發(fā)布時間：2017-05-24 06:13

  本文關(guān)鍵詞：廢輪胎與煤焦油共熱解制備燃料油和炭黑工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在建設(shè)環(huán)境友好型和資源節(jié)約型和諧社會的大背景下,廢輪胎作為固廢之一越來越受到人們的重視,在眾多廢輪胎處理方法中,采用熱解法處理廢輪胎是一種極具潛力的方法。但單純的廢輪胎熱解存在著傳熱效率低和熱解不充分等問題,因此越來越多的學(xué)者開始對廢輪胎與其他物質(zhì)共熱解的研究,期望解決這些問題并改善燃料油的品質(zhì)。本文主要針對廢輪胎與煤焦油共熱解制備燃料油工藝進行了研究,并通過脫灰降硫處理改善熱解炭黑品質(zhì)。為確定廢輪胎與煤焦油共熱解最佳工藝條件,研究了溫度、廢輪胎與煤焦油配比以及煤焦油對廢輪胎溶脹程度因素對熱解工藝的影響。研究表明:(1)煤焦油對廢輪胎有較強的溶脹作用,溫度、比表面積和輪胎類型等因素都具有顯著影響,溫度升高和比表面積增大都能加快溶脹進程。(2)廢輪胎單純熱解和煤焦油溶脹預(yù)處理后廢輪胎共熱解時,燃料油隨著熱解溫度的升高而增加,升高到550℃熱解基本完全。(3)廢輪胎單純熱解時,燃料油收率53.60%,熱解炭渣收率35.21%。廢輪胎:煤焦油質(zhì)量比為1:1時未經(jīng)溶脹預(yù)處理直接混合共熱解,燃料油收率為71.65%,熱解炭渣收率為18.63%。煤焦油溶脹預(yù)處理后廢輪胎共熱解在溶脹飽和時,燃料油收率高達(dá)78.11%,熱解炭渣收率為16.08%。通過餾程、色度、FT-IR以及GC-MS手段對共熱解制備的燃料油進行分析,主要成分是苯、甲苯、二甲苯、萘等化合物,同時得到的共熱解炭渣疏松多孔易于粉碎。炭黑中含有較多的灰分和硫組分,通過單因素實驗方法探討不同酸、酸濃度、溫度、液固比、攪拌速度和攪拌時間等因素對脫灰降硫效果的影響,并采用正交實驗方法尋找到最佳工藝參數(shù)是煤焦油溶脹預(yù)處理廢輪胎共熱解炭、溫度60℃、鹽酸濃度2.0mol/L、攪拌時間120min、液固質(zhì)量比10:1。實驗結(jié)果表明,炭黑中灰分含量由原來的9.25%降為1.88%,硫含量也由2.13%降為0.96%。通過顯微鏡和掃描電鏡對炭黑表面形貌進行觀察,共熱解炭黑顆粒多呈現(xiàn)橢球狀和鱗片狀,且其表面粗糙多孔。通過“相似相溶”的理論對煤焦油溶脹廢輪胎的機理進行分析,通過計算機模擬軟件計算出煤焦油中溶劑分子苯的溶解度參數(shù)為18.5,與實驗值18.7很接近。同時計算出煤焦油中溶劑分子在橡膠分子中的擴散系數(shù)。利用TG/DTG技術(shù)分析廢輪胎單純熱解和煤焦油溶脹預(yù)處理廢輪胎共熱解動力學(xué)參數(shù),得出廢輪胎單純熱解工藝和煤焦油溶脹預(yù)處理廢輪胎共熱解工藝的平均表觀活化能分別為186k J/mol和146k J/mol,比較兩者平均表觀活化能得出煤焦油溶脹預(yù)處理廢輪胎共熱解反應(yīng)更易于進行。
【關(guān)鍵詞】：廢輪胎 煤焦油 熱解 溶脹 燃料油 炭黑
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TQ517;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 引言10-21
• 1.1 廢輪胎資源化利用概述10-15
• 1.1.1 廢輪胎的產(chǎn)生及帶來的問題10-12
• 1.1.2 廢輪胎資源化利用途徑12-13
• 1.1.3 廢輪胎熱解技術(shù)研究進展13-15
• 1.2 煤焦油加工概述15-18
• 1.2.1 煤焦油的產(chǎn)生及性質(zhì)15-16
• 1.2.2 煤焦油加工進展16-18
