废轮胎裂解
热解是物质热降解成更小、更不复杂的分子的过程。有许多方法可以将轮胎热解聚成可销售的产品。几乎任何有机物质都可以通过这种方式分解，包括稻壳、聚酯织物、坚果壳、煤和重质原油。热解也被称为破坏性蒸馏，热解聚，热裂解、焦化和碳化。
热解产生三种主要产物——热解气、油和焦。焦炭是由炭黑、灰和其他物质组成的细颗粒无机材料例如氧化锌、碳酸盐和硅酸盐。裂解的其他副产品可能包括钢(来自钢带子午线轮胎)，人造丝，棉花，或来自轮胎帘线的尼龙纤维，这取决于所使用的轮胎类型。
每种产品和副产品都是适销对路的。该气体的热值为170至2375 Btu/ft3 (天然气平均为1000 Btu/ft3)。轻质油可以作为汽油添加剂出售，以提高辛烷值，重油可以用作6号燃料油的替代品。炭可以代替一些炭黑的应用，尽管质量和一致性是一个重大障碍。
康拉德工业公司在华盛顿森特利亚有一个裂解装置。该装置由俄勒冈州波特兰的Kleenair产品公司制造，并授权Conrad使用。该厂于1986年3月投产，目前有10名员工。该装置每天一班，每周5天，每年52周。康拉德计划在美国各地再建五个单元，使用四种不同的原料
森特利亚的热解装置每小时将100个轮胎(大约1吨，假设每个轮胎重20磅)转化为600磅炭黑，90加仑油和30热(8000立方英尺)的蒸汽气体。除了轮胎橡胶，康拉德的装置已被用于热解物质如稻壳，坚果壳，生物质(包括木材，纸，和堆肥)和塑料(包括聚酯、聚乙烯和丙烯)
这一章详细讨论了“一般”热解过程，并描述了一些重要的变化。对环境影响和财务可行性的分析也被提出。
8.1流程说明
实际的热解过程是在无氧条件下加热长链聚合物的结果。热量使分子振动。温度越高，振动越快。在温度高于237*C (460*F)时，振动会导致分子中较弱的键断裂，产生新的较短的分子。这些新分子的分子量比母体分子低。长时间暴露在高温下，最终会导致所有有机分子分解，留下焦炭残渣。这三种热解产物，石油，天然气和焦炭的质量和数量取决于反应器的温度和反应器的设计反应器温度对产品混合的影响如表8-1所示。康拉德工业生产的天然气、石油和焦炭的比例大致相同
几乎所有用于轮胎热解的过程都有相同的基本原理单元操作在反应堆设计上有所变化。本章首先介绍了基本流程
反应堆温度，*C(•F) |
气体,% |
石油,% |
Char, % |
500 (932) |
6 |
42 |
52 |
600 (雷竞技csgo1112) |
10 |
50 |
40 |
700 (1292) |
15 |
47 |
38 |
800 (1472) |
31 |
40 |
29 |
使用如图8-1所示的“黑匣子”或通用反应堆。具体类型的反应堆将在本章后面描述。
8.1.1物料搬运
大多数轮胎热解过程所需要的唯一原料是废轮胎．一些处理器购买和使用整个轮胎而其他人则把整个轮胎切成两英寸的碎片，或者购买已经被切掉的轮胎。康拉德使用当地的轮胎粉碎机将整条轮胎撕碎成2英寸大小，用钢丝连接。在康拉德的地盘上工作的轮胎切片工收取一笔小费，并免费向康拉德提供TDF。康拉德在TDF来源的可靠性方面没有问题
如果使用整个轮胎，则通常手动将其添加到反应器中。如果处理器使用切屑轮胎，则芯片存储在芯片筒仓中(见图8-1，第1项)，并使用振动给料机或螺旋输送机从筒仓送入反应器，以实现可控和已知的进料速率。进料通过由两个阀门或旋转星形阀组成的气锁系统。进料从气闸进入热解反应器(第2项)。
8.1.2反应器通用描述
在反应器中，芯片被加热到热解温度，轮胎芯片开始分解。反应器的工作温度为237至1000'C(460至1830'F)，最大产油温度为450*C (840'F)康拉德反应器是一个带有两个反应管或干馏管的圆柱形炉室，运行温度在900至1000 ' f .1之间
