废轮胎热解回收燃料油和炭黑的研究进展

概述了近年来国内外废轮胎热解回收燃料油和炭黑的研究进展。介绍了废轮胎热解的工艺、机理、动力学及设备。提出了今后废轮胎热解资源化研究的发展方向。     

专利资讯

专利名称：废旧轮胎的钢丝胎圈的剥离方法和装置,专利名称：废旧塑料、橡胶回收再生方法及其装置,专利名称：利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法,专利名称：采用间歇热裂解装置的废轮胎资源化再生处理系统,专利名称：废旧轮胎的利用方法.     

初温和终温对废轮胎热解产物分布影响

以热重分析和固定床热解实验为基础,研究初温和终温对废轮胎热解产率及气相产物特性影响。实验结果表明:废轮胎的热解过程存在两个主要失重过程,第一失重温度区间为200～500℃,第二失重温度区间为650～800℃;升温速率仅改变了热解的最大失重速率,并未改变废轮胎最终热解失重率。固定床实验表明:初始温度低于100℃时,废轮胎在800℃时热解已基本结束;当终温为800℃,初始温度在100～550℃范围内时,随着初始温度的提高,固、气两相产物产率均提高,而液相产物产率降低;其中气相中H2、CO、CH4的含量高于初始温度小于100℃时的含量;分析认为:可通过调节热解的初始温度调节废轮胎热解在不同热解阶段的时间分配,适当提高热解初始温度有利于提高整个热解过程中的时间利用效率、改变废轮胎热解产物的分布;废轮胎热解气化的最佳温度区间为500～800℃。     

废轮胎回转窑中试热解炭中O、S、N、Zn的X射线光电子能谱(XPS)分析

应用X射线光电子能谱（XPS）对废轮胎回转窑中试热解炭（PCB）中O、S、N、Zn的化学形态进行分析,结果发现,热解炭本体中“双键氧／S—O”峰随热解温度升高不断增大,硫化物含量高,Zn和大部分N分别以ZnS和胺的形态仅存在于热解炭本体中;商用炭黑中不含硫化物、N及Zn,O主要以“双键氧／S—O”形态存在;热解炭表面吸附层中S以“S-C／R-S-S-R”形态存在,O的存在形态随热解温度的不同而改变,而450℃时热解不完全,表面吸附物很少;热解炭本体、表面吸附层及商用炭黑中均不含氧化物;热解炭粒径越小,O、S、N和Zn的存在形态越接近本体,表面吸附层的厚度大约为0.2mm,表面吸附层对热解炭整体的影响是有限的。     

废轮胎热解回收炭黑的表面特性研究

用X－射线光电子能谱法分析了色素炭黑、常压无载气热解炭黑、酸洗后回收炭黑的表面化学性质，得到了三种不同炭黑的表面元素组成及元素结合状况。发现色素炭黑表面基团主要有C－H、C－OH、C＝O和COOH等，而热解炭黑、酸洗炭黑表面则含有较多酯基、链烃接枝。热解炭黑具有不同于色素炭黑的特殊表面特性，回收炭黑的表面极性比色素炭黑表面极性要低，该特性增加了回收炭黑的表面亲油性能。作为一种新型炭黑应用到橡胶、油墨等材料将具有更好的分散性。     

废轮胎热解炭黑制备活性炭及处理染料废水

分别采用H₂SO₄和NaOH对废轮胎热解炭黑进行改性处理,考察炭黑与改性剂固液比对染料废水脱色率的影响.实验结果表明,炭黑与H₂SO₄固液比1g/15mL时得到HBC（酸改性活性炭）处理酸性湖蓝溶液,脱色率最高;炭黑与NaOH固液比1g/10mL时得到NBC（碱改性活性炭）处理碱性湖蓝溶液,脱色效果最好.溶液的酸性越强,越有利于HBC对酸性湖蓝溶液的脱色效果;而溶液的碱性增大,有助于提高NBC对碱性湖蓝的脱色率.此外,HBC对酸性湖蓝与NBC对碱性湖蓝的吸附反应变化趋势非常接近,整个吸附反应迅速,20min后基本达到吸附反应平衡.HBC吸附酸性湖蓝和NBC吸附碱性湖蓝的过程均符合准二级动力学方程.对改性前后的固体物质进行了扫描电镜,红外光谱及比表面积分析.     

