废轮胎热解炭黑(TPCB)改性沥青抗紫外老化性能试验研究

为探讨废轮胎热解炭黑(TPCB)改性沥青抗紫外老化性能,制备TPCB改性沥青,对基质沥青和TPCB改性沥青进行不同时段的紫外老化试验。通过原子力显微镜(AFM)试验对比研究两种沥青表面的微观变化和表面粗糙度。通过沥青性能试验检验了两种沥青紫外老化前后延度、软化点、针入度变化行为。研究结果表明:TPCB改性沥青三维表观形貌图降低高度比基质沥青小,在各时间段的表面粗糙度比基质沥青大;紫外老化前后TPCB改性沥青性能变化值比基质沥青小。与基质沥青相比,TPCB改性沥青具有更好的抗紫外老化性能。

球状废轮胎热解炭/二氧化锰纳米片复合电极材料制备及超电容性能研究

高锰酸钾(KMnO_(4))和废轮胎热解炭(AC)在室温下水溶液中发生共沉淀氧化还原反应,制备了球状废轮胎热解炭/二氧化锰纳米片复合电极材料(AC-MnO_(2)),通过改变AC与KMnO_(4)的反应时间控制纳米复合材料的形态以及二氧化锰(MnO_(2))在AC上的负载量。研究结果表明:在1 moL/L Na 2SO_(4)电解液中,反应时间为1 h制备的样品(AC-MnO_(2)-1)比电容为177.4 F/g(1 A/g)。即使在10 A/g的高电流密度下,经过10000次循环后,AC-MnO_(2)-1的电容保持率也达到99.72%。以此纳米复合材料作为正负电极材料组装了对称超级电容器(SSC),1 A/g时的比电容高达80.3 F/g,能量密度为18.0 Wh/kg,功率密度为899.6 W/kg。

废轮胎热解油(TPO)冷再生沥青混合料路用性能及机理研究

废轮胎热解油(Tire Pyrolysis Oil,TPO)是废旧轮胎热解的副产物。TPO的化学成分与常用沥青再生剂芳香烃类油的化学成分相似,使得TPO能够用作废旧沥青混合料(Reclaimed Asphalt Pavement,RAP)的再生剂,并能恢复RAP的技术性能。采用傅里叶变换红外光谱仪对再生沥青胶结料的化学结构进行了研究,揭示了TPO冷再生沥青混合料的再生机理。采用马歇尔设计方法明确了TPO冷再生沥青混合料的材料组成。研究了TPO的掺量、预活化时间和环氧树脂掺量对再生沥青混合料路用性能的影响规律。研究结果表明:TPO可以软化老化沥青、降低其黏度、重新平衡RAP表面的老化沥青的化学成分和恢复老化沥青的技术性能,但仅用TPO再生的再生沥青混合料的力学性能较差,掺入低剂量的环氧树脂在沥青混合料内部起到了结构补强的作用,极大地提高了TPO再生沥青混合料的各项性能。

废轮胎热解油的化学组成分布

以工业试验装置生产的废轮胎热解油为研究对象,对废轮胎热解油中的烃类和非烃类化合物的分布进行研究。结果表明,热解油中的芳烃、烯烃含量高,饱和烃含量低,属于高硫高氮高酸油。热解油中硫主要以噻吩形式存在,总硫含量及噻吩硫含量随着馏分沸点的升高而增大;硫醇硫主要集中于小于300℃的馏分中;硫醚硫主要集中于小于150℃和大于500℃的馏分中。热解油中的总氮含量随着馏分沸点的升高而增大,碱性氮含量占1/3,非碱性氮占2/3。热解油中酸性组分主要集中于200～400℃的馏分中。

废轮胎热解炭黑制备活性炭及处理染料废水

分别采用H2SO4和Na OH对废轮胎热解炭黑进行改性处理,考察炭黑与改性剂固液比对染料废水脱色率的影响.实验结果表明,炭黑与H2SO4固液比1g/15mL时得到HBC(酸改性活性炭)处理酸性湖蓝溶液,脱色率最高;炭黑与Na OH固液比1g/10mL时得到NBC(碱改性活性炭)处理碱性湖蓝溶液,脱色效果最好.溶液的酸性越强,越有利于HBC对酸性湖蓝溶液的脱色效果;而溶液的碱性增大,有助于提高NBC对碱性湖蓝的脱色率.此外,HBC对酸性湖蓝与NBC对碱性湖蓝的吸附反应变化趋势非常接近,整个吸附反应迅速,20min后基本达到吸附反应平衡.HBC吸附酸性湖蓝和NBC吸附碱性湖蓝的过程均符合准二级动力学方程.对改性前后的固体物质进行了扫描电镜,红外光谱及比表面积分析.

