废旧轮胎热解及热解产物研究展望
2021-01-18蒋智慧刘洋宋永猛邓泽宇张天昊付洁敖文雅代建军
化工进展 2021年1期
蒋智慧,刘洋,宋永猛,邓泽宇,张天昊,付洁,敖文雅,代建军
(1 北京化工大学化学工程学院,北京100029;2 有机无机复合材料国家重点实验室,北京100029)
2018年中国废旧轮胎总量达到7.65×108条,重达1.5×107t,2020年达到2×107t[1]。2019年《中国再生资源回收行业发展报告》显示,我国废旧轮胎产生量和回收量稳步上升,但回收利用率低于50%[2]。2010 年我国工业和信息化部编制《废旧轮胎综合利用指导意见》提出推进废旧轮胎热解,开拓热解产品应用市场[3]。2019年我国对《废旧轮胎综合利用行业准入公告管理暂行办法》进行修订并发布了《废旧轮胎综合利用行业规范条件(修订征求意见稿)》,鼓励开展废旧轮胎综合利用,通过旧轮胎翻新、废轮胎生产再生橡胶、热裂解等实现资源化利用[4]。一只报废轿车轮胎重约9kg,由橡胶(天然及合成橡胶)、炭黑、骨架材料(如钢丝、人造丝和尼龙丝)以及添加剂组成,橡胶为50%~60%,炭黑最高30%,硫约1.5%,人造丝、尼龙、聚酯和钢丝分别约为2.8%、1.3%、0.1% 及13.1%[5]。废轮胎具有强稳定性和抗生物降解性,目前处理方法与特点如表1,其中热解具有节能环保和资源再利用优势备受关注。本文基于轮胎热解机理,重点论述热解工艺因素的影响及热解反应器特性,阐述了热解产物性质与应用,指出当前工业化连续运行轮胎热解存在的问题,为轮胎热解提供技术支撑和发展思路。
1 热解机理
轮胎热解涉及化学键断裂、自由基形成、分子重排和热聚合等反应,各反应平行、连串、交叉进行。有研究学者认为热分解包括低沸点添加剂、天然橡胶和合成橡胶分解,如表2。……
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