22、解油作為燃料油的可行性，而且也根據(jù)不同流程范圍開(kāi)展了從熱解油中提取高價(jià)值原料、芋烯和芳香油的研究。研究表明，經(jīng)過(guò)離心和過(guò)濾處理后熱解油既可以單獨(dú)也可與重柴油混合作為燃料使用。根據(jù)熱解油餾程范圍，從低沸點(diǎn)石腦油餾分中（沸點(diǎn)也）不僅可提煉出高價(jià)值的芋烯，還可以得到部分苯系化合物。沸點(diǎn)在餾分可用作橡膠生產(chǎn)中起增塑作用的操作油，試驗(yàn)表明，該餾分具有和型芳香油十分接近的機(jī)械和潤(rùn)滑性能，是一種優(yōu)質(zhì)增塑劑。對(duì)于高沸點(diǎn)渣油（沸點(diǎn)）可以用于煉焦工藝，也可以作為筑路瀝青使用?？傊?，根據(jù)不同流程把熱解油作為石油化工原料使用，其市場(chǎng)價(jià)值要和作為燃料油使用相比將大大提高。和以伴有氮?dú)獯祾叩墓潭ù才繜峤廨喬?，通過(guò)比較分

23、析發(fā)現(xiàn)，熱解油約的熱值與輕燃料油接近，作為燃料利用有一定潛力，在分子量分布上介于輕質(zhì)和中質(zhì)燃料油之間。熱解油具有較高熱值的特性，適合作為燃料利用這一點(diǎn)在許多學(xué)者的研究中都有發(fā)現(xiàn)，如收集的輕油和重油的熱值分別為和。】等人在下得到的熱解油的熱值在之間變化不大。他們還曾做過(guò)熱解油的蒸餾試驗(yàn)，并與商業(yè)柴油的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)照。發(fā)現(xiàn)與柴油相比，熱解油中含有更多的輕質(zhì)和重質(zhì)組分，而中質(zhì)組分含量相對(duì)偏低。等人還對(duì)重質(zhì)餾分（）進(jìn)一步減壓蒸餾得到的熱解瀝青（姍餾分）進(jìn)行了分析。主要考察了熱解瀝青的物化特性、熱穩(wěn)定性和流變學(xué)特性。與石油瀝青相比，熱解瀝青具有較高的滲透性、較低的軟化點(diǎn)和較低的動(dòng)力粘度，但其熱穩(wěn)定性較差

24、。本文的主要研究?jī)?nèi)容本文的研究對(duì)象為廢輪胎熱解反應(yīng)的產(chǎn)物之一熱解油。目前，國(guó)內(nèi)在針對(duì)輪胎熱解油的研究大都只局限在其產(chǎn)率、硫含量、元素分析和官能團(tuán)組成等基本特性的分析，對(duì)熱解油的應(yīng)用也僅局限在理論的推測(cè)上，缺乏試驗(yàn)上的證明。而國(guó)外研究者關(guān)于這方面的研究所基于的熱解反應(yīng)器和反應(yīng)條件與本文的回轉(zhuǎn)窯熱解有一定的差別，因而熱解油的品質(zhì)不盡相同。在此前的回轉(zhuǎn)窯熱解的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模研究中，本課題組的李?lèi)?ài)民，李水清等曾對(duì)熱解油的元素組成，族分組成和含量做過(guò)分析。而高雅麗，張志霄等對(duì)廢輪胎回轉(zhuǎn)窯中試熱解油，從元素組成，餾分組成、族分組成等方面對(duì)其品質(zhì)進(jìn)行了考察，并針對(duì)蒸餾切割后的不同餾分，詳細(xì)分析了其化學(xué)組成。在此

