了得網工業技術_橡膠循環利用技術叢書--廢橡膠熱解和熱能利用

編輯推薦

該套叢書是在中國輪胎翻修與循環利用協會的領導下，由青島科技大學高分子材料與工程學院具體實施並完成的，集合了國內該領域的知名專家學者，組成了強大的編寫隊伍。全面介紹當前廢舊橡膠循環利用現狀、利用技術、回收方法、工藝裝備、標準和檢測手段等內容，是建國以來該領域**套圖書。希望能夠為我國從事橡膠循環利用產業的部門和相關人士提供完整的可供學習參考的適用書籍，共同走一條*有效利用資源和保護環境的循環經濟之路。

內容簡介

該書是《橡膠循環利用技術》叢書的一個分冊，全書共分為9章，內容包括：廢輪胎的處理方法、廢輪胎的熱解機理、影響因素；廢輪胎熱解工藝與設備；廢輪胎熱解產物的表征與性質；廢輪胎熱解油、熱解氣和熱解鋼絲的應用；廢輪胎熱解炭的應用與廢輪胎的熱能利用等。本書是我國橡膠熱解領域的**部專著，可供橡膠循環利用領域的管理者和技術人員，以及關心橡膠循環利用及環境保護的讀者參考。

作者簡介

編著者，1992年畢業於青島化工學院（現青島科技大學）橡膠工程專業，同年考入青島化工學院高分子材料專業研究生，1995年碩士畢業後留校任教，主要從事高分子材料加工與應用方面的教學與科研。2000年到上海交通大學攻讀材料學博士，2003年獲博士學位，同年晉升為副教授。從事過的科研項目有“CR/PVC難燃熱塑性彈性體的研究”、國家863項目“高反式1，4-聚異戊二烯的應用研究”、“不飽和羧酸鹽增強橡膠的研究”等。

第1章概論
1.1 廢橡膠（輪胎）的處理方法
1.1.1 原型利用
1.1.2 輪胎翻新
1.1.3 再生利用
1.1.4 熱解
1.1.5 熱能利用
1.2 國內外廢橡膠的處理現狀
1.2.1 國外廢橡膠的研究利用現狀
1.2.2 國內廢橡膠的利用研究現狀
1.3 廢輪胎回收處理機制
參考文獻
第2章廢橡膠（輪胎）的熱解機理
2.1 固體廢物熱解技術的發展第1章概論

