目前废旧橡胶再利用的途径主要有橡胶翻新、直接利用、热分解、生产再生橡胶、生产硫化橡胶粉以及热能利用。目前,对废旧橡胶颗粒大小和程序升温对热解产油和产气的影响的实验研究较少,致使工业化设计缺少相应的设计数据。因此,本研究对橡胶粒径、程序控制升温等对热解油气产率的影响进行了探讨,以期为废旧橡胶回收利用生产工艺提供科学依据。
将热解反应釜由常温逐渐升高到800℃时,废旧橡胶在热解反应器中经过热解反应产生热裂化油气,高温热解区反应产生的气体通过输出管道送入冷凝器,油气经过冷凝器后液化并流入储油罐中,高温可燃气体则进入气体收集器。气体收集器中的气体经过除尘后,运用醇胺吸收法进行脱硫,尾气在吸收塔内与自上而下的吸收剂逆流接触后,净化气从塔顶排出。富液经解吸塔再生后循环利用,从再生塔顶引出的酸性气经冷凝分液后去硫回收。
升温速度热解反应影响显著。这主要原因是介质的扩散和热量的传递需要一定时间,随着升温速度的提高,同一样品不同升温速度的每一段失重率基本相同,但升温速度升高就会使得低温段反应活化能和频率因子降低。随着升温速度的增大,废旧橡胶颗粒的热解特征温度和最大热解速率都明显提高。实验结果表明,随着升温速度的提高,同温度下的挥发分析出速率急速增大,说明废旧橡胶颗粒挥发分含量很高且具有集中析出的特性,也表明废旧橡胶颗粒在低温段的挥发分析出热解失重非常迅速。此外,随着升温速度的提高,热解后的残留物也随之减少,这也说明升温速度的提高更有利于废旧橡胶颗粒的热解,并使其热解更加完全,提高废旧橡胶颗粒的热解产率。
升温速度影响热解初始温度、质量损失峰值温度及热解终止温度。升温速度不同,热量自外向内传递的速度就不同,升温速度直接影响反应釜壁与试样、外层试样与内部试样间的传热和温度梯度。对大多数废旧橡胶颗粒而言,随着升温速度的降低,试样有充分的时间接收热量,使热解起始温度和终止温度均降低,但是会延长废旧胶热解时间,也会使废旧橡胶颗粒热解不充分,导致废旧橡胶热解产率也随着降低;反之,升温速度增大,热滞后现象的增加以及化学反应动力学因素就会使废旧橡胶颗粒热解的初始温度、质量损失峰值温度及热解终止温度均升高,这样使得废旧橡胶颗粒热解更加完全,废旧橡胶颗粒的热解产率也会提高。