废轮胎梯级热解中试装置开发与产物特性分析

基于固定床管式热解炉对废轮胎热解产物性质进行了详细的研究和分析,根据热解产物特性针对性地提出了产物的改性提质方法,并基于该方法自主设计开发了一套适用于废轮胎高效能源资源化利用的梯级螺旋热解中试装置,以获得高品质热解产物。甲苯抽出物透光率和闪点分别是限制热解炭黑和热解油高效安全应用的瓶颈问题。本文开发的中试热解装置采用梯级热解技术和多级冷凝技术,可有效改善热解产物品质,所得热解炭黑甲苯抽出物透光率达到100%,热解油闪点达到76.5℃,均满足相应标准。同时,中试装置采用热解气循环燃烧供能的方案,可实现装置的热量自维持,显著降低工艺热解能耗。本文基于自主开发的中试梯级热解装置,解决了废轮胎热解产物高值化利用的瓶颈问题,以期为废轮胎热解技术规模化推广应用奠定基础。

废轮胎热解炭低温催化焦油重整制备富氢气体的研究

以全钢型废旧轮胎为原料,通过热解、活化、浸渍、焙烧的流程制备了三种热解炭催化剂,分别为轮胎热解炭(Raw char)、轮胎热解活性炭(AC)和负载Zn的活性炭(Zn/AC)。采用N2吸/脱附、SEM、EDS、XRD等表征方法对催化剂进行了一系列表征和分析,发现CO2/H2O活化可显著提高催化剂BET比表面积,最高可达380 m^2·g^-1,有效改善催化剂表面结构性质,同时浸渍法使催化剂表面负载大量ZnO活性位。对三种催化剂在纤维素热解焦油重整制氢过程中的催化性能进行了研究,发现Raw char(600℃)具有最佳催化效果,相较于空白组(500℃),热解气中H2体积分数提高了12.4%,达到19.3%,其次为Zn/AC(500℃)组的17.8%,实现了低温下催化纤维素焦油热解制得高产率H2。

球磨改性热解炭吸附磺胺甲唑

针对热解炭颗粒大、表面活性弱、吸附能力差的问题,本文提出了一种机械球磨表面改性方法,探讨了不同球磨改性参数下热解炭对磺胺甲唑(SMZ)的吸附效果。以废橡胶连续热解炭为原料,采用不锈钢球磨制得具有不同表面性质的球磨炭,分析了球磨前后热解炭的结构、表面性质及表面形貌,并对比了球磨改性前后的SMZ吸附性能。结果表明,球磨改性过程可以有效改善废轮胎热解炭结构及表面性质,球磨处理2h的热解炭对SMZ的吸附效果最好,吸附量达到59.37mg/g,吸附动力学符合伪二级吸附模型。

废轮胎颗粒热解膨胀特性研究

废轮胎颗粒热解膨胀是影响废轮胎热解过程传热传质效率和热解产物分布的重要因素,对于热解装置的结构设计至关重要。在废轮胎热重分析的基础上通过可视化热解摄像装置研究了不同热解温度、不同粒径和不同种类废轮胎颗粒的热解膨胀动态过程,并通过图像分析方法探究了不同参数废轮胎颗粒的热解膨胀特性。废轮胎颗粒热解可视化过程研究表明,半钢胎与全钢胎颗粒在热解过程中依次发生膨胀、开裂及塌缩过程,半钢胎和全钢胎颗粒最大膨胀扩增倍率分别为1.96和2.51。热解温度和颗粒大小对半钢胎颗粒膨胀扩增倍率有明显影响,全钢胎颗粒膨胀扩增倍率主要受热解温度的影响。以颗粒粒径和热解温度为参数建立了废轮胎颗粒膨胀扩增倍率模型,模型拟合结果和试验结果接近,2种废轮胎颗粒的相关系数R^(2)在0.95以上,表明颗粒膨胀扩增倍率模型可为新型废轮胎热解装置的研发提供颗粒热解膨胀过程数据支撑。

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,SO_(2)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。

动手做风筝

一个星期天，我看到妈妈正在做一只火箭形风筝，那可是我梦寐以求的呀!我像风一样赴到妈妈身边。