1.1 廢橡膠（輪胎）的處理方法

1.1.1 原型利用

1.1.2 輪胎翻新

1.1.3 再生利用

1.1.4 熱解

1.1.5 熱能利用

1.2 國內外廢橡膠的處理現狀

1.2.1 國外廢橡膠的研究利用現狀

1.2.2 國內廢橡膠的利用研究現狀

1.3 廢輪胎回收處理機制

參考文獻

第2章廢橡膠（輪胎）的熱解機理

2.1 固體廢物熱解技術的發展

2.1.1 國外熱解技術的發展

2.1.2 我國熱解技術的發展

2.2 熱解的基本過程

2.2.1 熱解定義

2.2.2 熱解主要流程與特點

2.3 通用橡膠的熱解

2.3.1 天然橡膠的熱解

2.3.2 順丁橡膠的熱解

2.3.3 丁苯橡膠的熱解

2.4 廢輪胎的熱裂解機理

2.4.1 廢輪胎的組成

2.4.2 廢輪胎熱解機理

2.4.3 廢輪胎熱解產物

2.4.4 廢輪胎熱解動力學

2.5 熱解產物收率和品質的影響因素

2.5.1 物料的性質

2.5.2 熱解溫度和停留時間

2.5.3 升溫速率

2.5.4 熱解壓力

2.5.5 催化劑

2.5.6 反應器類型

參考文獻

第3章廢橡膠（輪胎）熱解工藝與設備

3.1 廢輪胎的熱解技術

3.1.1 常壓熱解

3.1.2 真空熱解

3.1.3 超臨界熱解

3.1.4 熔融鹽熱解

3.1.5 微波熱解

3.1.6 共熱解

3.1.7 加氫熱解

3.1.8 自熱熱解

3.1.9 等離子高溫熱解

3.1.1 0催化熱解

3.1.1 1熱解氣化聯用技術

3.2 國外廢輪胎熱解工藝

3.2.1 固定床熱解工藝

3.2.2 真空移動床熱解工藝

3.2.3 兩段移動床熱解工藝

3.2.4 流化床熱解工藝

3.2.5 燒蝕床熱解工藝

3.2.6 回轉窯熱解工藝

3.3 國內廢輪胎熱解工藝

3.3.1 國內廢輪胎熱解技術

3.3.2 國內廢輪胎熱解裝置

3.4 廢棄轎車輪胎的工業連續化熱解生產線

3.4.1 低溫催化熱解生產線

3.4.2 高溫真空熱解生產線

3.5 廢棄巨型輪胎的工業化熱解生產線

3.5.1 工藝流程圖

3.5.2 流程說明

3.6 廢輪胎熱解常見問題及解決辦法

3.6.1 生產安全

3.6.2 傳熱與結焦

3.6.3 污染及其控制

參考文獻

第4章廢橡膠（輪胎）熱解產物的表征與性質

4.1 熱解油

4.1.1 熱解油的紅外分析

4.1.2 熱解油的GCMS分析

4.1.3 熱解油的物理化學特性

4.1.4 熱解油的化學組成

4.1.5 熱解油的燃燒特性

4.2 熱解炭黑

4.2.1 熱解炭黑的再生歷程

4.2.2 熱解炭黑的表征

4.3 熱解氣

4.3.1 熱解氣的組成

4.3.2 熱解氣的熱值

4.3.3 熱解氣中的污染物

參考文獻

第5章廢橡膠（輪胎）熱解油和鋼絲的應用

5.1 熱解油的應用

5.1.1 直接作為燃料

5.1.2 輕質餾分的應用

5.1.3 中質餾分的應用

5.1.4 重質餾分的應用

5.2 熱解鋼絲的應用

5.2.1 熱解鋼絲制造金屬磨料

5.2.2 廢輪胎胎圈鋼絲制造鋼絲切丸

5.3 熱解氣的應用

