第1章 廢輪胎裂解技術(shù)進展1 1.1 廢輪胎回收技術(shù) 1 1.1.1 輪胎翻新 2 1.1.2 再生膠技術(shù) 3 1.1.3 橡膠粉技術(shù) 3 1.1.4 熱裂解技術(shù) 3 1.2 熱裂解技術(shù)及反應(yīng)器 4 1.2.1 熱裂解技術(shù) 4 1.2.2 熱裂解反應(yīng)器 7 1.3 裂解反應(yīng) 10 1.3.1 解聚反應(yīng) 10 1.3.2 環(huán)化反應(yīng) 11 1.3.3 異構(gòu)化反應(yīng) 11 1.3.4 鏈烴裂化反應(yīng) 11 1.3.5 芳香化反應(yīng) 11 1.3.6 芳烴裂化反應(yīng) 12 1.3.7 歧化反應(yīng) 12 1.4 裂解產(chǎn)物與裂解工藝 12 1.4.1 廢輪胎裂解產(chǎn)物 12 1.4.2 廢輪胎裂解工藝 14 1.5 裂解產(chǎn)物的分布與調(diào)控 16 1.5.1 裂解溫度對產(chǎn)品分布的影響 16 1.5.2 顆粒粒度對產(chǎn)品分布的影響 17 1.5.3 加熱速率對產(chǎn)品分布的影響 18 1.5.4 裂解壓力對產(chǎn)品分布的影響 19 1.5.5 載氣流量對產(chǎn)品分布的影響 19 1.5.6 催化劑對產(chǎn)品分布的影響 20 1.6 本章小結(jié) 21 參考文獻 21 第2章 廢輪胎現(xiàn)狀及預(yù)測模型30 2.1 數(shù)據(jù)調(diào)研 30 2.1.1 廢輪胎產(chǎn)生量及其分布 30 2.1.2 廢輪胎回收及處理 32 2.1.3 乘用車輪胎市場調(diào)研 37 2.2 數(shù)據(jù)來源 38 2.3 廢乘用車輪胎積累量預(yù)測模型 39 2.4 模型驗證 44 2.5 本章小結(jié) 45 參考文獻 45 第3章 廢輪胎熱裂解反應(yīng)過程模擬47 3.1 計算模擬方法及其在橡膠熱裂解模擬中的應(yīng)用 47 3.2 密度泛函理論及其在熱解反應(yīng)機理研究中的應(yīng)用 49 3.2.1 密度泛函理論計算原理 49 3.2.2 密度泛函理論在熱解反應(yīng)機理研究中的應(yīng)用 53 3.3 分子動力學模擬及其在裂解過程研究中的應(yīng)用 54 3.3.1 分子動力學基本原理 54 3.3.2 反應(yīng)力場分子動力學方法在熱解模擬中的應(yīng)用 58 3.3.3 從頭計算分子動力學 61 3.3.4 模擬軟件介紹 63 3.4 數(shù)值模擬及多尺度模擬在熱解研究中的應(yīng)用 64 3.4.1 熱分析動力學理論基礎(chǔ)與應(yīng)用 64 3.4.2 熱解過程的流程模擬 66 3.5 廢輪胎熱解產(chǎn)物分布模擬及調(diào)控 68 3.5.1 橡膠中單組分熱解產(chǎn)物分布模擬及調(diào)控 68 3.5.2 多組分復(fù)合體系裂解產(chǎn)物分布模擬及調(diào)控 78 3.5.3 熱解過程中硫化物分布模擬及調(diào)控 81 3.6 熱解過程特征產(chǎn)物的生成機理 87 3.6.1 熱解主要產(chǎn)物的生成機理 87 3.6.2 關(guān)鍵組分熱解反應(yīng)動力學研究 103 3.6.3 含硫產(chǎn)物的熱解路徑 107 3.7 本章小結(jié) 111 參考文獻 111 第4章 廢輪胎熱裂解特性及產(chǎn)物分布120 4.1 廢輪胎裂解 120 4.1.1 單一組分橡膠的裂解過程 122 4.1.2 輪胎橡膠的裂解過程 128 4.1.3 輪胎橡膠熱穩(wěn)定性分析 130 4.2 廢輪胎裂解產(chǎn)物 140 4.2.1 輪胎裂解產(chǎn)物結(jié)構(gòu) 140 4.2.2 產(chǎn)物中有害元素分布 141 4.2.3 輪胎裂解產(chǎn)物性質(zhì)分析 142 4.3 本章小結(jié) 147 參考文獻 148 第5章 廢輪胎裂解機理及其動力學149 5.1 輪胎橡膠裂解反應(yīng)行為 149 5.1.1 輪胎橡膠裂解本征反應(yīng)條件 149 5.1.2 輪胎橡膠裂解過程 