20世紀90年代以來 ,英、美等許多國家都對廢舊橡膠輪胎的裂解技術產生了興趣 ,優質廢輪胎煉油設備這些采用的是1000℃左右的高溫裂解 ,其缺點是耗能高,裂解炭黑質量差 、產量低。該工作是將廢舊橡膠輪胎粉碎 ,然后在催化劑作用下,只需加熱~lJ400oC,使其裂解為裂化氣、裂化餾出油 ,并 同時發生反應生成炭黑 。裂化餾出油經分餾可得到汽油 、柴油和重油 。
經過研究和探索工藝方案及操作條件,已成功實現了工業化,運轉2年已取得顯著經濟效益。該工藝具有耗能低 、產品質量好 、無污染物排放 、工藝簡單 、操作易控制等特點,是比較先進的廢舊橡膠輪胎處理技術。
廢輪胎處理技術及方法主要是原型利用、磨粉、輔助燃料及熱裂解四種方式,下面淺談一下廢輪胎裂解設備的熱裂解處理。
1、熱裂解處理
熱裂解原理是將廢輪胎放置在缺氧或惰性氣體中進行不完全之熱降解,可產生液態、氣態之碳氫化合物以及碳殘渣。專業廢輪胎煉油設備,此技術先將廢輪胎經由切片粉碎后送入熱裂解反應器,在反應器內經加熱后產生熱分解反應,接下來將氣態產物通入冷凝器,藉此油氣分離,冷凝出近似柴油餾分,分離出之可燃性氣體則再送往燃燒爐燃燒提供熱裂解系統源源不斷的熱源,反應器內固態產物主要為炭黑,經磁選使粗炭黑與鋼絲分離,粗炭黑經由進一步處理制得可供商業化應用的炭黑。熱裂解法處理廢輪胎能夠實現資源的回收及有價產品的充分再利用,是目前廢輪胎處理的重要發展方向之一,也符合產業政策和發展規劃。
2、熱裂解產品特性
裂解油
本制程生產之裂解油比重約在0.93左右, 黏度比燃料油低,與柴油相近,作為燃料油使用不需先經預熱程序,可直接噴燃;裂解油之熱值約9800~10200 kcal/kg,熱值較燃料油為高, 主要原因是其輕質油含量較高所致。裂解溫度愈高,在反應爐內時間愈長,所得到裂解油成分愈輕,愈接近汽油之成分。裂解設備裂解油質量整理如表4所示,若再經過濾和脫色處理,可使其顏色與柴油接近,可供漁船或發電機使用。
裂解炭黑——環保炭黑
一條輪胎各部位因特性需求不同,會添加各種不同的炭黑,熱裂解炭黑系還原返回原始炭黑之產物,環保廢輪胎煉油設備,等于是各部位炭黑的混合物,因此,其質量基本上是相當于所有用于輪胎上炭黑之加權平均。反應在粒徑分析儀的分析上,裂解炭黑的分布曲線半腰寬ΔD50較N660窄,但較N330寬,拖長的曲線尾巴,Quartile ratio大,顯示以硬質炭黑成分比例多的混合特性。裂解炭黑碘吸附表面積值約70~105,而 DBP 油吸附值約65~90之間與N-300 系列近似,質量低于傳統(爐法)軟、硬質炭黑之間,屬中等表面積,低吸油值產品。裂解炭黑由廢輪胎回收裂解而得,因輪胎制造生產時添加或使用之無機物及金屬物質,主要是鋅化合物及鈷化合物,另一部分非金屬氧化物為二氧化硅,其余是少量之白炭黑及輪胎所附著之塵土,使裂解炭黑灰分(Ash)介于12~15%之間,較一般炭黑高出許多,因此補強及色度均較一般炭黑為低。然用價格可彌補產品此一缺陷。生產裂解炭黑,需通過嚴謹、一致的熱裂解控制,且經過精細的研磨工序,使得裂解炭黑除具有一定表面積與吸油值外,亦具有低的表面殘油分與低的水篩余物,使其在應用時,除可獲得一致的補強穩定性外,另因其低表面殘油特性,使其在高溫混煉加工時,有別于一般回收炭黑,不會產生濃郁的氣味。一種典型的裂解炭黑質量。