四种常见的废轮胎热裂解炼油技术
废轮胎热裂解是在无氧或者惰性气氛中,通过外部加热打开化学键,将其最终分解成气态碳氢化合物、液态(热裂解油)以及固态的炭、钢丝等产品。这些产品经过加工处理可以转化成高价值产品,从而应用于不同场所,如:炭可以转化成活性炭或者炭黑甚至碳纳米管;液态产品中富含苯及其同系物,经过提纯可以转化为燃料油和苯;气态产品可以直接作为燃料燃烧,补偿或者提供热裂解过程所需的热量。热裂解是对废轮胎材料及其热能利用的最佳方式,在热裂解过程中,废轮胎中的有机物转化为可利用的能量,附加价值高。
1.熔融盐热裂解
熔融盐热裂解是在高温条件下,利用熔融盐液体优良的传热性能,液体可充分与废旧轮胎接触,实现废旧轮胎快速高效热裂解,且热裂解过程传热损失少。熔融盐热裂解技术的原料前处理简单,可实现整个或半个轮胎及粉碎轮胎的热裂解。采用熔融盐技术热裂解废轮胎,在390∼420◦C的热裂解温度下得到的产物中,热裂解气为14%,热裂解油为41%,以及固体残留物。在相对较低的温度下实现了废轮胎的脱硫和脱钙处理,还能有效地降低产品中的灰分含量。
2.微波热裂解
废旧轮胎微波热裂解技术最大的亮点在于轮胎中含有大量的微波吸收材料,如金属氧化物、钢丝和碳等可以与微波互相作用,出现反射微波、感应电流和放电3种主要现象,从而改变微波电磁场场强的空间分布,形成局部高温,而这种局部高温可以成为热裂解的“内热源”,加速热裂解过程,这是其他轮胎热裂解技术所不具有的。微波与轮胎中钢丝的相互作用,有望实现轮胎不破碎的整体热裂解,省却了常规热裂解工艺中的轮胎预处理环节,节能降耗。目前这项技术尚处在探索阶段。
3.催化热裂解
废轮胎热裂解,其处理温度高,加热时间较长(一般长于3h),并且原料需要事先处理为小块,而热裂解产品中又通常含有杂元素,降低了产品质量,使产品的应用受到限制,因此,通常附加其他反应装置以有效除去产品中的杂质。加入催化剂,可以降低反应活化能,在废旧轮胎热裂解过程中能够实现较低温度热裂解,同时催化剂的加入可以有效吸收热裂解过程中产生的酸性气体污染物,并定向地获得更多的目标产物。因此,在废旧橡胶热裂解过程中加入催化剂,在节能和工业经济效益上都具有研究价值。
4.常压绝氧热裂解
对于在缺氧环境下常压进行的废旧轮胎的热裂解反应,热裂解温度是关键因素,可以根据目标产物将温度设定在不同的区间,温度既决定了热裂解产品收率,同时也影响着产物质量。热裂解温度300∼720◦C的条件下,热裂解温度决定了热裂解产物的成分,在600◦C下热裂解时,得到了55%的热裂解油、10%的热裂解气以及35%的炭黑,同时随着热裂解温度的升高,热裂解油中芳烃的含量有上升的趋势。
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