废轮胎热解原理及其主要影响因素
废轮胎的热解是指将无杂质的废旧轮胎碎片、粉末，经过干燥预热后在缺氧或无氧的热解炉中发生分解的反应。各种废轮胎热解方式其基本原理都是将橡胶制品中原树脂高聚物进行较彻底的大分子分解，使其回到低分子质量状态或单体态。
废轮胎热解设备
从反应内部机理来看，热解可以分为三种类型：解聚反应型、随机分解型和中间型。废轮胎热解和废塑料热解是典型的随机分解，轮胎/塑料在受热时化学键的断裂是随机的，产生一定数目的碳原子和氢原子结合的低分子化合物。废轮胎中碳、氢元素含量很高，故对其进行热解可生成可燃性气体、油类和炭黑等物质。
废轮胎热解产物
影响废轮胎热解过程的主要因素有热解温度、反应时间和催化剂等，每个因素都会对热解反应过程及热解产物产生影响。反应温度和反应时间会对废轮胎热解产物的产量、组成和性质产生影响；催化剂的加入可以使反应耗能减少，同时加快反应速率。
影响因素一：反应温度
温度是影响废轮胎热解产物特性和产量的主要因素。总体表现为：随着热裂解温度的升高，气体和油类产物总量上升，固体产物总量减少，在温度上升的过程中，油类产物将出现一个最大值，继而随着温度的继续上升，固体、油类产物含量开始减少，并最终达到稳定。升温过程中，油类产物的减少主要是由于温度的升高使其热解的原因。
当废轮胎热解炉内反应温度介于400~600℃时，气体产物总量随温度上升增加，氮气当量比增大会使物质气化更快、更完全；当反应温度高于600℃时，所生成的炭黑的性质非常接近，产生的焦油很少；反应温度高于700℃时，气化作用已不再明显。因此，东盈环资工程师建议废轮胎热解的适宜温度和当量比分别为650~700℃、0.2~0.4，此时生成的气体热值为4000~9000KJ/Nm³，产量为 18~37Nm³/kg，炭黑的比表面积约为20~30m³/g，产量为550~650g/kg。温度是影响热解焦炭产量和特性的主要因素之一。当温度从400℃上升到500℃时，焦炭产量下降了约 25.8％，焦炭组成变化不大；而当温度从500℃上升到 900℃时，焦炭产量变化甚微，而组成却发生了明显变化，Ｈ、Ｏ元素的含量减少明显。
轮胎加热热解中
因此，在热裂解过程中，对产物的需求不同，应根据目标产物的不同，控制相应的热解温度。如需提高裂解产物中油类产物的含量，则应采用电加热或热解气加热方式，将热解温度控制在400℃~800℃范围，因其温升较慢，可以防止二次反应的发生；如需提高产气率，应采用等离子体或微波加热技术，运用等离子体技术对废旧轮胎进行热解，无液体油类产物生成，反应迅速，热解气热值高，且无有害气体产生，气体产物主要为C2H4、CH4、C2H2、H2、CO，产气率最已达到77％。
影响因素二：反应时间
反应时间的长短也是影响废轮胎热解过程的一个关键因素。废轮胎成分复杂，含有多种有机物和无机物，不同成分在达到其沸点时热解相应发生。当初始反应温度为100℃，升温速率为5℃/min时，低沸点的添加剂和增塑剂物质在反应开始后20分钟开始转化为气态物质；到40分钟时，反应物重量急剧下降，废轮胎中的大部分组分开始热解；反应持续75分钟后固体物质重量趋于稳定，各类物质均已分解，热解反应基本停止。
废轮胎热解反应时间
反应温度稳定时，废轮胎热解时间会有一个最小值，超过此最小值，剩余物质总量不会变化。反应温度为500℃时，设置三种反应时长（15、30、60min）对热解的影响甚微。同时，反应时间也影响着废轮胎热解产物的分布。热解产物中气体产物会随着反应时间的增长而增加，而液态油产物则会随着时间的增长而减少，这归因于随着反应时间的增长，液态油部分物质发生了二次裂解。
影响因素三：催化剂
废轮胎热解反应温度高，持续时间长，使得其热解处理不仅耗能大，而且产物品质无法达到比较好。热解反应中加入合适的催化剂，不仅可以缩短反应时间，减少耗能，还能提高最终产品的产量和质量。因此，对于废轮胎热解催化剂的选择也至关重要。
催化剂的加入可以提高部分产物的产量，同时降低反应能耗。在常压无氧条件下对废旧轮胎进行的热裂解，在同样的实验条件下，加入的催化剂的反应中，固态炭黑和液态油的产率均有所提高，而气体产物产率下降，这是由于催化剂的加入使轮胎胶粉中的化学键锻炼，生成了更多分子量小的油和炭黑，但对油类进一步分解成小分子气体无明显作用。此外，废轮胎催化热解比普通热解的出油率能提高15％左右，达到最高出油率情况时，催化热解的温度比普通热解温度低100℃左右，这主要是因为催化剂的加入降低了活化能，使得热解速度加快。
废轮胎热解设备
催化剂的加入优化了废轮胎的热解，使得热解在能耗、产物总量和产物品质上得到了更大的改善。
废旧轮胎热解受到反应温度、反应时间、催化剂、升温速率、粒径大小等因素的影响，因此，在废轮胎热解设备实际运行时，应根据最终产物的不同来确定合适的操作条件，如需综合回收价值高，则应考虑固、液、气三相产物的总体比较好平衡。
