报废汽车破碎残余物热裂解气化回收机理与资源化初探

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1、上海交通大学硕士学位论文报废汽车破碎残余物热裂解/气化回收机理与资源化初探硕士研究生：倪飞箭学号：1120209307导师：陈铭研究员申请学位：工学硕士学科：机械工程所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterGENERICRESEARCHONRECYCLINGOFAUTOMOBILESHREDDERRESIDUETHROUGHPYROLYSISANDGASIFICATIONCand

2、idate：NiFeijianStudentID:1120209307Supervisor：Prof.ChenMingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：Jan,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文报废汽车破碎残余物热裂解/

3、气化回收机理与资源化初探摘要随着汽车保有量的持续增长、社会经济的发展和消费观念的改变，报废汽车的数量也在迅速扩大。报废汽车经过拆解，回收发动机、变速箱等零部件后，对余下部分进行压缩破碎分选处理，回收其中的金属和非金属材料，剩余部分成为汽车破碎残余物（AutomobileShredderResidue,ASR）。本项研究通过从国内两家报废汽车回收拆解企业实地取样，进行理化分析，结果表明，ASR中含量最多的依次为金属、纤维和塑料，其燃烧值为10～27MJ/kg，具有很大的能量回收潜力。热裂解和气化技术是最具商业价值和应用前景的ASR能量回收技术。基于热重分

4、析的结果，本文将Ozawa法和同步热分析法相结合，对ASR的热裂解机理开展了研究。在此基础上，建立了固定床式ASR热裂解和气化试验装置，在不同的燃空比和温度条件下开展了试验研究，对其气体、液体和固体产物进行分析，并对产率与试验条件之间的关系进行了探讨。结果表明：当反应温度为900°C、燃空比为1.5mol/kg时，每千克ASR热裂解和气化产生的可燃性气体产物热能最高，为11.28MJ；反应后的固体残余物占22%，按照ASR占报废汽车总质量的20%～25%计，其应占报废汽车质量的4.5～5.6%，表明通过ASR的热裂解和气化处理，我国报废汽车95%的回收

5、利用率是有能力达到的；针对固体残余物中重金属和多氯联苯（PCBs）的分析结果也表明，其完全符合我国现行排放标准的要求。上述研究结果为工业化热裂解和气化处理ASR的工程应用提供了理论依据，相关研究成果已经发表在《JournalofMaterialCyclesandWasteManagement》和《WasteManagement&Research》等国际期刊上。I上海交通大学硕士学位论文关键词：汽车破碎残余物，热裂解，气化，热裂解动力学，能量回收II上海交通大学硕士学位论文GENERICRESEARCHONRECYCLINGOFAUTOMOBILESHR

6、EDDERRESIDUETHROUGHPYROLYSISANDGASIFICATIONABSTRACTWiththeincreasingautomotivevehiclevolumeinuse,consumerattitudeschanging,andsocial&economicdevelopmentinChina,thevolumeofend-of-lifevehicles(ELVs)hasincreasedrapidly.However,theautomobileshredderresidue(ASR)generatedduringthetrea

7、tmentofELVsinChinaisnotdisposedproperly,therefore,itmaycauseenvironmentalissues.Inthispaper,ASRsamplesfromtwoELVdismantlingcompaniesarecomprehensivelystudiedthroughaseriesofphysicalandchemicalanalysis.Theresultsshowthatmetal,textileandplasticaccountformostoftheASR.Thecombustionh

8、eatofASRreachesupto10MJ/kg~27MJ/kg,suggestingth