廢舊輪胎熱解資源化研究_薛大明

1、廢舊輪胎熱解資源化研究薛大明全燮趙雅芝楊鳳林(大連理工大學環(huán)境工程研究所,大連,116012摘要廢舊輪胎熱解資源化是近年來世界各國關(guān)注的熱點。熱解溫度控制在400800便能得到燃料油、炭黑、鋼絲和燃料氣。熱解工藝簡單,操作方便,投產(chǎn)18個月能收回全部投資,經(jīng)濟效益可觀,同時減輕廢舊輪胎對環(huán)境的壓力。廢舊輪胎必將成為一種既有能源價值,更有資源價值的新興資源,補充世界各國對資源的需求。關(guān)鍵詞廢舊輪胎熱解燃料油炭黑1前言隨著汽車工業(yè)和交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展,對各種輪胎的需求量日益增加。目前世界輪胎年產(chǎn)量高達5億噸,報廢率為55.4%1。1994年,我國生產(chǎn)輪胎5000萬條,廢棄量1250萬條,報廢率為

2、25%。眾多輪胎的廢棄不僅占用了大量土地,而且造成資源的無端浪費。同時,由于它難降解對環(huán)境造成不良影響。從保護環(huán)境和回收資源考慮,廢舊輪胎的回收利用已經(jīng)受到世界各國的普遍關(guān)注,目前,廢舊輪胎的回收利用主要分三大類1:(1整體利用。將整個舊輪胎作為船塢、漁船、運沙船、漂浮信號燈的防護物,人工漁礁等,或者整個輪胎翻修重新作車用;(2再加工。制成膠片作室內(nèi)地板,或制成膠粉用作地板、飛機跑道和路面的鋪路材料,或制成橡膠管、橡膠帶等;(3熱利用。即直接焚燒用作生產(chǎn)水泥的燃料和材料等1。而廢舊輪胎的熱解處理在國外起步不久,在國內(nèi)尚無這方面研究的報道。2廢舊輪胎的熱解工藝熱解工藝流程:廢舊輪胎凈化切片熱解固

3、體鋼絲磁選炭黑氣體冷凝燃料氣燃料油本試驗中,熱解溫度控制在400800之間,熱解氣體冷凝后大部分變成液態(tài)油品,少量是不凝的低碳烴氣體。熱解固體產(chǎn)物粉碎、磁選后,篩分為炭黑和鋼絲。所得產(chǎn)物的比例為:燃料油41%45%,燃料氣8%12%,炭黑37%39%,鋼絲8%10%。3固態(tài)產(chǎn)物評價3.1鋼絲熱解固態(tài)產(chǎn)物經(jīng)粉碎磁選后,鋼絲表層包裹著一層薄薄的炭黑,將其打磨光后,得到的鋼絲與輪胎中鋼絲的色澤、形態(tài)和強度基本一致,可以回爐熔煉成鋼錠再加工利用。3.2炭黑將回收炭黑磨細至100目,與新炭黑(N 330進行物性對比試驗。試驗時,炭黑按一定比例加入到生膠中,混合制成膠片,測其物性參數(shù)2,如表1所示(試驗時

4、,室溫24,濕度62%。測試結(jié)果表明:1號和3號試片有三項指標完全相同,伸長率和硬度是1號試片高于3號試片,僅扯斷力1號試片稍低于3號試片。2號試片與3號試片相比,有四項指標前者低于后者,而硬度為2號高于3號,定伸泛力均相同。對比結(jié)果說明,在這種工藝條件下的回收炭黑與新炭黑等量混合制成的膠片,可以完全取代新炭黑制膠片。47環(huán)境工程1998年2月第16卷第1期表1膠片的物性參數(shù)測試結(jié)果試片號*扯斷力/M Pa伸長率(%變形(%定伸泛力/M Pa硬度(邵氏磨損減量(cc/1.61km19500165641.3 27400125700.82 311450165561.3*試片1:新炭黑(N330回收

5、炭黑=5050試片2:回收炭黑100試片3:新炭黑(N3301004油、氣產(chǎn)物分析4.1氣體產(chǎn)物六個氣體經(jīng)色質(zhì)譜聯(lián)機分析,發(fā)現(xiàn)氣體成分以低碳烯烴為主,其產(chǎn)物分布以乙烯為主,其次是丙烯、丁烯、異丁烯,以及微量的戊烯、戊二烯等。這些產(chǎn)物可以做為燃料又是寶貴的化工原料。4.2液態(tài)油品六個油樣經(jīng)色質(zhì)譜聯(lián)機分析,發(fā)現(xiàn)油品中有140多個組分,除10%左右的低碳烯烴外,主要是芳香族化合物,其中苯、甲苯、二甲苯及乙苯占10%15%;三甲苯、四甲苯、甲基丙烯基苯等占23%28%;萘、一甲基萘、二甲基萘、三甲基萘等占7%12%;苯甲酸1%2%,以及少量的兩個環(huán)以上的稠環(huán)芳烴化合物。這些化合物都是有用的化工原料。如

