[發明專利]一種研究廢橡膠配煤煉焦過程中鋅轉移的裝置及方法

在審

• 申請號: 202011117712.3
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112326632A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 蘭亞鑫;梁志博;俞崇梅;金雙玲;王曉瑞;李俊強;韓奇;錢晨亮;杭加旺;孫鵬飛;周揚;金鳴林;張睿
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: G01N21/73
• 分類號: G01N21/73;G01N27/62
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明公開了一種研究廢橡膠配煤煉焦過程中鋅轉移的裝置及方法。所述裝置包括配氣系統、熱解系統、冷卻系統及煤氣收集系統；所述配氣系統包括高壓氣瓶；所述熱解系統包括石英長管、電加熱爐及程序控溫儀，高壓氣瓶通過流量計與石英長管連通；所述冷卻系統包括焦油收集瓶；所述煤氣收集系統包括酸溶液收集瓶。研究為：將煤與廢橡膠粉末混合，在惰性氣氛保護下進行熱解，熱解產生的焦油、煤氣分別通過焦油收集瓶、酸溶液收集瓶收集；將焦油焙燒，所得灰分用酸溶液充分溶解，將所得溶液與煤氣通入的酸溶液分別檢測其中的鋅含量。本發明適用于廢橡膠中鋅在煤氣、焦油與焦炭中的轉移路徑及其在焦炭中的殘留形態的研究。

技術領域

本發明涉及一種研究廢橡膠配煤煉焦過程中鋅轉移的裝置及方法，屬于固體廢棄物綜合利用技術領域。

背景技術

鋼鐵工業在城市的發展過程中，除了實現自身的超低排放更清潔的生產目標之外，如何消納城市廢棄物，也是鋼鐵工業實現與城市共融的重要貢獻之一。由于我國汽車工業迅猛發展，近年來廢舊輪胎急劇增加，這種“黑色污染”給中國本已脆弱的生態環境雪上加霜。此外，從廢棄物資源化再利用的角度，廢橡膠尤其特殊的資源再利用價值。因此，深度治理和綜合再利用廢舊輪胎，迫在眉睫。我國的廢舊輪胎利用主要有輪胎翻新、再生膠、膠粉、熱裂解4種方式。

目前熱解和燃料利用技術還處于實驗室研究階段，針對固態廢輪胎橡膠與煤共焦化的工業基礎研究相對薄弱，國內幾近空白，因此，從理論上探究煉焦過程中煤與配入的固體廢橡膠(輪胎)高溫共焦化對冶金焦品質影響，以及固態廢橡膠中有害物質(有色金屬)的富集轉移機制為廢橡膠在冶金工業中的再利用奠定基礎。同時，從對煤與固態廢橡膠共焦化過程研究，可獲得關鍵技術參數對工程化應用提供參考。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種研究廢橡膠配煤煉焦過程中鋅轉移的實驗裝置及方法，以探究煉焦過程中煤與配入的固體廢橡膠高溫共焦化對冶金焦品質影響，以及固態廢橡膠中有害物質(有色金屬鋅)的富集轉移機制。

為了解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下：

一種研究廢橡膠配煤煉焦過程中鋅轉移的裝置，其特征在于，依次包括配氣系統、熱解系統、冷卻系統及煤氣收集系統；所述配氣系統包括用于產生惰性氣體的高壓氣瓶；所述熱解系統包括用于熱解的石英長管、用于加熱石英長管的電加熱爐及程序控溫儀，高壓氣瓶通過流量計與石英長管連通，程序控溫儀用于根據流量計所測的流量控制電加熱爐的加熱溫度；所述冷卻系統包括用于收集石英長管內熱解產物的焦油收集瓶及用于冷卻焦油收集瓶的冷卻裝置；所述煤氣收集系統包括用于收集焦油收集瓶內產生的氣體的酸溶液收集瓶。

優選地，所述的惰性氣體為氮氣。

優選地，所述惰性氣體的流量不大于160mL/min。

優選地，所述電加熱爐的額定最高溫度為1200℃，爐溫在0～1200℃可調。

優選地，所述的冷卻裝置為裝有冰水的容器。

優選地，所述酸溶液收集瓶內的酸溶液為硫酸、硝酸或磷酸。

更優選地，所述酸溶液由濃鹽酸、濃硫酸、濃硝酸或濃磷酸與水以體積比2：13的比例配置而成。

本發明還提供了一種研究廢橡膠配煤煉焦過程中鋅轉移的方法，其特征在于，采用上述研究廢橡膠配煤煉焦過程中鋅轉移的裝置，包括以下步驟：

步驟1)：將煤與廢橡膠粉末混合，得到混合樣品；

步驟2)：將混合樣品置于石英長管中，打開高壓氣瓶、電加熱爐，混合樣品在惰性氣氛保護下進行熱解，熱解產生的焦油通過焦油收集瓶收集，熱解產生的煤氣經過焦油收集瓶通入酸溶液收集瓶內的酸溶液中；

步驟3)：將焦油焙燒，所得灰分用酸溶液充分溶解，將所得溶液與煤氣通入的酸溶液分別過濾、定容，檢測其中的鋅含量。