25、前工作的基礎(chǔ)上，本文力求通過(guò)試驗(yàn)來(lái)分析、驗(yàn)證廢輪胎熱解油的應(yīng)用，以期對(duì)熱解工藝的工業(yè)化提供重要的參考。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括：采用熱重一紅外聯(lián)用（柵）分析儀考察在氮?dú)鈿夥蘸涂諝鈿夥障?，不同熱解溫度下熱解油的熱解行為和燃燒特性，升溫速率分別為、。使用非等溫?zé)嶂胤椒ǚ治鰪U輪胎熱解油的失重和燃燒特性，求解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算熱解的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。用傅立葉變換紅外光譜儀同步分析比較熱解過(guò)程中柴油與輪胎熱解油的熱解析出物的紅外活性。為了考察輪胎熱解油整體作為燃料利用的可行性，我們有必要對(duì)其燃燒產(chǎn)生的二次污染問(wèn)題進(jìn)行具體的討論。采用作者自行設(shè)計(jì)的小型臥式燃燒爐進(jìn)行輪胎熱解油爐內(nèi)燃燒試驗(yàn)，對(duì)其產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行污染

26、物的測(cè)量，包括二氧化硫的測(cè)量、氮氧化物的測(cè)量及多環(huán)芳烴的測(cè)量。二氧化硫、氮氧化物采用羅斯蒙特?zé)煔膺B續(xù)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)；多環(huán)芳烴的檢測(cè)包括采樣、制樣和測(cè)量這三個(gè)關(guān)鍵步驟，其測(cè)量方法采用的是氣相色譜法。對(duì)輪胎熱解油爐內(nèi)燃燒試驗(yàn)所產(chǎn)生的碳黑濃度進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)柴油和不同熱解溫度的熱解油燃燒所產(chǎn)生的碳黑濃度進(jìn)行比較，對(duì)輪胎熱解油作為燃料做出大致評(píng)定。對(duì)輪胎熱解油重質(zhì)餾分（）進(jìn)行延遲焦化試驗(yàn)，對(duì)得到的熱解油焦進(jìn)行一系列的性質(zhì)評(píng)估試驗(yàn)（包括元素分析、能譜分析、電鏡掃描、分析等），并與商用石油焦進(jìn)行比較，考察輪胎熱解油重質(zhì)餾分作為焦炭工業(yè)原料的可行性。壘盍塞籃；【】李水清，姚強(qiáng)，池涌，嚴(yán)建華廢輪胎小型和中試規(guī)

27、模熱解研究的實(shí)驗(yàn)方法【】燃燒科學(xué)與技術(shù)，（）【】李水清固體廢物熱解制取潔凈燃料和化學(xué)原料的基礎(chǔ)研究田杭州；浙江大學(xué)機(jī)械與能源學(xué)院【】北方技術(shù)網(wǎng)相關(guān)嘲頁(yè)，【】，】，：，瞼，【】【】，浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文【】，培，：【】，。，（），（），【，【】，：【】唧，：【，】，撇：【】，陰，：【，咄】，：【】，們，：【】，【】，：【】，【】，：【，：【】，（）：【】，【】，：【】文世恩廢輪胎回轉(zhuǎn)窯熱解炭特性分析及活化實(shí)驗(yàn)【】杭州：浙江大學(xué)，【】徐文勝?gòu)U輪胎回轉(zhuǎn)窯熱解氣特性和熱解炭的活化試驗(yàn)研究【】杭州：浙江大學(xué)，【】，：【】，：【】，：，瓦，（），浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文【】。，【】。，：【】，【】，：【】，：

28、，（），高雅麗回轉(zhuǎn)窯廢輪胎熱解油的特性和用途分析及熱解模型研究【杭州：浙江大學(xué)，】，：】，：【】，協(xié)雒，：【】，：蛐衄刪，：【】，：，：】，。（）：【】，。：】張志霄廢輪胎回轉(zhuǎn)窯熱解特性及應(yīng)用研究】杭州：浙江大學(xué)?！尽?，。，（，礎(chǔ)）】，：【】，。：咖證，：】，學(xué)，：【】浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文，；【】，：，：【，塒衄），【】，九。，：】皿丸，（）：浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章廢輪胎回轉(zhuǎn)窯中試熱解油的特性分析引言近年來(lái)，廢輪胎的熱解研究逐步從工藝研究、運(yùn)行工況的優(yōu)化向熱解產(chǎn)物分析利用的方向轉(zhuǎn)變。原因在于研究者們普遍意識(shí)到，隨著熱解技術(shù)本身的發(fā)展完善，如何充分利用熱解產(chǎn)物已經(jīng)成為工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)環(huán)節(jié)中最關(guān)鍵

