T/CI 021-2021 连续回转式废轮胎裂解反应器设计准则

范围:本文件规定了以废弃轮胎为原料，采用热裂解方法以实现固体废弃物资源化回收利用的高效反应器设计规定的术语和定义、技术要求。 本文件适用于破碎的废轮胎颗粒等固体废弃物高效裂解回转窑反应器的设计和优化改造; 主要技术内容:3.1废轮胎（waste tyre）失去了原有的使用价值，且不能翻修继续使用的轮胎。3.2废轮胎热裂解（pyrolysis of waste tyre）废轮胎在缺氧或惰性气体环境中通过加热进行裂解反应，生产废轮胎再生油、热裂解再生炭黑、热裂解回收钢丝、不凝可燃气的工艺过程。3.3热裂解再生炭黑（pyrolysis recovered carbon black）废轮胎热裂解产生的富含炭黑的固态产物。3.4连续回转式废轮胎裂解反应器设计准则（Design criteria for continuous rotary kiln waste tyre pyrolysis reactor）采用热裂解方法对废轮胎进行高效裂解的回转窑反应器设计和优化改造的统称。3.5有效长径比（effective aspect ratio）回转窑裂解反应器的有效长度与有效直径的比值。4技术要求反应器主体有效长径比的设计计算（一）废轮胎裂解程度分析废轮胎裂解转化率，是指废轮胎因受热发生分解反应的质量与物料未发生反应前质量的比值。由于是废轮胎发生分解反应引起的变化，所以裂解转化率主要与裂解反应密切相关的因素，如裂解温度和反应时间等有关。由于不同种类的废轮胎其橡胶组成配方存在一定的差异，需要选用最佳的裂解温度对废轮胎进行裂解。最佳裂解温度的选取可采用热重分析方法，对废轮胎原料的在不同温度和时间情况下的裂解转化率进行分析，以确定最佳的裂解温度和合适的裂解时间。废轮胎裂解程度，不同于单个微小颗粒的热重分析，废轮胎在反应器内的裂解过程所涉及的传热传质情况更复杂。对废轮胎在反应器内的裂解程度分析需要更宏观。通过大量的实验研究发现，以废轮胎裂解固体产物的品质对其裂解程度进行综合评价是一种行之有效的分析评价方法。所涉及固体产物的品质具体包括：固体产物的热重分析、炭黑性质分析、工业分析和微观结构分析。废轮胎裂解所得固体产物的热重分析，由于废轮胎充分裂解后将不再发生质量变化，因此，以废轮胎在不同裂解时间条件下所得固体产物的热重分析结果来判断废轮胎的裂解程度是可行的。具体有以下计算公式：（4-1）其中