废轮胎热解油重质馏分制备的道路沥青老化性能研究

针对废轮胎热解油重质馏分(>350℃)组成上具有蜡含量低,芳香分、胶质和沥青质含量高的特点,研究了废轮胎热解油重质馏分采用蒸馏法生产道路沥青的可行性。结果表明,废轮胎热解油中>420℃、>430℃、>440℃三种渣油的性质可以满足不同牌号道路石油沥青老化实验前的技术指标,特别是延展性能优异,但是抗老化性能较差。渣油老化前后的族组成、官能团、氢分布及分子量分布变化表明,渣油在老化过程中存在氧化反应以及脱氢缩合反应,使渣油的化学组成发生变化,即芳香分、胶质含量减少,沥青质含量明显增加,使得沥青胶体体系中分散相明显增多而分散介质相对减少,造成热解油的渣油抗老化性能较差。

废轮胎热解炭制备碳化硅的研究

以废轮胎热解炭与石英粉为原料,通过高温碳热反应制备出碳化硅。考察了温度和时间对生成碳化硅的影响,采用X射线衍射、红外光谱和扫描电子显微镜对制备的碳化硅进行了表征。结果表明:温度和时间对合成碳化硅有显著影响,1300℃时即可生成β-SiC,但反应缓慢,300 min后产物中仍有大量原料未反应;当温度升到1520℃、反应180 min时,大部分原料已转化为SiC,而反应300 min时,可使合成SiC的反应趋于完全,产物由粒径为100~200 nm的小颗粒聚集而成。

废轮胎热解油轻质馏分加氢脱硫反应的本征动力学

采用微型固定床反应装置,选用FH-98型催化剂,在催化剂活性稳定阶段且消除内、外扩散影响的情况下,进行废轮胎热解油轻质馏分加氢脱硫反应本征动力学研究,并考察了反应温度（563.15~643.15 K）、反应压力（1.0~3.0 MPa）对加氢脱硫反应的影响规律。结果表明：提高反应温度和反应压力对加氢脱硫反应有利;经F检验及相对误差分析确定建立的动力学模型显著可信,用其描述热解油轻质馏分在FH-98催化剂上的加氢脱硫反应本征动力学是合适的。

废旧轮胎热解炭黑与SiO2并用在丁苯橡胶中的应用研究

研究了废旧轮胎热解炭黑(简称:热解炭黑)与二氧化硅(SiO_2)在丁苯橡胶中的应用情况,考察了二者不同配比对丁苯橡胶混炼胶的动态力学性能、门尼粘度、硫化特性以及硫化胶力学性能、磨耗性能、导电性能的影响。结果表明,加入SiO_2可使混炼胶Payne效应增强,粘度升高,硫化时间延长;当热解炭黑/SiO_2配比为50/10和45/5时,硫化胶拉伸强度和撕裂强度均最优;配比为50/5时耐磨性能最好;随着填料总用量的增大,硫化胶导热性能升高。

废轮胎热解技术及炭黑产物的品质提升与应用研究进展

针对近年废轮胎热解技术研究进展进行总结,主要讨论了废轮胎的低温真空热解、共热解、催化热解等热解技术,阐述了热解设备、温度、压力、催化剂等因素对热解炭黑的影响及特点,对比了热解炭黑不同改性提质方法的特点,对热解炭黑资源化应用现状等进行讨论阐述。

废旧轮胎热解炭黑改性沥青性能室内试验研究

为探讨废旧轮胎热解炭黑改性沥青的性能,以沥青质量9%、12%、15%、18%的梯度制备热解炭黑改性沥青。基于旋转薄膜老化试验、动态剪切流变试验和低温弯曲梁流变试验对热解炭黑改性沥青的抗热老化性能及高低温流变性能进行室内试验研究。结果表明:热解炭黑的掺入可提高沥青的高温性能和抗热老化性能,低温性能略微下降,但影响不大;基于离析试验与聚合物分散性试验研究发现,当热解炭黑掺量达到18%时,热解炭黑在基质沥青中开始团聚,分散不均,其中软化点差值超过规范要求,推荐热解炭黑添加剂适宜掺量为15%。