29、的問(wèn)題，對(duì)熱解技術(shù)的工業(yè)化具有重要影響。而且，產(chǎn)物品質(zhì)和進(jìn)一步加工利用方案的確定反過(guò)來(lái)將決定工業(yè)化應(yīng)用當(dāng)中的工況選擇。因此，針對(duì)熱解產(chǎn)物應(yīng)用的研究具有重要的意義。對(duì)于熱解產(chǎn)物之一的熱解油的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了一些研究。熱解油的分析和應(yīng)用一般可以分為兩個(gè)方面：整體利用和蒸餾后按不同餾分利用。最簡(jiǎn)單的方法是將熱解油直接作為燃料使用。對(duì)在，壓力小于下得到的廢輪胎真空熱解油進(jìn)行分析，并指出熱解油約的熱值遠(yuǎn)高于煙煤和木炭，可以作為燃料油用于工業(yè)鍋爐或者電站鍋爐等。熱解油較低的灰分（）、硫含量（）和殘?zhí)恐担ǎ┒际瞧渥鳛闋t用燃料油的有利因素。他們還將熱解油與肼重柴油的指標(biāo)進(jìn)行了比較，指出熱解油經(jīng)過(guò)傾析、離心

30、和過(guò)濾后，可以單獨(dú)或者與其他燃料摻混作為重柴油使用，熱解油低粘度的特性可以改善燃料的霧化效果，有利其燃燼。和以伴有氮?dú)獯祾叩墓潭ù才繜峤廨喬?，通過(guò)比較分析發(fā)現(xiàn)，熱解油約的熱值與輕燃料油接近，作為燃料利用有一定潛力，在分子量分布上介于輕質(zhì)和中質(zhì)燃料油之間。熱解油具有較高熱值的特性，適合作為燃料利用這一點(diǎn)在許多學(xué)者的研究中都有發(fā)現(xiàn)，如收集的輕油和重油的熱值分別為和，等人在下得到的熱解油的熱值在之問(wèn)變化。對(duì)于廢輪胎熱解油燃燒的研究通常從動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)入手來(lái)解釋其過(guò)程的發(fā)展。從應(yīng)用角度看，動(dòng)力學(xué)計(jì)算的目的是為了獲得相對(duì)簡(jiǎn)單的模型，它將可以用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)和實(shí)際操作運(yùn)行；而且一些機(jī)理性的變化過(guò)程將以表觀動(dòng)力學(xué)

31、的方式表現(xiàn)出來(lái)，熱分析則為反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究提供了一般的分析手段。當(dāng)利用紅外光譜吸收儀對(duì)燃燒和熱解產(chǎn)物變化過(guò)程進(jìn)行分析時(shí)，則對(duì)整個(gè)物樣的化學(xué)反應(yīng)情況有全程的監(jiān)控，從而為熱解機(jī)理的推斷做出充分的準(zhǔn)備。然而，有關(guān)熱解油的熱解動(dòng)力學(xué)分析，認(rèn)識(shí)的還不是很充分。本章采用熱重一紅外聯(lián)用分析儀考察了不同熱解溫度所得的熱解油的著火特性、燃燼特性和熱解特性。為了對(duì)其特性產(chǎn)生更直觀的認(rèn)識(shí)，還與柴油進(jìn)行了比較。浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文試驗(yàn)樣品與方法試驗(yàn)樣品的特性分析樣品的物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)理解和分析熱解過(guò)程是必不可少的。試驗(yàn)用熱解油樣品，均為浙江大學(xué)自行開(kāi)發(fā)的中試回轉(zhuǎn)窯熱解系統(tǒng)熱解輪胎所得熱解油。試驗(yàn)用柴油為中石化杭州分公司提供的柴油。表給出了這幾種試樣的分析數(shù)據(jù)表輪胎熱解油與柴油的工業(yè)分析低位發(fā)熱量密度粘度（）閃點(diǎn)硫分水分（，曲（悄加）（）（）（）（）輪胎熱解油柴油。試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)方法）試驗(yàn)儀器試驗(yàn)用的熱重一差熱分析儀為瑞士梅特勒一托利多（）公司生產(chǎn)的，光譜儀為美國(guó)公司生產(chǎn)的型傅立葉（）變換紅外光譜儀。）試驗(yàn)方法為了獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)前進(jìn)行熱分析儀