裂解是將廢輪胎熱蒸餾成炭和裂解油。盡管這種油含有很多雜質(zhì),但它仍可作為原料像原油一樣進(jìn)行進(jìn)一步精煉。裂解在無(wú)氧的條件下在600~900℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。平均質(zhì)量為20kg的整條輪胎幾乎可以wq裂解。裂解反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w,這些氣體可用來(lái)點(diǎn)燃裂解反應(yīng)器,因此無(wú)須另外的能量來(lái)維持裂解過(guò)程。廢輪胎產(chǎn)生的典型裂解產(chǎn)物[%(質(zhì)量)]包括:
氣體 15~20 炭黑 30~40
油 20~30 鋼絲 5~20
水 5~10
值得注意的是,即使輪胎中含有約2%的硫,裂解氣體中硫化氫的含量也很低。
該過(guò)程產(chǎn)生的氣體為工廠的燃料,而最終的低級(jí)裂解油作為原油共混材料銷售。遺憾的是炭黑/炭部分含有20%的灰燼,因此不能用于輪胎生產(chǎn)。
由于碳化物和油既沒有達(dá)到說(shuō)明書要求,也沒有定價(jià),因此仍需要開發(fā)輪胎裂解副產(chǎn)物市場(chǎng)。由于輪胎中無(wú)機(jī)填料(Zno、碳酸鹽和硅酸鹽)的存在及碳成分由炭黑的混合物組成(乘用胎中存在10種不同的炭黑),因此目前炭黑的質(zhì)量較差,需要提煉以提高炭黑的質(zhì)量。炭黑可作為填料用于低中檔場(chǎng)合,也可作為瀝青面料的改性劑,也可部分替代低補(bǔ)強(qiáng)炭黑用于橡膠中。
裂解油可以返回提煉以制備石油、柴油和潤(rùn)滑油。裂解油中芳香族碳?xì)浠衔?,如苯、甲苯和二甲苯的含量高。正因?yàn)槿绱?,這種油被稱為“BTX”被銷售給化工產(chǎn)品和塑料生產(chǎn)商。但是,由于這種油富含苯和甲苯,將這些芳香族化合物從脂肪族化合物中分離出來(lái)需要進(jìn)行額外的蒸餾。裂解油作為燃料油的替代品售價(jià)從0.36~0.95美元/gal(1gal=3.78dm³)不等,這取決于油的組成和質(zhì)量。而輕質(zhì)芳香油在1995年的售價(jià)約為0.5美元。
由輪胎裂解得到的氣體稱為熱解氣體,占產(chǎn)量的10%~30%,其中含有氫氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、丁烯、丙烷、丙烯、丁烷及1%的硫。這些氣體適合用于產(chǎn)生熱量。
商丘瑞新的技術(shù)將整條輪胎在密封爐內(nèi)裂解。該過(guò)程生產(chǎn)出的燃料氣體、蒸餾油、炭黑和鋼。裂解氣體被用作該過(guò)程的燃料,多余的可銷售。蒸餾油可用作工業(yè)爐和鍋爐的燃料。從該過(guò)程回收的炭黑比用作填料的炭黑質(zhì)量高。
改進(jìn)的熱裂解炭
直接從裂解過(guò)程中收集的炭黑純度較低不能用于輪胎的生產(chǎn),然而,最近改進(jìn)的裂解工藝(輪胎封閉回收)可從裂解油中制得高級(jí)炭黑,這種炭黑可適用于輪胎的生產(chǎn),這表明了技術(shù)的重大進(jìn)步。
我公司生產(chǎn)炭黑凈化處理成套設(shè)備改善裂解炭質(zhì)量的方法,它通過(guò)一個(gè)封閉的活化步驟,產(chǎn)生活性炭,xc不想要的副產(chǎn)物和排放物。炭活化是在900℃下將CO2還原成CO。消耗的CO2通過(guò)可逆反應(yīng)(2CO→CO2+C)再生,與此同時(shí)生成了Boudouard炭。Boudouard炭的粒子尺寸足夠小,能在柴油機(jī)中wq燃燒。Boudouard炭還沒有被詳細(xì)研究,但潛在的應(yīng)用包括顏料、墨和潤(rùn)滑劑。
因此,除了生產(chǎn)芳烴油和低級(jí)炭外,可以通過(guò)設(shè)計(jì)輪胎裂解過(guò)程來(lái)生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品,如輪胎級(jí)炭黑、活性炭和Boudouard炭。
裂解過(guò)程進(jìn)行的成本分析表明,生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的裂解過(guò)程利潤(rùn)較高,而且有競(jìng)爭(zhēng)力。另外,由于活性炭的原料是煤炭和石油,使用廢輪胎代替他們可以更好的保護(hù)這些有限的資源。