CN106883870A - 一种两段式废旧轮胎胶粉与导热剂及吸附剂共裂解的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种两段式废旧轮胎胶粉与导热剂及吸附剂共裂解的方法，包括以下步骤：废旧轮胎胶粉裂解由两个阶段组成，分别在两个独立的裂解室内进行，第一阶段是废旧轮胎胶粉的裂解，采用废机油作为导热加氢剂与胶粉共混裂解，第二阶段是第一阶段得到的固态产物的裂解，采用多孔陶瓷球作为导热吸附剂与第一阶段得到的固态产物混合裂解。本发明采用导热加氢剂与胶粉共裂解，克服了轮胎胶粉单独裂解升温速率慢，积碳和结焦严重的问题，同时提高了裂解油产率和燃油产物中附加值高的汽、柴油馏分比例；采用导热吸附剂，通过竞争吸附作用，降低了炭黑产品中挥发分含量，提高了炭黑产品品质。
Description
技术领域
本发明涉及固废资源化领域，具体涉及一种废轮胎裂解的方法。
背景技术
废旧轮胎热裂解处理量大，减量化效果明显，裂解产物品种多，可回收裂解气、裂解油和炭黑等再生资源，它不仅具有明显的环境效益，而且经济效益也十分可观。裂解气经处理可以用作液化气，裂解油经蒸馏分馏后根据不同的凝点可以得到不同品种的燃料油，炭黑可作轮胎或橡胶制品的填充剂，钢丝可以重新回炉炼钢。然而，常规的轮胎裂解方法存在以下问题，其产品竞争力有限：
(1) 废旧轮胎裂解产物中油的产品附加值最高，但现有的轮胎裂解工艺其油产率一般在30%～45%左右，且汽油、柴油馏分含量偏低，热解油产品品质较差，经济效益低；
(2) 裂解的热交换过程多依靠反应器壁面热传导和热辐射的方式进行，热传递效率低。且胶粉的导热性能差，热解过程中升温速率低，热解反应速率慢，降低了生产效率的同时，还造成裂解炉中温度分布不均匀，局部结焦严重。
(3) 裂解产物炭黑在排出裂解炉前，由于其多孔结构，会吸附一定量的有机物，一方面造成裂解油产率的下降，另一方面也会对其自身的后续使用带来不利影响。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种两段式废旧轮胎胶粉与导热剂及吸附剂共裂解的方法，通过胶粉与导热加氢剂共混裂解，裂解碳黑与导热吸附介质共混的手段，以及控制热解不同阶段的温度及停留时间等措施，提高裂解过程中的传热效率和裂解效率，从而达到提高热解效率，提高炭黑产品质量和裂解油产率及其品质的目的。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种两段式废旧轮胎胶粉与导热剂及吸附剂共裂解的方法，其特征在于包括以下步骤：废旧轮胎胶粉裂解由两个阶段组成，分别在两个独立的裂解室内进行，第一阶段采用废机油作为导热加氢剂与胶粉共混裂解，第二阶段采用多孔陶瓷球作为导热吸附剂与第一阶段得到的固态产物混合裂解；
在所述第一阶段，胶粉与废机油按照质量比1: 0.2~0.6进行混合，裂解温度控制在500~600℃范围内，固相停留时间控制在10~20min；在所述第二阶段，多孔陶瓷球与所述第一阶段得到的固态裂解产物按照体积比1：0.8~1.2进行混合，裂解温度控制在400~450℃范围内，固相停留时间控制在5~10min。
本发明与传统轮胎单独裂解方法相比，具有以下优点：
（1）废机油有高沸点和良好的导热性能，作为裂解导热剂，一方面可降低裂解所需反应温度，提高裂解过程中胶粉升温速率，减少积碳和结焦，缩短裂解反应所需时间，解决轮胎单独裂解效率差的问题。
（2）采用机油与轮胎胶粉共裂解，不但产油率较传统裂解方法有明显提高，燃油产物中附加值高的轻石脑油比例增加显著，这是因为：机油起到导热剂的作用，可显著提高裂解过程中胶粉的升温速率，促进挥发分的释放，减少裂解过程中二次反应的发生，进而明显提高裂解油产率；此外，废机油裂解生成的氢气与轮胎裂解产生的不饱和烷烃发生加氢反应，裂解气体中部分低碳烯烃化合物与聚烯烃裂解产物中部分烯烃化合物产生聚合反应，从而使气体量大为减少。而以上这些加氢、聚合反应的产物则为一些低碳化合物，为柴油、汽油产品的主要成分，其结果将会使得裂解产物中汽油馏分、柴油馏分增加。
