一 廢橡膠熱解產(chǎn)物

橡膠分天然與人工合成兩類。廢橡膠主要是指天然橡膠生產(chǎn)的廢輪胎，工業(yè)部門的廢皮帶和廢膠管等。人工合成的氯丁橡膠，丁腈橡膠由于熱解時(shí)會(huì)產(chǎn)生HCl和HCN，不宜熱解。

廢輪胎熱解的產(chǎn)物非常復(fù)雜，輪胎熱解所得產(chǎn)品的組成中氣體占22%（重量）、液體占27%、炭灰占39%、鋼絲占12%。在氣體組成主要為甲烷 (15.13%)、乙烷(2.95%)、乙烯(3.99%)、丙烯(2.5%)、一氧化碳(3.8%)，水、CO2、氫氣和丁二烯也占一定的比例。在液體組成主要是苯(4.75%)、甲苯(3.62%)和其他芳香族化合物(8.50%)。在氣體和液體中還有微量的硫化氫及噻吩，但硫含量都低于標(biāo)準(zhǔn)。熱解產(chǎn)品組成隨熱解溫度不同略有變化，溫度增加氣體含量增加而油品減少，碳含量也增加。

二 熱解流程

廢輪胎的熱解爐主要應(yīng)用流化床及回轉(zhuǎn)窯，現(xiàn)已達(dá)到實(shí)用階段。廢輪胎經(jīng)剪切破碎機(jī)破碎至小于5mm，輪緣及鋼絲簾子布等絕大部分被分離出來，用磁選去除金屬絲。輪胎粒子經(jīng)螺旋加料器等進(jìn)入直徑為5cm，流化區(qū)為8cm，底鋪石英砂的電加熱反應(yīng)器中。流化床的氣流速率為50L/h，流化氣體由氮及循環(huán)熱解氣組成。熱解氣流經(jīng)除塵器與固體分離，再經(jīng)靜電沉積器除去炭灰，在深度冷卻器和氣液分離器中將熱解所得油品冷凝下來，未冷凝的氣體作為燃料氣為熱解提供熱能或作流化氣體使用。

由于上述工藝要求進(jìn)料切成小塊，預(yù)加工費(fèi)用較大。故日本、美國、前聯(lián)邦德國等公司與漢堡公司合作，在聯(lián)邦技術(shù)研究部的推動(dòng)下，在漢堡研究院建立了日加工1.5-2.5t的廢輪胎的實(shí)驗(yàn)性流化床反應(yīng)器。該流化床內(nèi)部尺寸為900mm×900mm，整輪胎不經(jīng)破碎即能進(jìn)行加工，可節(jié)省大量破碎費(fèi)用。

流化床用砂或炭黑組成，由分置為二層的7根幅射火管間接加熱。一部分生成的氣體用于流化床，另一部分燃燒為分解反應(yīng)提供熱量。

整輪胎通過氣鎖進(jìn)入反應(yīng)器，輪胎到達(dá)流化床后，慢慢地沉入砂內(nèi)，熱的砂粒覆蓋在它的表面，使輪胎熱透而軟化，流化床內(nèi)的砂粒與軟化的輪胎不斷交換能量、發(fā)生磨擦，使輪胎漸漸分解，二三分鐘后輪胎全部分解完，在砂床內(nèi)殘留的是一堆彎曲的鋼絲。鋼絲由伸入流化床內(nèi)的移動(dòng)格柵移走。

熱解產(chǎn)物連同流化氣體經(jīng)過旋風(fēng)分離器及靜電除塵器，將橡膠、填料、炭黑和氧化鋅分離除去。氣體通過油洗滌器冷卻，分離出含芳香族高的油品。最后得到含甲烷和乙烯較高的熱解氣體。整個(gè)過程所需要的能量不僅可以自給，還有剩余熱量可供給其用。

產(chǎn)品中芳香烴餾分含硫量小于0.4%，氣體含硫量小于0.1%。含氧化鋅和硫化物的碳黑，通過氣流分選器可以得到符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的炭黑，再應(yīng)用于橡膠工業(yè)。殘余部分可以回收氧化鋅。

采用整輪胎的流化床熱解工藝，在經(jīng)濟(jì)上是合算的。Eskel-mann公司正計(jì)劃建立一家采用整只廢輪胎和含有碳?xì)浠衔飶U料作原料年產(chǎn)6000-10000噸的芳香族餾分商業(yè)性工廠。

普林斯頓輪胎公司與日本水泥公司共同研究了廢輪胎作水泥燃料的試驗(yàn)：該方法主要考慮廢輪胎含有鐵和硫，它們是水泥所需要的組分，輪胎中的橡膠及炭黑是燃料，可以提供水泥燒制所需要的能量。其工藝流程為先將廢輪胎剪切破碎至一定粒度，投入水泥窯（回轉(zhuǎn)窯）在1500℃左右高溫燃燒，廢輪胎和炭黑產(chǎn)生 37260kJ/kg的熱量。廢輪胎中的硫氧化成二氧化硫，在有金屬氧化物存在時(shí)進(jìn)一步氧化成三氧化硫，與水泥原料石灰結(jié)合生成CaSO4,變成水泥成分之一，防止了二氧化硫的污染，金屬絲在1200℃熔化與氧生成Fe2O3，進(jìn)一步與水泥原料CaO，Al2O3反應(yīng)也轉(zhuǎn)成為水泥的組分之一。由于水泥窯身比較長，輪胎在水泥窯中比在一般焚燒爐中停留時(shí)間長，并且水泥窯內(nèi)溫度高達(dá)1500℃，燃燒完全，不會(huì)產(chǎn)生黑煙及臭氣。報(bào)告說，投入廢輪胎后每噸水泥可節(jié)省C號重油3%。

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