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(PorOMdOwPwcm) Pyro-gaa燃烧器 字符 Pyro-gaa燃烧器  图8 - 1。一般热解过程 由于反应堆温度高，碳氢化合物挥发物立即蒸发，并从反应堆排放到淬冷塔(项目3)，在那里它们被喷洒冷却的，回收的重油，大分子(含有8个碳原子(C8)或更多)被冷凝。冷凝液从淬冷塔底部流出，在重油接收器(第4项)中收集。在淬冷塔中未冷凝的化合物(即轻油，C3-C7)进入使用冷水的非接触式冷凝器。C3至C7轻质油被浓缩并收集在轻质油接收器中(第6项)。 虽然热解油含有大量的苯和甲苯，在纯形式下具有很高的价值，但从热解油中去除这些化合物需要昂贵的分馏设备。由于蒸馏设备的风险太大，投资回报太低，热解经营者一直不愿意在蒸馏设备上进行资本投资。因此，热解油必须作为六号(低价级)燃料油的替代品出售。康拉德森特罗利亚工厂生产的油最多含有1.5%的硫，作为商业燃料的混合油具有潜在的市场 采油后剩余的气体称为热解气，通常由碳数在1到5之间的石蜡和烯烃组成。根据工艺的不同，气体的热值范围为每立方英尺170至2375英热单位，平均为每立方英尺835英热单位(天然气平均每立方英尺约1000英热单位。)大多数工艺使用热解气体作为燃料来加热反应堆。任何多余的气体都可以燃烧或用来代替天然气锅炉燃料．燃烧高温气体产生的排放与燃烧天然气或低硫煤产生的排放相似。 康拉德森特利亚工厂产生的部分气体被用作工厂热解装置的燃料。剩余的气体目前在外部火炬中燃烧。目前，大约有3.5 MHBtu的热量在耀斑中过量燃烧;康拉德公司的工作人员希望将来这些过剩的天然气能有一个商业市场 焦是热解反应器产生的固体产物。按重量计算，Char约占该过程产生的总产品的37%热解焦由于其不利的特性而限制了其市场性。首先，焦炭含有多达10%至15%的灰分，这对其在新轮胎制造中的增强性能产生了不利影响。此外，炭的颗粒尺寸太大，使它成为高质量的炭黑第三，来自反应堆的焦炭被钢丝、人造丝、棉花和尼龙纤维污染。然而，纤维可以用机械方法去除，钢丝可以用磁铁去除。康拉德森特利亚工厂生产的炭黑平均含硫量低于0.75%，可用于复印机墨粉、塑料制品、橡胶制品(软管、脚垫)和油漆 大多数热解项目都试图降低灰分含量，并将产品炭升级为与商业炭黑相当的材料。蒸汽活化、粉碎、筛分、酸浸、苯萃取、过滤和其他工艺已被用于升级焦炭，但结果令人怀疑。粉碎、筛分和输送将产生逸散颗粒物排放。蒸汽活化、萃取、浸出和过滤产生挥发性有机化合物。然而，即使是升级的炭，也不能与原始炭黑竞争，甚至不能与由有害的亚化学计量燃烧制成的炭黑竞争有机废物． 8.2具体反应堆类型虽然有数百种轮胎热解过程，但它们都可以分为氧化或还原两类。表8-2列出了氧化还原工艺的生产厂家，包括生产能力、操作温度和产品组合。 氧化过程并不是精确的“热解”，因为它向反应器中注入氧气或空气热解的严格定义是物质在无氧条件下的热降解。这里包括氧化过程，因为该过程的要素和单元操作与纯热解相同。在氧化过程中，仍发生热降解，但氧与降解产物发生反应，导致部分燃烧。这种部分燃烧被称为“亚化学计量燃烧”，因为完全燃烧没有足够的氧气。燃烧产生的热量导致剩余的废轮胎进一步热降解。部分燃烧产生的气体包括一氧化碳、二氧化碳、氢气和二氧化硫，这些都不是在还原过程中产生的。 蒸汽喷射是氧化燃烧的一种变体，因为主要的反应包括裂解碳氢化合物以形成一氧化碳、二氧化碳和氢。由于气体产品不像在亚化学计量过程中消耗，蒸汽喷射过程比氧化过程产生更多的可燃气体产品。除了加热反应堆和内容物所需的热量外，注汽过程还需要外部设备热源产生蒸汽。 表8 - 2。热解装置的制造商和操作条件 表8 - 2。裂解装置制造商和操作条件
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