废旧轮胎热解特性与动力学分析文献综述

 2021-10-28 20:32:45

毕业论文课题相关文献综述

一、课题背景

当今世界经济发展很快,产生了大量的、种类复杂的固体废物,例如废旧轮胎汽车废旧轮胎主要由橡胶、炭黑、纺织物,金属材料以及多种有机、无机助剂组成,属于工业固体废弃物[1],具有极高的再生利用价值。

我国是世界上第一大橡胶消耗国和第一大橡胶进口国,2017年,中国废旧轮胎产生量约达2.6亿条之多,重量约950万吨[2]。根据工业和信息化部介绍,旧轮胎翻新量已由早先7%的占比上升到10%左右[3-4],并且在逐年上升,这对相关行业是一个值得把握的机遇。

传统的焚烧、掩埋等处理方法会造成黑色污染,其他处理方法存在热解产物附加值低等缺陷,目前受关注度最高的是废轮胎热解技术,它不但可以实现废轮胎合理处理,而且十分清洁,对环境友好。当下的热解方式还可以回收热解油、热解气、热解炭黑等化学品[5]。废旧轮胎热解工艺简单、操作方便,产品品种多,适用范围广,具有很好的环境效益及可观的经济效益。

2010-2017年我国秸秆理论资源量和可收集量见图1-1,但这些农业生产副产物综合利用率平均不到40%,60%以上的副产物被随意处置,或用作肥料还田,或用作生活燃料,相当于损失了0.47亿hm2土地的投入产出以及6000亿元的潜在收入[6]

图1-1 20102017年中国秸秆理论资源量及可收集资源量

我国的固废资源化利用起步较晚。虽然投入了大量的资金,推出新政策以促进产业的发展,相关政策和法律法规初成体系,但仍然存在很多问题和空白,国家基于我国固体废弃物现状,推出了固废法,但其中相关规定属于原则性规定,在实践上操作性不足,仍有待加强[7]。例如,秸秆补贴政策,秸秆利用能源化的补贴、秸秆粉碎用作还田的补贴等[8],各地方政府未能科学引导村民,合理地选择资源化方式,补贴价格主导了村民所选的秸秆资源化方式,导致政府补贴资金浪费,生物质秸秆不能充分的资源化。

废轮胎热解气易于收集,且热值为30~40 MJ/m3[9],可投入各地使用,未来应用前景不可估量。生物质易取易用,性价比高,二者都是目前极具发展潜力的可再生废弃资源。本研究首先对废轮胎与棉花杆展开元素分析和工业分析,然后利用同步分析仪对单独热解和共热解特性进行了分析,OriginPro软件画出TG-DTG曲线,对比后探索了共热解过程的协同作用。接着对热解过程进行动力学分析,选择了常用的12动力学机理函数拟合了热解产物,最后综合分析了废轮胎与棉花杆掺混比例的不同所造成的影响。

一、废旧轮胎来源及处理方法

2.1来源

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