“回收化肥厂废弃付产炭黑及其综合利用”通过省级鉴定

一九八六年十一月廿八日至廿九日,在甘肃省石油化工局主持下,兰化公司石油化工厂中试室聚烯烃黑色母粒专题组的科研项目——回收化肥厂废弃的付产炭黑及其综合利用在兰州通过鉴定。该项目是从废弃的含炭黑极少的炭黑污水中采用新工艺回收炭黑。废水可以返回使     

废橡胶热解制油品和化学品实验研究

在实验室进行废橡胶的固定床热解实验 ,研究热解条件主要是温度对热解产物及其组成的影响 ;选择最佳热解条件 ,以得到较高的产物收率和质量 ;研究表明 ,所得到的热解液体中 ,轻中馏分可作为汽、柴油馏分 ,重馏分可作为橡胶加工中的填充油 ;热解的固体残余物经处理后可得到橡胶工业中的半补强炭黑 ,初步估算 ,废橡胶热解工艺有较高经济效益。     

废轮胎热解富芳烃油燃烧温度与烟气污染物排放特性

清洁燃烧是各类有机固废热解油高效能源化利用的主要途径。全钢废轮胎热解油产物中芳香烃含量约占30%,其热值及黏度与柴油相似,但闪点偏低,仅为20℃。在自建燃烧炉膛中进行燃烧实验,研究了废轮胎热解油的燃烧温度及烟气排放特性。实验发现,当过量空气系数为1.3时,热解油燃烧温度最高;当过量空气系数为1.4时,烟气中CO浓度降至0;NO_x浓度随着过量空气系数增大而升高;过量空气系数超过1.3后,SO₂浓度大幅降低。喷射油压提升可提高燃烧温度,使热解油燃烧更加充分,同时可降低烟气中CO浓度,促进热力型NO_x生成。当压力由1.5 MPa升至1.75 MPa时,燃烧温度、CO浓度与NO_x浓度变化幅度最大。喷嘴喷孔直径增大会使雾化锥角增大,燃油雾束更易展开与空气接触反应,CO浓度随之降低;同时雾化锥角的增大可减小喷雾贯穿距,缩短火焰长度,减少烟气在高温区的停留时间,降低NO_x浓度。     

城市固体有机废弃物综合利用新工艺

提出了垃圾先热解再焚烧 ,并利用 3种典型的固体有机废弃物 (木类、纸张、塑料 )的热解物为原料制备中孔活性炭的垃圾综合利用新工艺 ,实验研究了活性炭孔结构形成、发展的影响因素。结果表明 ,以 3种废弃物热解物为原料完全可以制得中孔发达的活性炭     

第十七讲 炭黑生产安全

1　概述炭黑是烃类在严格控制的工艺条件下经气相不完全燃烧或热解而成的黑色粉末状物质。密度 1 .8～ 2 .1。其主要成分是元素碳 ,并含有少量氧、氢和硫等。不溶于各种溶剂。炭黑主要用作橡胶的补强剂和填料 ,其消耗量约为橡胶消耗量的一半。橡胶用炭黑约占炭黑总量的 94%。炭黑也用作油墨、涂料和塑料的着色剂及塑料制品的紫外光屏蔽剂。在许多其他制品 (如电极、干电池、电阻器、炸药、化妆品及抛光膏 )中 ,也是重要的助剂。从化学反应的观点来看 ,炭黑生产方法基本上分为烃类的不完全燃烧和烃类热分解两大类。其差异主要在于有氧和无氧…     

坚持科学发展观 引领行业清洁生产新风尚——记江西黑猫炭黑股份有限公司

江西黑猫炭黑股份有限公司是景德镇市焦化工业集团在相关多元化发展背景下、炭黑作为资源综合利用产品得以开发而组建的股份有限公司。2006年9月在深圳证券交易所上市,成为国内第一家由国有资产控股,通过市场运作单以炭黑产品上市的公司。公司主要经营黑猫牌炭黑的生     

可提高柠檬油精产率的废轮胎真空裂解

中国科学院广州能源研究所生物质合成燃料实验室研究的废轮胎真空裂解技术日前取得突破性进展，在装置间歇式进料100g情况下，热解油中柠檬油精达到11％，目前国际上半连续进料装置柠檬油精产率是8％左右。     