6、萘經(jīng)氧化后可作為染料中間體、塑料增塑劑、糖精防蟲劑、制滌淪樹脂、電影膠片、醇酸磁漆等。甲基萘氧化皂化后可以合成植物生長刺激素、土豆抑制發(fā)芽劑、抗口、鼻、喉粘膜出血和腫脹的脈管收縮劑等。從油品分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),這種回收油品與煤焦油成分相似3,能夠分餾成多種芳香族化合物。這些化合物均能在染料、醫(yī)藥、制革、農(nóng)藥、輕化工、石油化工等各種行業(yè)中起著重要作用。因而與其把它們作為燃料付之一炬,不如將其進行深加工獲得更為有價值的產(chǎn)物,從而獲得更好的經(jīng)濟效益。5經(jīng)濟效益分析廢舊輪胎熱解工藝所需主要設(shè)備有切片機、熱解爐、球磨機、磁選機、冷凝器及油、氣貯罐等。按年處理1000t廢輪胎設(shè)計,一次性投資約230萬元。噸處理

7、成本(包括廢輪胎、電、水人工、設(shè)備折舊等為1200元左右,各種產(chǎn)物的現(xiàn)行市價(元/t分別為炭黑4500、燃料油2000、燃料氣(液化2400和鋼絲2000。年利稅約180萬元,投產(chǎn)18個月即可收回全部投資。6結(jié)論該項廢舊輪胎熱解技術(shù)工藝簡單,操作容易,設(shè)備維修費用低,基本上無二次污染,所得產(chǎn)品屬于急需的能源和化工原料,經(jīng)濟效益可觀,運行費用低,世界各國廢輪胎廢棄量大,容易收集,運輸方便,不易損耗。無論從環(huán)境保護還是從經(jīng)濟效益考慮,該項目的實施都是一件有益的事情。它使廢物不廢,為資源日益匱乏的地球增添一種新的、可利用的再生資源。參考文獻1王建鑫摘譯.日本輪胎的回收與利用.橡膠譯叢, 1995,(

8、2:532J.B.道萘等.炭黑,化學工業(yè)出版社(19823上?；W院,煤化學和煤焦油化學,上海人民出版社(1976第一作者薛大明,女,1942年生,1965年畢業(yè)于蘭州大學放射化學專業(yè),副教授。從事環(huán)境工程專業(yè)教學與科研,在工業(yè)廢水治理與固體廢棄物回收利用方面做了大量工作。發(fā)表論文20余篇。1996-12-03收稿48環(huán)境工程1998年2月第16卷第1期STU DIES ON TECH N OLOGICAL PROCESS OF SYN THE SIZING COATING BY WASTE PLASTIC SZhang X ianghe et al .(44A bstract This p

9、aper describes the technological process of the synthesis of coating w hich is obtained from w aste plastics .It leads to g reat step forward for minucipal g arbage disposal .Keywords Wast plastics ,coating and technological processWASTE TYR E TRE ATMEN T BY THER MAL CR AC KING METHOD X ue Dam ing e

10、t al .(47A bstract This paper discusses w aste ty re treatment by thermal cracking method .Flue gas ,flue oil ,carbon black and steel w ire are obtained as the products in the condition of no rmal pres -sure and the termperature of 400-800.Whole process is proved to be simple as w ell as easy to ope

11、rate .It is estimated that the investment cost can be covered in 18months ,due to its consider -able economic and environmental benefits and the proeess is predicted to play an impo rtant role in w aste ty re treatment in the near future .Keywords Waste ty re ,therm al cracking ,flue oil and carbon

12、blackEXPERIME NTAL STU DY OF SULFIDE ARSEN IC LE ACH IN G WITH CHLORIDE COP -PER AND R ECOVE RY OF AR SEN IC BY R EDU CTION Ma Wei et al .(49A bstract Method of recovering the arsenic in sulphide arsenic sedimentation w as experi -mentally studied and also the influence facto rs in the leaching proc

13、ess w ith chloride copper and re -ducing arsenic acid solution w ith SnCl 2and arsenic with purity of 89%w as obtained in due course .Keywords Arsenic ,leach and reductionSTU DY ON PR EPAR ATION OF Zn SO 47H 2O FROM Zinc RESIDU E Wang Qingliang et al .(52A bstract In this paper ,the preparation of Z

14、nSO 47H 2O by using Zinc residue is investig at -ed .The experimental results show that iron can be removed throug h the available o xygenant se -lecting and pH regulation at norm al temperature .The method has advantages of widely available and cheap raw material ,simple production process ,less investment and low cost ,better economical and environmental benefits and so on .The product quality is in accordanc e w ith the standard of HG /T 2326-92.Keywords Zinc residue ,H 2SO 4,ZnSO 47H 2OPR EPAR