廢舊輪胎微波橡膠的裂解

廢舊輪胎微波橡膠的裂解

將廢輪胎橡膠裂解是最徹底的處理車(chē)用廢橡膠的方法之一。裂解處理沒(méi)有污染物排放，而且還可以回收燃料油和炭黑，有利于環(huán)保及資源利用，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，被認(rèn)為是當(dāng)前處理廢輪胎的最佳途徑之一。廢舊輪胎裂解現(xiàn)有熱裂解、催化降解和微波解聚等三類(lèi)工藝。

熱裂解工藝：

目前，熱解技術(shù)主要包括：常壓惰性氣體熱解技術(shù)、真空熱解技術(shù)、熔融鹽熱解技術(shù)。
1．常壓惰性氣體熱解

通常，在惰性氣體中將廢橡膠加熱到500℃，可獲得35％（與廢橡膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）的固體殘余物、55％的油和3％的氣體。其中液體產(chǎn)物含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.51的芳烴油和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.33的粗石腦油，固體則主要為粗炭黑，炭黑中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2的硫和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10～0.15的灰分。

2．真空熱解

真空熱解是在減壓和低溫條件下分解橡膠，較其他熱解方法有一些優(yōu)勢(shì)。在總壓2～20kPa、溫度510℃條件下把廢橡膠裂解，可得50％的油品、25％的炭黑、9％的鋼、5％的纖維和11％的氣體；在總壓0.3kPa、溫度420℃條件下，可得55％的油品、35％的固體和10％的氣體。

3．熔融鹽熱解

將輪胎碎塊浸入氯化鋰/氯化鉀的低共熔混合物中，加熱至500℃，產(chǎn)生47％的油、45％的固體殘余物和12％的氣體。油中大約包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.21的芳烴油、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.34的鏈烯烴和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45的石腦油。殘余物中有炭黑類(lèi)似物以及輪胎中未發(fā)生變化的纖維和鋼絲成分。氣體為C1～C4的石腦油和鏈烯烴混合物。

催化降解工藝：

采用路易斯酸熔融鹽催化劑進(jìn)行廢輪胎橡膠降解的方法，反應(yīng)迅速。催化劑以氯化鋅、氯化錫和碘化銻效果最佳。當(dāng)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01的鋅和鈷鹽作為催化劑，混入廢橡膠料中，可以使液體油、氣體產(chǎn)品中的總硫量至少降低40％，液體產(chǎn)品中的總氮量降低50％。為提高相對(duì)分子質(zhì)量較小的C1～C4烯烴的回收率，可在廢橡膠中加入堿金屬或堿土金屬碳酸鹽，這種催化劑在轉(zhuǎn)化時(shí)，對(duì)增大異丁烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)效果尤其明顯。

微波解聚工藝：

廢輪胎微波解聚的微波發(fā)生裝置的頻率為2450MHz，輸入功率為1100W，輸出功率為580W。將已被破碎成5～10kg的塊狀廢輪胎盛入容器中，再將容器放入微波發(fā)生器內(nèi)，導(dǎo)入氮?dú)?，施加微波后，廢輪胎塊從內(nèi)部發(fā)熱，數(shù)十秒內(nèi)廢橡膠急速分解，局部熱分解產(chǎn)生的有機(jī)氣體從橡膠發(fā)生龜裂處噴射出來(lái)。

分解后，炭黑殘留原處并形成局部堆積，由于炭黑吸收微波，在連續(xù)施加微波的情況下碳黑變得赤熱，加劇有機(jī)成分的排出，數(shù)分鐘內(nèi)廢輪胎橡膠就會(huì)變?yōu)橐蕴亢跒橹黧w的黑色粉末。生成氣體由導(dǎo)出管導(dǎo)出，經(jīng)過(guò)三個(gè)冷卻收集器，將氣體和液狀物分離。解聚生成物中油、氣占50％以上，碳占40％左右。

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