參考文獻

第6章廢橡膠（輪胎）熱解炭制取活性炭

6.1 活性炭的基本性質

6.2 廢輪胎熱解炭的吸附性能

6.2.1 對苯酚、碘、亞甲基藍的吸附性能

6.2.2 對重金屬離子的吸附性能

6.2.3 對鉛的吸附性能

6.3 廢輪胎熱解炭制取活性炭的研究現狀

6.4 活化工藝條件對廢輪胎活性炭性能的影響

6.4.1 活化溫度的影響

6.4.2 活化時間的影響

6.4.3 活化氣體流速的影響

6.5 熱解炭黑活化方法的比較

6.5.1 活化後熱解素組成

6.5.2 活化後熱解炭黑的孔結構特點

6.6 廢輪胎活性炭的吸附性能研究

6.6.1 陰離子偶氮類染料甲基橙的吸附性能

6.6.2 陽離子染料羅丹明

6.6.3 廢輪胎活性炭膜對室內VOCs氣體的吸附

6.6.4 廢輪胎活性炭在有機液體儲氫技術中的應用

6.6.5 廢輪胎活性炭制備光催化劑

參考文獻

第7章廢橡膠（輪胎）熱解炭黑在橡膠中的應用

7.1 炭黑的基本性質

7.1.1 粒徑

7.1.2 結構性

7.1.3 表面性質

7.1.4 表面粗糙度

7.2 熱解炭黑的性質

7.2.1 熱解炭黑的成分

7.2.2 熱解炭黑的結構

7.2.3 熱解炭黑的表面特性

7.3 熱解炭黑的改性研究

7.3.1 炭黑的改性研究

7.3.2 熱解炭黑的酸/堿洗改性

7.3.3 熱解炭黑的改性劑改性

7.4 廢輪胎熱解炭黑在橡膠中的應用

7.4.1 廢輪胎熱解炭黑在丁苯橡膠中的應用

7.4.2 廢輪胎熱解炭黑在乙丙橡膠（EPDM）中的應用

7.5 改性熱解炭黑在橡膠中的應用

7.5.1 改性劑改性CBp對橡膠性能的影響

7.5.2 酸洗改性CBp對橡膠性能的影響

7.6 熱解炭黑在橡膠制品中的應用

7.6.1 CBp在力車胎胎面膠中的應用

7.6.2 CBp在丁基橡膠內胎中的應用

參考文獻

第8章廢橡膠（輪胎）熱解炭的其他應用

8.1 熱解炭的燃料性能

8.2 廢輪胎熱解炭作為電極材料

8.2.1 熱解炭在KOH電解液中的電化學性能

8.2.2 熱解炭在H2SO4和NaNO3電解液中的電化學行為

8.2.3 硝酸處理850（2h）CBp在KOH電解液中的電化學性能

8.3 聚苯胺/熱解炭復合材料

8.3.1 PANI/CBp復合材料的結構性質分析

8.3.2 PANI/CBp復合材料的電化學性能分析

8.4 熱解炭黑用於油墨

8.4.1 炭黑性質對油墨性能的影響

8.4.2 熱解炭黑對油墨性能的影響

8.5 熱解炭黑用作瀝青改性劑

8.5.1 國內外研究現狀

8.5.2 熱解炭黑可提高瀝青的抗紫外線老化性能

8.6 熱解炭黑用於色母粒和育果袋紙

8.6.1 色母粒的制備和吹塑成型

8.6.2 黑色地膜

8.6.3 育果紙袋

參考文獻

第9章廢橡膠（輪胎）的熱能利用

9.1 固體廢棄物的焚燒特性

9.1.1 固體廢棄物焚燒機理

9.1.2 固體廢棄物燃燒爐的燃燒方式

9.1.3 固體廢棄物的熱值

9.2 衡量焚燒處理效果的技術指標

9.3 固體廢棄物焚燒控制參數

9.4 典型焚燒繫統及工作原理

9.4.1 旋轉燃燒技術