（3）采用导热吸附剂与第一阶段得到的固态产物混合裂解，可以通过吸附剂的竞争吸附作用，减小裂解产物炭黑所吸附的有机物的量，提高炭黑产品品质。
附图说明
图1是两段式废旧轮胎胶粉与导热加氢剂及导热吸附剂共裂解流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，废旧轮胎胶粉裂解由两个阶段组成，分别在两个独立的裂解室内进行，第一阶段采用废机油作为导热加氢剂与胶粉共混裂解，第二阶段采用多孔陶瓷球作为导热吸附剂与第一阶段得到的固态产物混合裂解；
在所述第一阶段，胶粉与废机油按照质量比1: 0.2进行混合，裂解温度控制在500℃，固相停留时间10min；在所述第二阶段，多孔陶瓷球与所述第一阶段得到的固态裂解产物按照体积比1：0.8进行混合，裂解温度控制在400℃，固相停留时间5min。
所述胶粉粒径控制在6~10mm之间，陶瓷球粒径控制在2~5mm之间。
所述废机油在与胶粉共混前需预热至200℃。
对裂解产物收集后进行检测，裂解油，裂解气和炭黑的产率分别为%，%和%，裂解油经分馏后，其中汽油馏分和柴油馏分含量分别达到%和%，炭黑经工业分析，挥发分含量为%，裂解气经气相色谱检测其气体组分为：H2 27.4%、CO 30.2%、CO2 25.2%、CH4 10.5%、CnHm6.7%。
实施例2
在所述第一阶段，胶粉与废机油按照质量比1: 0.6进行混合，裂解温度控制在600℃，固相停留时间20min；在所述第二阶段，多孔陶瓷球与所述第一阶段得到的固态裂解产物按照体积比1：1.2进行混合，裂解温度控制在450℃，固相停留时间10min。
所述胶粉粒径控制在2~6mm之间，陶瓷球粒径控制在2~5mm之间。
所述废机油在与胶粉共混前需预热至400℃。
对裂解产物收集后进行检测，裂解油，裂解气和炭黑的产率分别为%，%和%，裂解油经分馏后，其中汽油馏分和柴油馏分含量分别达到%和%，，炭黑经工业分析，挥发分含量为%，裂解气经气相色谱检测其气体组分为：H2 27.4%、CO 30.2%、CO2 25.2%、CH4 10.5%、CnHm6.7%。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种两段式废旧轮胎胶粉与导热剂及吸附剂共裂解的方法，其特征在于它包括以下步骤：废旧轮胎胶粉裂解由两个阶段组成，分别在两个独立的裂解室内进行，第一阶段采用废机油作为导热加氢剂与胶粉共混裂解，第二阶段采用多孔陶瓷球作为导热吸附剂与第一阶段得到的固态产物混合裂解；
在所述第一阶段，胶粉与废机油按照质量比1: 0.2~0.6进行混合，裂解温度控制在500~600℃范围内，固相停留时间控制在10~20min；在所述第二阶段，多孔陶瓷球与所述第一阶段得到的固态裂解产物按照体积比1：0.8~1.2进行混合，裂解温度控制在400~450℃范围内，固相停留时间控制在5~10min。
2.根据权利要求1所述的一种两段式废旧轮胎胶粉与导热剂及吸附剂共裂解的方法，其特征在于：所述胶粉粒径控制在2~10mm之间，陶瓷球粒径控制在2~5mm之间。
3.根据权利要求1所述的一种两段式废旧轮胎胶粉与导热剂及吸附剂共裂解的方法，其特征在于：所述废机油在与胶粉共混前需预热至200~400℃。
4.根据权利要求1所述的一种两段式废旧轮胎胶粉与导热剂及吸附剂共裂解的方法，其特征在于：所述导热加氢剂不仅为废机油，还包括各种有机废弃物如生物质、城市生活垃圾和废旧塑料等氢含量高且裂解温度低的物质。
5.根据权利要求1所述的一种两段式废旧轮胎胶粉与导热剂及吸附剂共裂解的方法，其特征在于：所述导热吸附剂不仅为多孔陶瓷球，还包括分子筛等多孔导热性较好的物质。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170623 |