废旧轮胎的回收与利用

用中温干馏、热解法处理废旧轮胎，可以得到炭黑，轮胎热解后的产物经深加工后可以得到钢丝、溶剂油、燃料气。结果证明，此方法的优点是工艺简单，操作容易，原料易得，经济效益和环境效益显著。既节省能源，又无二次污染。     

废旧轮胎热解资源化研究

废旧轮胎热解资源化是近年来世界各国关注的热点。热解温度控制在４００～８００℃便能得到燃料油、炭黑、钢丝和燃料气。热解工艺简单，操作方便，投产１８个月能收回全部投资，经济效益可观，同时减轻废旧轮胎对环境的压力。废旧轮胎必将成为一种既有能源价值，更有资源价值的新兴资源，补充世界各国对资源的需求。     

等离子体热解处理废轮胎实验研究

以废轮胎为实验物料 ,在N2 热等离子体反应器内进行了一系列热解试验。气体产物产率达 40 % ,固体产物产率为 60 % ,气体产物主要成分为CO、H2 、CH4 等可燃气体 ,固体产物分析结果显示该产物特性与轮胎制造中加入的配料碳黑相近     

废旧轮胎热解过程的温度效应

通过废旧轮胎热解产物的分布研究该过程的温度效应,发现温度升高、燃料油产率增加,炭黑产率减少,即热解温度从４５０℃～５５０℃上升到６５０℃～７５０℃,燃料油产率从３３．１％～３５．４％增加到４３．２％～４５．１％,炭黑产率从４６．２％～４５．１％,炭黑产率从４６．２％～４９．２％下降为３５．１％～３７．１％,采用ＧＣ／ＭＳ分析燃料油,确定出其中仍１４０多个组分,整个油品中芳香烃化作物占了７５％以上,     

废轮胎综合利用行业标准出台

本刊讯:国家工信部正式发布了轮胎翻新和废轮胎综合利用行业的准入条件。该标准的发布,为行业的规范发展提供了重要的政策依据,废旧轮胎综合利用行业的无序发展将成历史。按照此次公布的条件,已建轮胎翻新加工企业,轮胎翻新年综合生产能力不得低于20000标准折算条;新建、改扩建的企业,年综合生产能力不得低于30000标准折算条。已     

废轮胎流化床热解半焦结构特性

以流化床反应器为主体对废轮胎热解半焦微观结构特性进行了研究.主要研究了热解温度、床料粒径、流化数等参数对热解半焦的比表面积、孔隙率、孔体积的影响.结果表明:半焦比表面积和孔隙率随温度变化过程中会在650℃或750℃出现一峰值,这表明对半焦品质而言,轮胎存在最佳的热解温度,采用较小粒径(0.135～0.304mm)床料时有使最佳热解温度下降的趋势;半焦孔隙率随流化数增加而减小;半焦比表面积随流化数的变化趋势与热解温度有关,550℃时流化数增加半焦比表面积减小,650℃时流化数增加半焦比表面积增大;半焦孔体积随温度的变化趋势与床料粒径有关,采用较大粒径(0.304～0.4mm)床料时,半焦孔体积随温度升高呈现先降后升的趋势,而采用较小粒径(0.135～0.304mm)床料时,半焦孔体积随温度升高呈现下降的趋势.     

基于表面活性剂和混凝机理控制陶瓷窑炉黑烟污染的实验研究

针对工业燃煤陶瓷窑炉黑烟难治理的现状,提出了控制黑烟的新方法.在燃煤陶瓷窑炉的烟道中采集沉积炭黑,并分析炭黑物理、化学性质.从改变炭黑的润湿效果、沉降状态入手,通过一系列的正交实验,分析了选取的表面活性剂及混凝剂对炭黑的润湿与混凝作用,筛选出了效果较好的混凝剂与表面活性剂的混合溶液作为去除炭黑的吸收液.对筛选出的混合溶液进行炭黑沉降实验,分析炭黑沉降率得到最佳配方: 100 mmol/L Na₂SO₄+ 1.2 mmol/L SDBS+ 40 mg/L PAM.吸收炭黑后,溶液与炭黑有明显的分层,中间溶液澄清透明,其炭黑的去除率达94.34%.配制吸收液的药品价格便宜且吸收液可以循环利用,可节省药剂和水的用量.