废旧轮胎热解吸附强化重整制氢特性及经济性分析 - 沈孟飞; 宋虎潮; 邢定一; 王博; 刘银河 (西安交通大学学报, 2024)
X705; 为实现废旧轮胎资源化利用,提出一种废旧轮胎热解耦合吸附强化重整制氢工艺.基于吉布斯自由能最小化原理以及能量和质量守恒定律,以CaO为吸附剂构建了废旧轮胎热解耦合吸附强化重整制氢工艺流程,将传统重整与CO2原位吸附相结合.分析考察了重整反应温度、反应压力、水与碳物质的量比(ns/n(C))、钙与碳物质的量比(n(Ca)/n(C))作参数对工艺热力学性能的影响,并从技术经济性角度分析了该工艺的可行性.研究结果表明:温度和ns/n(C)的增加都可以提高氢气产率,但是制氢效率会随着重整温度和ns/n(C)的不断增加而降低;n(Ca)/n(C)增加可以提高氢气产率及制氢效率,但是当n(Ca)/n(C)＞1时提升不大.综合考虑,最佳操作参数如下:重整温度为650 ℃、重整压力为1MPa、ns/n(C)为3.5、n(Ca)/n(C)为1,此时氢气产率为0.203,制氢效率为57.9％.经济性分析表明,废旧轮胎制氢成本约为10.87元/kg,投资回收期为4 a,具有较高的经济效益.研究结果可为废旧轮胎高值化利用提供参考.