什么是废轮胎热裂解技术?

2022-04-11

热解技术是将有机物在无氧和缺氧的状态下加热至500-1000℃,使固体废物中的有机物转化为以燃气、燃料油和碳黑为主的贮存性能源。焚烧法只能回收42%的热能,而热解法则可以带来约70%的能源回收率,燃气、燃油和碳黑产物与炼油工业产品相似,且有较高的附加值。而且,由于是缺氧分解,还原气氛可减轻废物中硫、氮、重金属等有害成分对环境的二次污染,工艺上无需昂贵的洗气装置。因此,固体废弃物的热解法受到国内外专家的普遍重视,将其用于处理废轮胎、废塑料和生物质等多种原料。

根据对热解产品的不同要求,废轮胎热解可分为油化技术、气化技术、炭化技术。以获得衍生油为主要目的称为油化技术。油化技术按照研究所采用的反应器不同可分为常压静态式、流化床式、真空静态式。油化技术是一种液化技术。废轮胎热解产生的衍生油可用于燃料或添加入石油精炼原料中。衍生油中包含丰富的化学组分,如作进一步的加工,则可以从中提炼出更有价值的产品。

废轮胎热解是将已清除杂质的轮胎置于无氧或者低氧的密封容器中加热,使其裂解为低分子化合物。其基本原理是将轮胎制品中的高聚物进行彻底的大分子裂解,使其回到低分子量状态或单体态。

按照大分子内键断裂位置的不同,可将热解分为解聚反应型、随机裂解型和中间型。解聚反应型系指轮胎受热裂解时聚合物发生解离,生成单体,主要切断了单分子之间的化学键。随机裂解型认为轮胎受热时分子内化学键的断裂是随机的,产生一定数目的碳原子和氢原子结合的分子化合物。大多数轮胎的裂解两者兼而有之,属于中间型,但在合适的温度、压力、催化剂条件下,能使其中某些特定数目链长的产物大大增加,从而获得有一定经济价值的产物,如汽油、柴油等。

热解反应主要表现为C-C键的断裂,同时伴有C-H键断裂,热效应为吸热过程。即外界必须提供大于C-C键能的能量,反应才能顺利进行。因此,早期的废轮胎热解方法均为简单的热裂解,即单纯通过加热,使废轮胎发生裂解。但这种方法存在明显的缺陷,即能耗高、效率低、选择性不强。因此人们迅速开发出在反应时通载气来加快热量和物质的传送,不但可以降低反应时间、提高效率,而且可以提高能源的利用率,相对于高温热解有着明显的优势。

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