• 1.3 本課題的選題意義和研究內(nèi)容18-21
• 1.3.1 本課題研究意義18-19
• 1.3.2 本課題研究創(chuàng)新點19
• 1.3.3 本課題主要研究內(nèi)容19-21
• 第二章 實驗原料與方法21-35
• 2.1 實驗原料與分析21-24
• 2.2 實驗裝置24-25
• 2.3 實驗儀器和試劑25-26
• 2.4 實驗方案26-28
• 2.4.1 熱解實驗流程26-27
• 2.4.2 熱解炭脫灰降硫?qū)嶒灹鞒?/span>27-28
• 2.5 分析方法28-35
• 2.5.1 熱重分析28
• 2.5.2 熱解油和炭黑FT-IR官能團分析28-29
• 2.5.3 熱解油GC-MS成分分析29
• 2.5.4 熱解油色度和安定性分析29-34
• 2.5.5 炭黑總硫含量分析34
• 2.5.6 炭黑表面形貌分析34-35
• 第三章 煤焦油與廢輪胎共熱解工藝研究35-55
• 3.1 煤焦油與廢輪胎共熱解工藝條件的確定35-45
• 3.1.1 煤焦油對廢輪胎溶脹預(yù)處理研究35-39
• 3.1.2 廢輪胎與煤焦油單純熱解特性研究39-40
• 3.1.3 溫度對共熱解產(chǎn)物收率的影響40-41
• 3.1.4 未溶脹預(yù)處理廢輪胎與煤焦油直接混合共熱解特性研究41-42
• 3.1.5 廢輪胎溶脹程度對共熱解產(chǎn)物收率的影響42-45
• 3.2 熱解油分析45-54
• 3.2.1 熱解油餾程分析45-46
• 3.2.2 熱解油色度和安定性分析46-48
• 3.2.3 熱解油FT-IR分析48-49
• 3.2.4 熱解油GC-MS成分分析49-54
• 3.3 本章小結(jié)54-55
• 第四章 熱解炭脫灰降硫工藝研究55-72
• 4.1 熱解炭脫灰降硫工藝條件的確定55-65
• 4.1.1 不同酸對酸洗效果的影響55-56
• 4.1.2 鹽酸濃度對酸洗效果的影響56-57
• 4.1.3 液固比對酸洗效果的影響57-58
• 4.1.4 攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌時間對酸洗效果的影響58-60
• 4.1.5 溫度對酸洗效果的影響60
• 4.1.6 粒徑對酸洗效果的影響60-61
• 4.1.7 酸液循環(huán)次數(shù)對酸洗效果的影響61-62
• 4.1.8 正交實驗62-65
• 4.2 炭黑產(chǎn)品特性分析65-71
• 4.2.1 炭黑理化性質(zhì)分析66
• 4.2.2 炭黑中總硫測定66-67
• 4.2.3 炭黑表面觀察67-69
• 4.2.4 炭黑FT-IR分析69-71
• 4.3 本章小結(jié)71-72
• 第五章 廢輪胎溶脹機理及熱解動力學(xué)分析72-84
• 5.1 廢輪胎的溶脹機理72-78
• 5.1.1 分子模擬環(huán)境74-75
• 5.1.2 溶解度參數(shù)的模擬計算75-76
• 5.1.3 擴散系數(shù)的模擬計算76-78
• 5.2 溶脹預(yù)處理后廢輪胎熱解動力學(xué)分析78-83
• 5.2.1 熱解的TG/DTG曲線分析79-81
• 5.2.2 熱解動力學(xué)參數(shù)計算81-83
• 5.3 本章小結(jié)83-84
• 第六章 結(jié)論84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90-91
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果91-92

【相似文獻(xiàn)】

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