传统热裂解是指废旧橡胶在缺氧或者惰性气体的环境下利用热电阻加热或热风等加热方式,使废旧橡胶在密封性良好的裂解腔体内发生裂解反应,产生固体炭黑、裂解油、可燃气等产物的过程,如下图所示为传统热裂解装置。裂解产物经过后处理装置的处理可以再利用,例如固体炭黑经过收集活化后可以作为橡胶制品的填充剂或作为工业活性炭使用,裂解油根据不同的凝点可以蒸馏分馏得汽油、柴油和重油,若再经过提纯工艺,可以得到烯烃、甲苯等有机溶剂,可燃气主要成分包括乙烷、乙烯、丙烯、异丁烷、正丁烷、异丁烯等,经冷凝处理后可以当作商用燃气使用,钢丝可以回收回炉重新利用,完全实现了废旧橡胶的资源化循环再利用,符合可持续发展的方向。当然裂解能耗较高,裂解过程的环境污染都是需要解决的问题。
目前主流的废旧橡胶热裂解设备
废旧橡胶属于高分子碳氢聚合物,它是由化学中的烃类经过聚合反应形成的聚合物高分子材料。废旧橡胶的微波裂解技术是指在250℃~550℃的无氧环境中,利用微波能量将废旧橡胶的高分子化学键断开,打开高分子聚合物大分子链,由大分子链变成小分子,再由部分小分子经聚合得到小分子有机物,得到固体炭黑、可燃气和燃料油以及钢丝的过程。
微波裂解与传统的热裂解相比,首先,微波具有穿透废旧橡胶的能力,故用微波加热废旧橡胶可以对废旧橡胶内外同时进行加热,省去了传统热裂解的热传导过程,降低了在传热过程中的能耗,因此微波裂解技术的微波能量损耗小、利用率高、升温速率快、裂解效率更高;其次,传统的热裂解温度高,不易控制其“逆聚”过程,因此会伴随二次污染,裂解过程中会产生有害物质,而微波裂解技术裂解温度低,容易控制反应温度,可以大大提升裂解产物的品质和改善裂解环境,应该说,废旧橡胶的微波裂解可以满足人们对废旧橡胶处理过程中的苛刻要求。
尽管微波裂解好处很多,但大多还停留在实验阶段,目前废旧橡胶的裂解处理仍然采用的是传统的热解处理方式。