汽车破碎残余物流化床气化特性数值模拟

基于CPFD(计算颗粒流体力学)方法,考虑热解、燃烧、气化等反应,构建ASR(汽车破碎残余物)流化床空气气化的三维数值模型,通过气体产物体积分数的模拟结果验证模型的准确性。在此基础上,对ASR气化过程中反应器内的组分分布和流体温度分布进行分析,并探究操作温度、当量比、初始床层高度对ASR气化特性的影响。结果表明:随着操作温度升高,CO和H_(2)的摩尔分数明显增大,气化效率和碳转化率上升,焦油含量下降,950℃时气化效率和碳转化率分别达到67.09%和78.75%;当量比增大可提高气体产率和碳转化率,同时导致气体低热值和气化效率下降;初始床层高度增大促进H_(2)产生,但总体上对ASR气化影响较小。

汽车破碎残余物中PVC处理技术进展

汽车破碎残余物(Automobile Shredder Residues,ASR)通常定义为报废汽车(End-of-Life Vehicles,ELVs)经去污、拆解、破碎,除去金属后产生的残渣。包含塑料、橡胶、涂料、泡沫、纤维、金属等几十种物质的碎片和粉末,其中塑料最具有回收价值。ASR中含量最多的四种塑料是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙稀(PVC)、聚氨酯(PU)。在ASR的回收过程中,特别是热解和汽化,PVC中Cl的存在将严重影响ASR的回收。文章简要概述了ASR的特性以及国内外PVC的分离及脱氯技术研究进展。

报废汽车破碎残余物及其塑料组分的催化热解研究

为深入探究报废汽车破碎残余物及其塑料组分在以氧化镍为催化剂的热裂解试验中的产物及其活化能变化关系,通过一套实验室级的催化裂解试验平台进行了相应的催化裂解试验并通过Kissinger法进行热解动力学分析。利用热重分析仪得出在有无催化剂的两种条件下反应物随温度变化的失重百分比及反映速率曲线,利用改良后的管式炉对反应物进行阶段式变温加热进而得到裂解气体及残余物,利用气相质谱仪分析裂解气体组分含量,最后利用气相色谱-质谱联用检测法对固体残余物进行了多氯联苯检测。研究表明:氧化镍降低了报废汽车破碎残余物在热裂解反应时的活化能,提高了部分裂解气体产量,固体残渣中亦未出现多氯联苯;在热解动力学分析中发现报废汽车破碎残余物及其塑料组分在裂解过程中的活化能变化趋势基本一致,这一发现为解决报废汽车破碎残余物因成分复杂,理化性质不一致而导致的热解处理工艺难统一的问题提供了理论研究方向。

汽车破碎残余物资源化处理的理化特性研究

汽车破碎残余物按尾料比重和粒径区别可分为塑料混合物、砂石料和轻质物料。实验结果得到三种物料以泥土、塑料、橡胶、海绵为主,有机质可在600℃分解完毕,低于生活垃圾焚烧炉炉膛内的最低焚烧温度850℃。三种物料的焚烧残渣中金属及其氧化物的含量均高于30%,灰分均高于35%,含量最多的三种元素为硅、钙和铁,且主要由SiO_(2)、CaCO_(3)、Fe_(2)O_(3)等物相组成,其组成与天然骨料相似,可作为原料进行建材化利用。三种物料的焚烧残渣经研磨为细颗粒后,平均粒径为40μm,可满足GB 14684—2011《建筑用砂》标准。通过汽车破碎残余物焚烧前后的理化特性研究,焚烧残渣可作为环保砖骨料。

预分选汽车破碎残余物热解特性及其动力学分析

我国每年产生的汽车破碎残余物(automobile shredder residue,ASR)数量巨大,亟需无害化处理和资源化利用。固废热解过程因产生的二次污染物少,且产品利用价值高,逐渐成为研究的热点。针对某报废汽车生产线产生的5种典型预分选ASR物料,在固定床反应器中考察了温度(500~900℃)和物料种类对ASR热解三相产物组成、热解焦微观结构及重金属分布规律的影响,通过热重(TG)分析ASR从常温到900℃热失重过程,并采用分布式活化能(DAEM)法计算其热解动力学。结果表明,ASR热解主要发生于200~500℃范围内,热解反应活化能为17.39~195.21 kJ·mol^(-1)。提高热解温度,ASR样品可产生更多热解气,且H_(2)、CO和CH_(4)等成分占比增加,焦油产生量减少,同时促进焦油二次裂解以及组分向苯环化转化。红外和拉曼光谱分析表明,热解温度升高,热解焦中主要发生-OH、-CH_(3)、-C=C-以及-COOH等分子基团的脱除,不同ASR热解焦ID1/IG值在3.77~6.57内,石墨化程度增大,热解焦中重金属分布受温度和物料种类影响显著。本研究结果可为开发ASR热解技术提供参考。