【正文】 進行描述，并根據(jù)熱重分析得到活化能為125ｋＪ廢輪胎熱解動力學(xué)研究經(jīng)歷了一個漫長的探索過程，比較著名的動力學(xué)模型主要有單步模型、多步模型和多膠體模型等。張守玉等［28］和張義峰等［29］利用熱重（TG）/DT方法分別對自行車新舊外胎、內(nèi)胎以及載重輪胎的熱解特性進行了研究，結(jié)果表明：生產(chǎn)輪胎時使用的原料不同，表現(xiàn)為TG/DTG曲線質(zhì)量損失峰略有不同，加之試驗條件的不同，輪胎各種組分分解處在一定的溫度范圍內(nèi)，但仍表現(xiàn)出很強的規(guī)律性，在200℃以下時，主要是輪胎中的水分揮發(fā)；當(dāng)溫度達到200℃左右時，油類助劑和塑解劑開始分解揮發(fā)，由于其在輪胎中所占比例相對很低，因此呈現(xiàn)的質(zhì)量損失現(xiàn)象不太明顯，質(zhì)量損失峰也較為平緩；溫度繼續(xù)上升至330℃左右時，輪胎中的NR組分開始分解，這個質(zhì)量損失峰較為明顯；當(dāng)溫度上升到400℃左右時，合成橡膠（SR）開始分解，形成第２個明顯的質(zhì)量損失峰；溫度上升至500℃時，輪胎的熱解過程基本結(jié)束，之后的升溫會導(dǎo)致熱解產(chǎn)物的二次分解。圖3　廢輪胎熱解工藝示意 熱解過程輪胎的熱解過程是一個復(fù)雜的過程：將輪胎緩慢加熱，在不同的溫度區(qū)段，輪胎中的相應(yīng)成分先進行解聚、再進行縮聚和環(huán)化的復(fù)雜過程。此外，用磁選的方法處理反應(yīng)器內(nèi)殘留固體可以得到鋼絲與粗炭黑，對粗炭黑再進行加工可以得到活性炭和炭黑［26］。崔洪等人［3］假設(shè)廢輪胎熱解反應(yīng)是一級反應(yīng)，由此推導(dǎo)出的動力學(xué)方程滿足Arrhenius定律［3］；Kim S等［1］假設(shè)橡膠輪胎每一組分分別進行不可逆一級降解反應(yīng)，總反應(yīng)是每一組分的反應(yīng)之和；Leung DYC［1］等分別提出了三組分模擬模型和三彈性體模擬模型。作為高聚物的橡膠，其熱解是一個裂解、交聯(lián)的過程，包含有大量的平行、連串反應(yīng)，甚至原料或產(chǎn)物間也存在著交叉反應(yīng)。如果溫度緩慢上升，（溫度較低時主要是天然橡膠的裂解，溫度較高時主要是合成橡膠的裂解）將形成DTG雙峰；而溫度迅速上升時，輪胎中的合成橡膠與天然橡膠的熱解失重溫區(qū)相互交叉，使得混合膠樣的TG和DTG圖中也僅能呈現(xiàn)出一個共同的失重（TG）平臺或一個DTG峰［3］，故該機理對升溫速率提高時DTG雙峰變成1個單峰的原因做出了正確的解釋，不足的是沒有考慮增強油、增塑劑等有機助劑的熱分解。Sennecao等人［1］將上述機理進行了歸納，提出了廢輪胎兩段熱解機理，如圖2。廢輪胎一般在200℃。該方法的特點是產(chǎn)氣率較高，適用于輪胎制氣和生產(chǎn)炭黑。該方法的特點是固體產(chǎn)物的收率相對較高，熱解油的收率在40％以上［22－24］。由于物質(zhì)處于超臨界狀態(tài)時具有很高的溶解性、特殊的流動能力和較強的傳遞性能，因此該方法的優(yōu)點在于可以降低裂解溫度、產(chǎn)物產(chǎn)率高等?！　。ǎ常┒栊詺怏w熱解技術(shù)是指在輪胎熱解的過程中向反應(yīng)器內(nèi)通入惰性氣體對反應(yīng)物進行吹掃，該方法可以大大減少揮發(fā)相產(chǎn)物在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間，抑制了揮發(fā)相產(chǎn)物的二次裂解，從而能夠提高熱解油的收率［17－18］?！　。ǎ玻┑蜏卣婵諢峤饧夹g(shù)是將橡膠置于真空的低溫環(huán)境中進行熱解反應(yīng)。　?。ǎ保┐呋療峤饧夹g(shù)是在廢輪胎熱解過程中添加相應(yīng)催化劑（分子篩類催化劑、堿金屬及其氧化物、過渡金屬氧化物和堿液等）以提高熱解效率的熱解過程。根據(jù)熱解方法，可以分為催化熱解、低溫真空熱解、惰性氣體熱解、超臨界熱解、熔融鹽熱解、等離子體熱解、微波熱解、加氫熱解、自熱熱解、干燥熱解、過熱蒸汽提氣熱解以及與煤共熱解、與生物質(zhì)共熱解等。