一种以废轮胎热解油为燃料的专用发动机油研制

针对以废轮胎热解油掺燃为燃料的发动机燃烧特性,提出研制一种专用发动机油。研制油采用蓖麻基癸二酸二辛酯与油溶性聚醚的复合作为基础油,不仅环境友好而且具有生物降解性;有针对性地选用多种功能添加剂。从不同添加剂配方研制的发动机油中筛选出最优方案。经理化性能分析及模拟试验可知,所研制的发动机油能够满足以废轮胎热解油掺燃为燃料发动机的使用性能要求。

轮胎热解油乳化液浮选性能的试验研究

轮胎热解油作为废旧轮胎热解处理的产品,可以用作煤泥浮选捕收剂。本文利用表面活性剂Span-80、Op-10、Tween-20与轮胎热解油混合制备乳化液,并将轮胎热解油乳化液作为捕收剂进行浮选试验,探究其捕收性。试验结果表明:轮胎热解油乳化液作为煤泥浮选捕收剂具有良好的捕收性能,可以作为煤泥浮选药剂使用,在相同用量下,可有效提高精煤产率。

废轮胎热解炭黑改性沥青抗紫外老化性能分析

为研究废轮胎热解炭黑改性沥青抗紫外老化性能,将废轮胎热解炭黑以15%掺量掺入基质沥青质中制成废轮胎热解炭黑改性沥青。采用室内紫外光老化模拟试验,通过废轮胎热解炭黑改性沥青的针入度、软化点、蠕变劲度模量和应力松弛能力的衰变规律研究其抗紫外老化性能。结果表明:废轮胎热解炭黑的掺入增强了沥青的高温性能,柔性和低温性能降低。在相同紫外老化环境下废轮胎热解炭黑改性沥青的高、低温性能相较基质沥青衰减更为缓慢,在紫外老化后能保持更好的柔性和应力松弛能力。因此废轮胎热解炭黑能有效提升沥青的抗紫外老化性能,降低沥青的紫外光敏感度。

银基活性炭对废轮胎热解油的吸附脱硫机理研究

废轮胎经热解制备得到热解油和热解炭,热解炭活化制得活性炭,并利用Ag+对活性炭进行改性制得Ag+改性活性炭(Ag/AC),将Ag/AC用于热解油的吸附脱硫实验,并利用GC/MS对热解油中的含硫化合物进行了分析。研究结果表明:活性炭吸附脱硫的合适温度和时间分别为20℃和12 h,此时未改性活性炭的脱硫率为15.33%;而Ag/AC的脱硫率提高到了38.6%。GC/MS分析发现热解油中有机硫的主要存在形式为噻吩、2-甲基噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩,其中二苯并噻吩(DBT)的GC含量最高,为2.57%。利用原位红外、核磁共振氢谱、ICP-OES和元素分析等检测手段,进一步探究了Ag+与二苯并噻吩模型化合物在溶液中的反应机理,研究发现:二苯并噻吩分子上存在S原子和苯环2个反应位点,当Ag+加入二苯并噻吩溶液后,Ag+与二苯并噻吩分子上的S原子或者苯环发生配位数为1的配位反应生成2种配合物,分子式分别为Ag(DS)NO3和Ag(DC6H6)NO3。

废轮胎热解油脱色工艺研究

为解决废旧轮胎热解油颜色过深和存在异味而无法直接利用问题,文章采用活性炭对热解油吸附脱色工艺,将液相中含有的杂质、色素、异味等舍弃物吸附于活性炭表面上,以达到精致的目的。试验表明：热解油活性炭吸附脱色技术的最佳工艺条件为炭粒度550-1700μm、脱色温度为室温、吸附时间为300 min、振荡频率为150 r/min。并证明了平2均孔径、中孔孔容积和中孔比表面积为26.4、0.307 mL/g和280 m/g的烟煤基活性炭对热解油具有很好的脱色能力。