9.4.2 爐排爐層狀燃燒技術

9.4.3 循環流化床燃燒技術

9.5 焚燒產生的大氣污染物及其控制

9.5.1 重金屬的控制

9.5.2 酸性氣體排放及控制

9.5.3 氮氧化物控制技術

9.5.4 二英和呋喃控制技術

9.6 焚燒灰渣及其控制

9.6.1 焚燒灰渣的種類

9.6.2 灰渣的處理和資源化利用

9.7 廢輪胎的熱能利用

9.7.1 廢輪胎用於供熱與發電

9.7.2 水泥廠中的應用

9.7.3 重鋼煉焦工業中的應用

9.7.4 金屬冶煉工業中的應用

9.7.5 熱電廠中的應用

9.7.6 熱干燥工業領域的應用

9.7.7 日常生活中的應用

參考文獻

附錄

附錄1 廢舊輪胎綜合利用指導意見

附錄2 輪胎翻新行業準入條件

附錄3 廢輪胎綜合利用行業準入條件

附錄4 廢舊輪胎綜合利用行業準入公告管理暫行辦法

附錄5 ASTM D1765—2005所列的橡膠用炭黑典型性能

前言

隨著廢舊橡膠產生量的日益增加，國家對廢舊橡膠循環利用越來越重視。我國於2009年、2010年相繼出臺了《循環經濟促進法》、《廢輪胎綜合利用指導意見》，規範廢舊輪胎綜合利用行業發展秩序，提高資源綜合利用技術和管理水平，推動橡膠工業可持續發展，建設資源節約型、環境友好型社會。國家《廢輪胎綜合利用指導意見》明確了我國開展廢舊橡膠（輪胎）綜合利用的四個主要領域：舊輪胎翻新、硫化橡膠粉、再生橡膠和廢橡膠熱解。熱解技術因為做到了“喫干榨盡”，被認為是處理廢橡膠（輪胎）問題的**途徑之一，也被稱作橡膠（輪胎）生命的“終極關懷”。因為廢橡膠中廢輪胎所占比重很大，因此本書以廢輪胎為例來說明廢橡膠的熱解與熱能利用。國內廢輪胎熱解技術的產業化應用起步晚，發展水平還需完善和提高。近年來，隨著廢輪胎熱解處理的中試規模試驗的開展和工業化連續生產線的運行，對廢輪胎的熱解研究也從工藝研究、運行工況優化向熱解產物的分析、利用的方向發展。基於這一客觀情況，編著者參閱國內外的相關研究工作、國內廢輪胎工業化熱解生產線的運行情況，完成了本書的編寫。全書共分為9章：第1章為概論；第2章為廢橡膠(輪胎)的熱解機理；第3章為廢橡膠(輪胎)熱解工藝與設備；第4章為廢橡膠(輪胎)熱解產物的表征與性質；第5章為廢橡膠(輪胎)熱解油和鋼絲的應用;第6章為廢橡膠(輪胎)熱解炭制取活性炭;第7章為廢橡膠(輪胎)熱解炭黑在橡膠中的應用;第8章為廢橡膠(輪胎)熱解炭的其他應用；第9章介紹了廢橡膠(輪胎)的熱能利用。我國已頒布了“中華人民共和國環境保護法”、“中華人民共和國循環經濟促進法”和“中華人民共和國清潔生產促進法”相關法律，作為本套叢書的總附錄，主要介紹了我國有關橡膠循環利用方面的法規，以便於從事橡膠循環利用行業遵照執行。本書編寫過程中，得到了青島科技大學高分子科學與工程學院的關懷，紀奎江教授從立題、收集資料、編寫到審定都給予了極大的幫助和支持；濟南世紀華泰科技有限公司、橡塑科技有限公司、山西利達環保科技有限公司和濰坊城礦高分子材料有限公司提供了大量的資料。本書的出版也得到化學工業出版社的大力支持。在此一並謹致衷心的感謝！由於編著者水平有限，書中如有不當和疏漏之處，敬請讀者不吝指正，我們將不斷完善。編著者於青島科技大學 2015年6月

