废轮胎的热解工况对废轮胎热解过程、热解产物产率及产物特性均有极大影响,研究者可以利用热解工况的改变来获得相应的热解炭、热解油和热解气。目前研究较多的废轮胎热解影响因素为热解终温、升温速率、热解压力、停留时间和催化剂等。
1、热解终温
热解终温对废轮胎热解反应的影响较为显著。热解终温的升高有利于废轮胎中的橡胶组分发生裂解从而产生更多的低分子量组分。在相同的加热速率下,热解气体和液体的产率随着温度的升高而增加持续到500°C。
2、升温速率
升温速率一样对废轮胎热解行为以及产物特性有较大影响。高升温速率可以增加气体产物的产率,气体产率的提高是由于高升温速率导致更强的热裂解作用,使热解油裂成热解气。
3、热解压力
热解压力也会对废轮胎热解产物产率与特性产生影响。在480~520°C的温度区间内,在低于10kPa的总压力下进行热解过程,典型的热解产物包括43%~47%的热解油、36%~39%的热解炭、5%~6%的热解气、1%~3%的水和10%的钢丝。真空热解得到的热解油产率高于常压热解条件下得到的热解油产率,而热解炭和气体的馏分较低。这种现象是由于在热解过程中没有或较少发生二次反应造成的。
4、停留时间
停留时间也会影响废轮胎热解产物产率与特性。随着热解中间产物停留时间的增加,热解油和热解炭的产量下降,同时热解气的产量增加。这可能是由于停留时间的延长促进了废轮胎热解油二次热解产生更多的气体产物。另外,延长热解炭和热解中间产物的接触时间会降低热解炭的产率。
5、催化剂
催化剂对废轮胎的热解产物产率与产物特性有极大影响。催化剂主要用于提高气体和氢气产量,并提高所产天然气的热值,以降低能耗,降低焦油产量和团聚。此外,催化剂加速了反应速度,降低了反应温度,并调整了所产生气体的成分。