基于气化和热解的医疗垃圾−废旧轮胎联合资源化利用系统性能分析

【目的】随着固体废物产生量的逐年增加,传统的处理方法难以满足日益严格的环保要求和资源循环利用的需求。为实现固体废物资源的高效利用,提出一种基于气化和热解的医疗垃圾−废旧轮胎联合资源化利用系统。【方法】该系统充分结合等离子气化技术以及热解技术的优势,将医疗垃圾等离子气化发电技术与轮胎热解技术进行耦合,将气化和热解过程得到的合成气共同作为燃气轮机的燃料加以利用,同时,燃气透平产生的高温烟气为轮胎热解提供热源,之后再通过余热锅炉回收烟气热量。在无害化处理医疗垃圾−废旧轮胎的同时,实现了能量的梯级利用。在固定给料速率的条件下,对所提出系统进行了能量分析和经济性分析。【结果】该系统能实现23.59 MW总能量的输出,总能量利用效率达到52.56%,远高于传统的垃圾发电效率。该系统具有良好的经济收益,在20年的生命周期内,可以实现相对净现值72797.81万元,且动态投资回收周期仅为3.13年。【结论】研究成果为固体废物资源的高效协同处理提供了新的技术路径。

干投法废轮胎热解炭黑改性沥青表面层首件工程工艺试验研究

为做好干投法生产废轮胎热解炭黑改性沥青AC-13表面层首件工程,参考废轮胎热解炭黑改性沥青混合料试件工艺参数,确定了5种AC-13混合料拌和楼试拌生产工艺参数方案。以生产的混合料制备马歇尔试件的体积参数为优化目标,确定了拌和楼工艺参数,混合料的运输、摊铺、压实及成型参照热拌改性沥青混合料工艺实施,铺筑了国内第一条废轮胎热解炭黑改性沥青路面首件工程(试验路)。经试验检测首件工程质量是合格的。试验结果表明:干投法废轮胎热解炭黑沥青混合料生产方案为先将矿料和水泥同时加入,投放完毕后再同时加入热解炭黑和沥青,拌和时间为50 s;现场施工运输、摊铺、压实成型工艺参照改性沥青混合料路面实施是可行的。成功铺筑首件工程对干投法废轮胎热解炭黑改性沥青混合料的推广应用具有一定的指导价值。

干法废轮胎热解炭黑改性沥青混合料室内制备工艺参数及其路用性能检测评价

为探讨干法制备废轮胎热解炭黑改性沥青混合料的工艺参数,以《沥青混合料改性添加剂第7部分:废旧轮胎热解炭黑》(JT/T 860.7-2017)推荐的湿法制备的废轮胎热解炭黑改性沥青混合料体积参数空隙率为优化目标,设定热解炭黑掺量、干拌时间、湿拌时间、矿料加热温度、混合料拌和温度和沥青加热温度等6个因素,各因素设定3个水平,进行了L_(27)(3^(6))正交试验,得出干法废轮胎热解炭黑改性沥青混合料最佳制备工艺参数。按照最佳工艺参数制备废轮胎热解炭黑改性沥青混合料,并对混合料进行了路用性能试验。研究结果表明:干法热解炭黑改性沥青混合料室内拌和的最佳参数为热解炭黑掺量10%、干拌时间15 s、湿拌时间90 s、沥青加热温度155℃、矿料加热温度190℃、混合料拌和温度170℃。干法废轮胎热解炭黑改性沥青混合料的动稳定度值比70号A级沥青混合料提高了83%;其他路用性能指标均满足规范技术要求。研究干法制备工艺参数对废轮胎热解炭黑改性沥青混合料应用提供了一种新工艺。

热解炭黑沥青混合料添加剂最佳掺量试验研究

【目的】探究废轮胎热解炭黑(TPCB)添加剂在沥青混合料中的最佳掺量,改善沥青混合料的综合性能。【方法】利用基于中心复合设计的响应曲面法(RSM)进行试验设计,对成型的马歇尔试件进行相关试验,分析试件制备参数对沥青混合料性能的影响并对响应变量进行数学建模预测。【结果】TPCB的加入显著提高了沥青混合料的高温稳定性,4.56%的沥青和5.32‰的TPCB为最佳掺量,采用模型预测的结果与试验结果吻合良好。【结论】RSM可有效适用于沥青混合料领域,TPCB作为沥青混合料添加剂有着广阔的应用前景。