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超临界水氧化法处理废旧轮胎的实验研究

葛晓冬  
【摘要】:超临界水氧化作为一种新兴的高效反应技术受到世界各国的高度重视。随着汽车工业的高速发展,废旧轮胎的数量迅猛增加。因废旧轮胎具有很强的抗热、抗机械和抗降解性,而传统的废旧轮胎处理办法均存在许多问题,所以废旧轮胎的回收利用和降解处理已成为备受关注的研究课题。本文尝试利用超临界水氧化法处理废旧轮胎,为其有效回收利用和降解处理提供基本依据和必要信息。 本文设计并建立了一套间歇式超临界水氧化处理废旧轮胎的装置。利用该装置,在水的超临界(T_c=374.3℃,P_c=22.05MPa)和亚临界状态下,以过氧化氢为氧化剂,对废旧轮胎颗粒处理进行了实验研究,并得到了燃料油和固体炭黑。同时,对产油率和炭黑产率的影响因素如反应温度、反应时间、反应压力和过氧化氢质量浓度进行了研究。研究结果表明:过氧化氢质量浓度对产油率和炭黑产率的影响最为显著,产油率随过氧化氢质量浓度的提高先提高后降低,在过氧化氢质量浓度为8.19%左右时达到最大值,炭黑产率随过氧化氢质量浓度的提高而降低;反应时间对产油率和炭黑产率的影响也比较显著,产油率随反应时间的增加而提高,炭黑产率随反应时间的增加而降低;反应温度对产油率和炭黑产率也有一定的影响,产油率随反应温度的提高而相应地提高,炭黑产率随反应温度的提高而降低;在本文实验范围内,反应压力对产油率和炭黑产率基本上没有影响。 通过对废旧轮胎的超临界水氧化的实验研究可以得到如下结论:超临界水氧化法是处理废旧轮胎的有效途径。以二氯甲烷为萃取剂可以获得1.50%~4.75%的燃料油;可以获得19.3%~43%的固体炭黑;通过红外光谱分析可知,废旧轮胎在某些超临界水氧化条件下可以降解为小分子物质苯甲酸;超临界水氧化法处理废旧轮胎的去除率可达55%~78%。


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