简而言之，轮胎热解气体是一种合成气（syngas），主要由可燃碳氢化合物和不可燃气体组成。 其确切成分变化很大，但通常包括有价值的燃料成分，如氢气、甲烷和乙烷，以及二氧化碳和硫化氢等污染物。
关键在于，虽然轮胎热解气体由于其碳氢化合物含量而是一种可行的能源，但其实际用途取决于工艺条件以及去除硫等有害污染物的必要性。
热解气体的核心成分
在无氧环境中加热切碎的轮胎所产生的气体是一种复杂的混合物。我们可以将其成分分为三大类。
有价值的燃料成分（碳氢化合物）
这些成分赋予气体能量价值。它们主要是通过轮胎橡胶中长聚合物链的热裂解产生的短链碳氢化合物。
常见的燃料气体包括：
- 氢气 (H₂)
- 甲烷 (CH₄)
- 乙烷 (C₂H₆)
- 丙烷 (C₃H₈)
- 丁烷 (C₄H₁₀)
- 其他轻质碳氢化合物 (C₂-C₄)
不可燃稀释剂
这些气体不增加合成气的热值。相反，它们稀释了燃料成分，降低了整体能量密度。
主要的稀释剂是：
- 一氧化碳 (CO)
- 二氧化碳 (CO₂)
- 氮气 (N₂)，如果它泄漏到系统中或用作吹扫气体。
腐蚀性污染物
这些是不良副产品，对设备和环境构成重大挑战。
最重要的污染物是硫化氢 (H₂S)。它来源于硫化过程中用于赋予轮胎耐久性的硫。还可能存在其他微量硫化合物。
为什么成分从不固定
您永远找不到轮胎热解气体的单一、确切配方。其最终成分是几个关键工艺变量的直接结果。
热解温度的影响
温度是最关键的因素。较高的温度（高于700°C）倾向于将较大的碳氢化合物分子“裂解”成更小、更简单的气体，如氢气和甲烷，从而提高气体质量。较低的温度通常会产生更高比例的重质碳氢化合物液体（热解油）和更少的总气体。
轮胎原料的影响
轮胎的原始成分很重要。不同品牌和类型的轮胎使用略有不同的橡胶配方和添加剂包，这将微妙地改变所得气体和油产品。制造中使用的硫量直接影响合成气中硫化氢的浓度。
反应器和催化剂的作用
热解反应器的设计和工艺持续时间影响热量传递的效率以及材料暴露于高温的时间。此外，使用特定催化剂可以引导化学反应，使其有利于生产某些有价值的气体而不是其他气体。
了解实际意义
气体成分的可变性带来了一系列明确的权衡，必须在任何商业应用中进行管理。
热值与污染
高浓度的氢气和甲烷赋予热解气体显著的热值，使其成为发电、供热或为热解工厂本身提供动力的合适燃料。
然而，这个价值直接被硫化氢的存在所抵消。
硫化氢 (H₂S) 的挑战
硫化氢是最大的操作挑战。它对发动机、涡轮机、管道和其他金属设备具有高度腐蚀性，尤其是在存在任何水分的情况下。
此外，H₂S是一种有毒的空气污染物。燃烧时，它会转化为二氧化硫 (SO₂)，这是酸雨的主要成因。出于这些原因，气体几乎总是需要二次清洁或“洗涤”步骤，以在安全使用之前去除硫。
如何评估热解气体在您的应用中的适用性
您分析和使用轮胎热解气体的方法应由您的最终目标决定。
- 如果您的主要重点是能源生产： 您的目标是通过优化温度来最大化甲烷和氢气含量。您还必须预算一个强大的气体洗涤系统来去除 H₂S，以保护您的发电机并符合环境法规。
- 如果您的主要重点是化学合成： 您需要详细的气相色谱分析来确定氢气、乙烯或丙烯等有价值原料的浓度。这通常需要更高温度的催化热解过程。
- 如果您的主要重点是环境合规性： 关键任务是实施硫化氢和其他受管制污染物的连续监测和高效去除系统。
了解这种气体的成分是释放其作为资源价值的第一步。
总结表：
| 成分类别 | 主要示例 | 主要特征 |
|---|---|---|
| 有价值的燃料成分 | 氢气 (H₂)、甲烷 (CH₄)、乙烷 (C₂H₆) | 可燃，提供能量价值 |
| 不可燃稀释剂 | 二氧化碳 (CO₂)、一氧化碳 (CO)、氮气 (N₂) | 降低气体的能量密度 |
| 腐蚀性污染物 | 硫化氢 (H₂S) | 有毒、腐蚀性，使用前需要去除 |
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