报废汽车破碎残余物（ASR）热裂解/气化机理及其资源化应用基础研究

作为产销量世界第一的汽车大国，我国未来十年的报废汽车数量惊人。不断提高的回收利用法规要求和规模化发展的报废汽车回收利用产业，必然要采用大规模机械化拆解、破碎、分选工艺装备，同时,也会面临汽车破碎残余物(ASR)的处置难题。因此，对于ASR资源化和能源化方面的研究亟待开展。. 通过研究我国ASR的主要特征及其热裂解模式，自主开发符合我国实际情况的"固定床式ASR热裂解/气化反应试验装置"，并以此为基础，研究ASR热裂解/气化机理，探讨多氯联苯（PCBs）、溴阻燃剂（PBB、PBDE）、重金属等车用材料环境负荷物质在热裂解/气化过程中的转化、消除与固定机理，通过分析ASR热裂解合成气和固体残留物的理化特性，制定和优化其资源化技术工艺。. 本项目研究成果将为提高我国报废汽车的实际回收利用率、实现ASR的无污染、低排放、高附加值资源化，提供基础理论和方法支持。

汽车社会的到来已经成为不可逆转的社会潮流。汽车产业的发展和汽车产品的迅速普及，必然带来汽车报废量的暴发性增长。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（ASR）。本项研究通过实地调研采样，分析了我国ASR的典型组成和理化特性，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。基于热重分析的结果，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：（1）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；（2）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，最终实现我国报废汽车95%的回收利用率是可行的；（3）针对固体残余物中重金属和多氯联苯（PCBs）的分析结果表明，其完全符合我国现行排放标准的要求。通过开展磷酸二氢钠对固体残余物重金属固定效果的研究，进一步提出了其有望作为建筑材料的原料进行再利用，为最终实现我国报废汽车的“零废弃物排放”，提供理论参考。