在線試讀

叢書序言中國正處於21世紀前20年的重要戰略機遇期，由於人口眾多，資源人均占有率低，環境容量已不容樂觀。由於粗放型的經濟增長模式尚未發生根本性轉變，發展循環經濟、建設生態文明已成為歷史的必然趨勢。循環經濟本質上是一種生態經濟，他要求遵循生態學規律，合理利用自然資源和環境容量，在物質不斷循環利用的基礎上發展經濟，使經濟繫統和諧地納入到自然生態繫統的物質循環過程中，實現經濟生活的生態化。它倡導的是一種與環境和諧的經濟發展模式，遵循“減量化、再利用、資源化”原則，使“資源—產品—廢棄物”的線性增長模式，轉變為“資源—產品—廢棄物—再生資源”的閉環反饋式循環過程，*終實現可持續健康發展之目的。今後的中國再不能以犧牲環境和對能源過度消費為代價來取得經濟高速增長。橡膠是具有高彈性的高分子材料，是公認的戰略物資。我國現已成為橡膠工業大國，2012年的原料橡膠消耗量高達730萬噸，約占世界橡膠消耗量的20%，輪胎生產量達4.56億條，均居世界**位。很顯然廢橡膠（輪胎）的產生量也將是世界上*多的國家之一，其中廢舊輪胎約有3億多條。經過60餘年的發展過程，我國的廢舊橡膠（制品）循環利用產業現已發展成四大門類：舊輪胎翻修再制造;硫化橡膠粉;再生橡膠;廢橡膠熱裂解。國家發改委發布的《“十二五”資源綜合利用指導意見》中指出：“規範廢舊輪胎回收利用，加速推進廢舊輪胎綜合利用技術研發和產業升級，提高舊輪胎翻新率，鼓勵膠粉生產改性瀝青等直接應用，推廣環保型再生橡膠等清潔生產工藝，提升無害化利用水平。”這將進一步促進我國廢舊橡膠資源再利用企業的發展。本叢書以“建設資源節約型和環境友好型”的循環經濟社會指導思想為基礎，並按我國已形成的四個產業部門編寫。全面地介紹當前廢舊橡膠循環利用現狀、利用技術、回收方法、工藝裝備、標準和檢測手段等內容，是建國以來該領域**套出版的繫列科技類圖書。其目的是為我國從事橡膠循環利用產業的部門和相關人士提供完整的可供學習參考的適用書籍，讓我們共同走一條*有效利用資源和保護環境的循環經濟之路。該套叢書是由該領域的眾多專家教授參與，歷時四年多，在中國輪胎翻修與循環利用協會的領導下，由青島科技大學高分子科學與工程學院具體實施並完成的繫列科技著作。希望能對橡膠循環利用產業發展有所幫助。需要特別提出的是：青島軟控股份有限公司、賽輪股份有限公司、中膠橡膠資源再生有限公司、三力士股份有限公司和青島海力威股份有限公司的鼎力支持，及中國化學工業桂林工程有限公司、肇慶駿鴻實業有限公司、東莞市鴻運輪胎有限公司、江蘇逸盛投資集團有限公司、河北瑞威科技有限公司、上海裕浩輪胎有限公司、青島海佳助劑有限公司、濟南世紀華泰科技有限公司、濱州豐華橡膠粉制造有限公司、江西亞中橡塑有限公司、焦作市艾卡橡膠工業有限公司、四川樂山亞聯機械有限公司、青島新天地靜脈產業園、青島萬方循環利用環保科技有限公司、山東金山橡塑裝備科技有限公司、唐山興宇橡塑工業有限公司、天津海泰環保科技發展有限公司、南通回力橡膠有限公司、臺州中宏廢橡膠綜合利用有限公司對叢書出版給予的大力支持，叢書編寫工作還得到了青島科技大學熱情周到的安排，特此致謝。盡管編著者全力以赴，不足之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。叢書編委會2014年8月序由我國著名橡膠工程專家、青島科技大學紀奎江教授倡導並組織編寫的《橡膠循環利用技術》叢書，在業內專家、學者的共同努力下，歷時四年終於面世了。本套叢書作為我國輪胎翻新與循環利用行業的**部繫列科技、教育叢書，是長期工作在生產、教學、科研**線的專家和學者向本行業的廣大科技工作者和從業員工及大專院校師生獻上的一份厚禮。在此，我謹代表中國輪胎翻修與循環利用協會，對本書的問世表示熱烈祝賀，對幾年來辛苦撰寫叢書的諸位專家、學者表示衷心的感謝!近年來，隨著我國國民經濟快速增長、產業結構的調整，橡膠資源的供需矛盾越來越突出，而以節能環保和資源循環再利用為顯著特征的輪胎翻新與循環利用行業，備受世人矚目。在國家產業政策的支持和業內廣大會員單位的努力下，輪胎翻新與循環利用行業呈現出了發展良好的態勢和可喜的局面：生產規模不斷擴大，產品品種不斷增加，生產技術水平不斷提升，產業結構日趨合理，廢舊輪胎綜合利用水平不斷提高，人們的環保意識不斷增強，並已經形成了舊輪胎翻新、廢橡膠(輪胎)生產橡膠粉、再生橡膠和廢橡膠熱解的完整產業鏈，大大緩解了我國橡膠資源嚴重不足的局面。然而，在整體產業發展欣欣向榮的背後，也存在諸多的問題，比如，相關法律亟須進一步規範完善，管理制度亟待進一步建立健全等。其中，科技人纔匱乏、生產裝備和工藝流程缺少統一規範、相關技術標準缺失和不完善等，制約著整個行業向產業化、規模化、集約化發展。因此，在這樣的產業背景下，《橡膠循環利用技術》叢書的出版堪稱行業之幸事。《橡膠循環利用技術》叢書從輪胎翻新、硫化橡膠粉、再生橡膠、廢橡膠熱裂解和熱能利用及廢橡膠循環利用設備五個方面入手，集技術性、權威性和學術性於一體。叢書在內容上力求技術水平先進、數據資料翔實，在體現科學性、先進性和繫統性的基礎上，努力突出實用性、全面性、簡明性等特點，以反映行業的**進展。在選材上，叢書力求吸納成熟、可靠、穩定、先進的技術，對於輪胎翻新與循環利用行業的生產、工藝、設備、制造與發展具有較強的指導作用，對於促進我國輪胎翻新與循環利用事業的進一步提升具有重大的現實意義和深遠的歷史意義。在本書付梓之際，我們應感謝各位專家的辛勤耕耘，為叢書提供集理論性、實踐性、前瞻性於一體的高質量文稿;特別是擔任叢書主編的紀奎江教授與程源教授及各分冊的主編高孝恆教授級高級工程師、袁仲雪研究員、朱信明教授、杜愛華教授，為使叢書呈現較高質量水平而付出不懈努力;同時要感謝青島科技大學、青島軟控股份有限公司為編纂本書而付出的辛勤勞動和幫助，以及部分企業的資助和化學工業出版社的大力合作。正是由於社會各界的鼎力支持，纔有《橡膠循環利用技術》叢書的出版。當然，囿於時間、精力，叢書中或有諸多不盡如人意之處，尚祈各位專家和讀者不吝指正。朱軍

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