粉碎效果較好，但篩板的磨損稍大，如采取先粗粉，后進入微粒粉碎機，估計效果更佳。將炭黑從投料口進入粉碎流程，風(fēng)送進入微粒粉碎機，粉碎后由旋風(fēng)分離器收集，閉路循環(huán)。有文獻介紹，在橡膠配合實驗中發(fā)現(xiàn)，較細的熱解炭黑呈現(xiàn)出接近較高品級炭黑的性能，其中包括拉伸強度的提高。干燥的另一個目的是，因在裂解后，炭黑表面含有一定比例的油質(zhì)，在轉(zhuǎn)筒干燥機內(nèi)干燥時，控制適當(dāng)?shù)臏囟群鸵欢ǖ臅r間，將炭黑表面所含的油質(zhì)進行氧化處理，達到除去油質(zhì)的目的。另外在磁選中沒有分離出來的一些小鋼絲(主要是夾在小塊狀炭黑中)，在水洗過程中也可以達到分離的效果。盡管炭黑經(jīng)過水洗有一定的損失，但對炭黑質(zhì)量的提高，灰分降低大有好處。利用炭黑的疏水性，將磁選后的炭黑進行水洗分離。用磁選機分離時，磁選機的進料須均勻，不能過快，進料量不能超出其處理能力，否則達不到除鋼的效率。實際上在磁選分離之前，已經(jīng)進行了人工除鋼。將出爐的“紅水炭黑用水噴淋熄滅，然后用人工將整圈和較長的鋼絲進行收集，細小的鋼絲經(jīng)過磁選法除去。經(jīng)過一定的時間裂解反應(yīng)后，廢舊輪胎膠料中所含的油全部蒸發(fā)，殘余在爐內(nèi)的即為熱裂解炭黑與鋼絲。在反應(yīng)爐下部的燃燒室中，加煤燃燒，控制一定的溫度。廢輪胎熱解的一般工藝流程如下圖所示。熱解生成的氣體經(jīng)過冷凝，進一步加工可獲得合成氣。（3）制備燃料氣的工藝。（2）制備炭黑的工藝。（1）制備燃料油的工藝。3研究概況及進展廢舊輪胎經(jīng)過清洗、切片或粉碎后磁選，分離出廢鋼絲，其余物質(zhì)干燥預(yù)熱后送入熱解爐，在水蒸汽或氮氣等惰性氣體保護下，進行熱分解反應(yīng)。一般輪胎胎面膠中所含各組分的質(zhì)量份數(shù)大致是橡膠55%~60%、炭黑30%~33%、有機助劑6%~9%、無機助劑3%~6%。近年來國內(nèi)外學(xué)者對廢舊輪胎熱解技術(shù)進行了深入研究，在廢舊輪胎熱解過程參數(shù)控制和動力學(xué)模型建立等方面進行了廣泛的探討。熱解法可以帶來很高的能源回收率，生成的熱解氣、熱解油和炭黑產(chǎn)物與工業(yè)產(chǎn)品性能相似，為高品位能源，方便運輸，再利用時產(chǎn)生的污染也較少，因此具有較高的附加值。熱解法是近幾年發(fā)展較快的一種處理廢舊輪胎的方法，與傳統(tǒng)處理方法相比，熱解法不僅可以回收高附加值的產(chǎn)物，而且能源回收率高達7096，具有較高的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。隨著科技的發(fā)展，質(zhì)優(yōu)價廉的合成橡膠使輪胎翻新和再生膠的市場越來越小，并且生產(chǎn)再生膠和膠粉還存在能耗大，環(huán)境污染的嚴(yán)重問題，生產(chǎn)已持續(xù)萎縮。因此有效利用廢舊輪胎，使得寶貴的橡膠資源獲得再生利用，達到節(jié)約能源，改善環(huán)境，減少污染的目的，是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟的重要途徑。2002年我國的廢輪胎回收率僅為47％。目前世界上廢舊輪胎回收利用率最高的國家是芬蘭，接近100％(整個歐盟接近8096)，美國廢舊輪胎回收利用率超過90％，日本廢舊輪胎回收利用率接近90％。歐盟已將廢舊輪胎列為需優(yōu)先處理的廢棄物，目前已禁止將廢舊輪胎碎片進行填埋處理。對廢舊輪胎進行回收處理，則不僅可以緩解其對環(huán)境的壓力，降低污染，更能實現(xiàn)資源回收利用。大量廢舊輪胎的堆積占用了寶貴的土地資源，還容易滋生蚊蟲細菌，傳播疾病，危害居民健康，而且極易引起火災(zāi)，造成環(huán)境污染。廢舊輪胎屬于不溶或難溶的高分子彈性材料，有著較高的彈性和韌性，在一50℃~150℃范圍內(nèi)不會發(fā)生變化，它們的大分子分解到不影響土壤中植物生長的程度需要數(shù)百年的時間，很難靠自然界中的生物自然降解。資料顯示，居世界第一，約310噸。據(jù)統(tǒng)計，全世界的輪胎廢棄量約每年15億條總計約900萬噸，還有2