151 5.2 單一組分橡膠的裂解機理 152 5.2.1 NR 裂解機理 153 5.2.2 SBR 裂解機理 156 5.2.3 BR 裂解機理 157 5.3 輪胎橡膠的裂解機理 160 5.3.1 輪胎橡膠裂解產(chǎn)物分析 160 5.3.2 輪胎橡膠裂解路徑網(wǎng)絡(luò) 161 5.4 輪胎中橡膠組分間的相互作用 164 5.5 輪胎橡膠裂解過程的動力學研究 167 5.5.1 多組分裂解反應(yīng)體系的動力學模型構(gòu)建 167 5.5.2 輪胎橡膠裂解過程的動力學參數(shù)求解 170 5.5.3 輪胎橡膠裂解過程的動力學分析 174 5.6 本章小結(jié) 175 參考文獻 176 第6章 裂解反應(yīng)液相產(chǎn)物分布及BTX 調(diào)控179 6.1 裂解反應(yīng)液相產(chǎn)物中BTX 的分布 179 6.2 裂解反應(yīng)液相產(chǎn)品的預(yù)測模型 180 6.2.1 響應(yīng)面實驗?zāi)Ｐ? 180 6.2.2 模型準確性分析及數(shù)據(jù)預(yù)測驗證 182 6.3 裂解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分布調(diào)控 184 6.3.1 裂解產(chǎn)物產(chǎn)率與反應(yīng)條件的關(guān)系 184 6.3.2 裂解油產(chǎn)率的反應(yīng)條件優(yōu)化 188 6.4 高價值組分BTX 的調(diào)控 189 6.4.1 BTX 產(chǎn)率與反應(yīng)條件的關(guān)系 189 6.4.2 BTX 產(chǎn)率的反應(yīng)條件優(yōu)化 190 6.5 BTX 產(chǎn)物的調(diào)控機制 191 6.5.1 裂解油組成 191 6.5.2 裂解油組成與裂解條件的關(guān)系 191 6.5.3 BTX 的形成機制 193 6.6 本章小結(jié) 195 參考文獻 195 第7章 熱解過程中污染物釋放規(guī)律及路徑197 7.1 廢輪胎熱解過程中含氮、硫和氯污染物的釋放 197 7.1.1 含氮、硫和氯污染物的來源和危害 197 7.1.2 熱解過程中氮、硫和氯元素遷移的影響因素 198 7.1.3 傳熱與傳質(zhì) 199 7.1.4 廢輪胎熱解過程中重金屬和二英的釋放 199 7.2 樣品的制備與研究方法 199 7.2.1 樣品的制備 199 7.2.2 熱解產(chǎn)物的檢測方法 201 7.2.3 污染物的檢測方法 202 7.2.4 熱解實驗裝置及方法 202 7.3 固定床間歇進料熱解過程的產(chǎn)品特性和污染物釋放規(guī)律 203 7.3.1 間歇進料的固定床熱解裝置 203 7.3.2 廢輪胎熱解特性 204 7.3.3 三相產(chǎn)率與有害元素分布 207 7.3.4 熱解炭中重金屬遷移特性 210 7.3.5 熱解油的主要組分及含氮、硫和氯污染物分析 212 7.3.6 熱解氣中含氮、硫和氯污染物的釋放特性 213 7.4 固定床慢速攪拌熱解過程的產(chǎn)品特性和污染物釋放 214 7.4.1 配備攪拌器的固定床熱解裝置 215 7.4.2 三相產(chǎn)率與有害元素分布 215 7.4.3 熱解炭中的重金屬遷移特性 218 7.4.4 熱解油的主要組分及含氮、硫和氯污染物分析 219 7.4.5 熱解氣中含氮、硫和氯污染物的釋放特性 220 7.4.6 二英釋放規(guī)律與對比 221 7.5 基于模擬硫化的廢輪胎熱解過程含硫污染物釋放機理 223 7.5.1 梯級升溫熱解實驗方法 223 7.5.2 硫化過程對裂解行為的影響 223 7.5.3 三相產(chǎn)率與硫元素分布 226 7.5.4 熱解氣品質(zhì)與含硫污染物的釋放 227 7.5.5 熱解油主要組分和含硫污染物的轉(zhuǎn)化 229 7.5.6 熱解炭中硫的轉(zhuǎn)化 230 7.5.7 熱解過程硫遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 233 7.6 本章小結(jié) 234 參考文獻 235