废旧轮胎热解资源化过程研究

摘要

随着废旧轮胎对环境造成的影响以及能源与资源短缺的日益严重，废旧轮胎资源化的应用研究引起了人们广泛的关注，本文利用自行研制的间歇式热解反应器，对废旧轮胎热解资源化过程进行了研究。 基于物料平衡，研究了反应温度对橡胶单体以及废旧轮胎热解产物的分布和热解油组成的影响。利用FT-IR技术和气相色谱模拟实沸点蒸馏技术对橡胶单体以及废旧轮胎的热解油组成进行了分析，探讨了不同反应温度下，热解油理化性质的变化规律。利用TG/DTG技术，分析了橡胶单体以及废旧轮胎微观尺度下的热解行为。 结果表明，反应温度对橡胶单体以及废旧轮胎热解过程具有显著的影响：在350-550℃温度范围内，增加反应温度有利于增加热解油的收率，并减少了残余物的量，同时较高反应温度下的热解油较轻，汽油馏分最高可达到40.5％。 升温速率对橡胶单体以及废旧轮胎的最终热解程度没有明显的影响，但随着升温速率的增大，热解曲线向高温方向移动，初始失重温度，最大失重速率所对应的温度和热解终温均不同程度的增大。废旧轮胎热解DTG曲线有三个失重峰，分别对应了有机助剂，天然橡胶和合成橡胶的热解，并且随着升温速率的增大，两个主要的失重峰逐步演变为一个主失重峰。 钢丝具有良好的导热性，能有效的提高废旧轮胎热解过程中的传热效率，降低热解发生的温度，在相同温度的条件下，钢丝能显著的提高热解气的收率。 获得了废旧轮胎大致热解机理：在废旧轮胎的主要热解阶段，首先是天然橡胶在300℃开始裂解，其热解产物主要是环烯烃和环烷烃，以及短链的烷烃和烯烃，以丁苯橡胶为主的合成橡胶在400℃左右时开始裂解，高分子链首先从其分子组成的弱键丁二烯链发生断裂，随着反应温度的升高，苯二烯链逐步开始断裂，同时由于中间裂解产物发生了环化反应，热解产物中开始出现了苯和苯的衍生物，使热解油的芳香性所有增加。 橡胶单体以及废旧轮胎的热解过程都能很好用一级反应描述，其中天然橡胶和废旧轮胎在所研究的温度范围内热解过程可分为两个阶段，而丁苯橡胶只有一个的主要热解阶段，并求得了三者在氮气气氛中热解的表观活化能。

目录

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声明

第一章绪论

1.1课题研究的目的及意义

1.2国内外废旧轮胎热解研究现状

1.2.1废旧轮胎热解过程参数控制

1.2.2废旧轮胎热解动力学

1.3研究内容

第2章实验材料和实验方法

2.1实验装置

2.2实验原料与仪器

2.2.1实验原料

2.2.2实验试剂

2.2.3实验仪器

2.3实验方法

2.4分析方法

2.4.1热解油FT-IR定性分析

2.4.2热解油气相色谱模拟实沸点蒸馏分析

2.4.3热重分析法

2.4.4动力学计算

第3章橡胶单体及废旧轮胎热解过程研究

3.1反应温度对热解产物分布的影响

3.2热解油分析

3.2.1热解油密度

3.2.2热解油气相色谱模拟实沸点蒸馏

3.2.3热解油FT-IR分析

3.3小结

第4章钢丝在废旧轮胎热解过程中的作用

4.1钢丝对产物分布的影响

4.2热解油FT-IR定性分析

4.3小结

第5章橡胶单体及废旧轮胎热解动力学分析

5.1温度对热解行为的影响

5.2粒径对废旧轮胎热解过程的影响

5.3热解动力学参数的确定

5.4小结

第6章结论与建议

6.1结论

6.2建议

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果