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研究生:傳國誌
研究生(外文):Guo-Jhih Fu
論文名稱:不同車輛廢輪胎熱裂解排放多環芳香烴之研究
論文名稱(外文):PAH emission form the Pyrolysis of Waste tire for various vehicles
指導教授:林宗曾
指導教授(外文):Tzong-Tzeng Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:土木工程與防災科技研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:廢輪胎熱裂解多環芳香烴水刀毒性當量排放係數
外文關鍵詞:waste tirepyrolysisPAHswater-jet cutterTEQemission factor
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廢輪胎資源化技術大都以傳統破碎後作為熱裂解或輔助燃料為主,但最近研究發現廢輪胎經燃燒後極可能會排放PAHs致癌性空氣污染物,而使其在資源再利用上受到極大之挑戰。因此,本研究以水刀破碎後經高溫爐通入氮氣及空氣,分別熱裂解不同車輛之廢輪胎後,採樣分析其所排放之PAHs物種,以瞭解何種破碎方式之廢輪胎較不適作為輔助燃料或採熱裂解資源化技術。
本研究結果顯示通入氮氣熱裂解廢貨車、廢汽車及廢機車輪胎廢氣排放之氣固相總PAHs濃度(氣相137.44μg/m3、116.27μg/m3、30.68μg/m3;固相166.82μg/m3、84.56μg/m3、6.74μg/m3)、毒性當量(氣相0.7887μg/m3、0.1817μg/m3、0.0414μg/m3;固相2.0510μg/m3、0.1503μg/m3、0.0087μg/m3)、總PAHs排放係數(6872.0759μg-PAH/kg-廢輪胎、5813.8748μg-PAH/kg-廢輪胎、1533.8321μg-PAH/kg-廢輪胎);通入空氣熱裂解廢貨車輪胎、廢汽車輪胎及廢機車輪胎廢氣排放之氣固相總PAHs濃度(氣相3.16μg/m3、3.24μg/m3、7.51μg/m3;固相2.90μg/m3、2.15μg/m3、2.81μg/m3)、毒性當量(氣0.0032μg/m3、0.0032μg/m3、0.0077μg/m3;固相0.0031μg/m3、0.0023μg/m3、0.0030μg/m3)、總PAHs排放係數(158.0216μg-PAH/kg-廢輪胎、161.9429μg-PAH/kg-廢輪胎、375.4301μg-PAH/kg-廢輪胎)。綜觀上述結果發現通入氮氣熱裂解不同車輛廢輪胎所排放之PAHs皆比通入空氣者高出許多,而其中以熱裂解廢貨車輪胎所排放之PAHs最為嚴重,然再與國內外傳統破碎廢輪胎之熱烈解廠廢氣所排放之PAHs相比較,可發現經水刀破碎廢輪胎所排放之PAHs毒性當量值是遠低於傳統破碎廢輪胎。
Up to date, tire derived fuel and pyrolysis techniques have been used to reclaim waste tires. Although most of waste tires were treated by pyrolysis or incineration, the PAHs emission from heat treatment of waste tires was recently investigated by some researchers. However, the heat treatment for waste tires will have to meet a great environmental challenge. Thus, this study attempts to investigate the characteristics of PAHs emission from the pyrolysis technique (carried nitrogen gas and air) of the various waterjet-cutting waste tires.
Three kinds of waterjet-cutting waste tires including truck, car, and moto are selected for measuring the PAHs emission. Results of waste tires including truck, car, and moto indicate that the PAHs concentrations (μg/m3) of gas/solid phase in pyrolysis carried nitrogen gas were 137.44/166.82, 116.27/84.56, and 30.68/6.74; the TEQ concentrations (μg/m3) were 0.7887/2.0510, 0.1817/0.1503, and 0.0414/0.0087; the emission factor (μg-PAHs/kg-waste tire) were 6872.0759, 5813.8748, and 1533.8321. Results of waste tires including truck, car, and moto indicate that the PAHs concentrations (μg/m3) of gas/solid phase in pyrolysis carried air were 3.16/2.90, 3.24/2.15, and 7.51/2.81; the TEQ concentrations (μg/m3) were 0.0032/0.0031, 0.0032/0.0023, and 0.0077/0.0030; the emission factor (μg-PAHs/kg-waste tire) were 158.0216, 161.9429, and 375.4301. Based on the above results verified that the pyrolysis carried air emitted PAHs less than the one carried nitrogen gas. Consequently, the pyrolysis for waterjet-cutting waste tire emitted PAHs more less than the one for chipped waste tire.
目 錄
中文摘要---------------------------------------------------------------------------------------------I
英文摘要--------------------------------------------------------------------------------------------II
誌謝-------------------------------------------------------------------------------------------------III
目錄-------------------------------------------------------------------------------------------------IV
表目錄----------------------------------------------------------------------------------------------VI
圖目錄---------------------------------------------------------------------------------------------VII
第一章緒論----------------------------------------------------------------------------------------- 1
1.1 研究背景與動機------------------------------------------------------------------------1
1.2 研究內容 -----------------------------------------------------------------------------3
第二章文獻回顧----------------------------------------------------------------------------------- 4
2.1 輪胎之製程------------------------------------------------------------------------------4
2.2輪胎基本構造分類與組成-------------------------------------------------------------4
2.2.1輪胎基本構造分類---------------------------------------------------------------4
2.2.2輪胎之組成------------------------------------------------------------------------8
2.3破碎機與水刀之破碎技術------------------------------------------------------------10
2.3.1破碎機之破碎技術--------------------------------------------------------------10
2.3.2水刀之破碎技術-----------------------------------------------------------------12
2.3.2.1 水刀之原理--------------------------------------------------------------12
2.3.2.2 水刀之操作--------------------------------------------------------------13
2.4 PAH---------------------------------------------------------------------------------------14
2.4.1 PAH 之特性---------------------------------------------------------------------14
2.4.2 PAHs 之來源--------------------------------------------------------------------22
2.5國內外廢輪胎處理現況---------------------------------------------------------------25
2.5.1國內廢輪胎處理現況-----------------------------------------------------------25
2.5.2國外廢輪胎處理現況-----------------------------------------------------------29
2.6國內外廢輪胎研究動向---------------------------------------------------------------31
2.6.1 國內廢輪胎研究動向----------------------------------------------------------31
2.6.2 國外廢輪胎研究動向----------------------------------------------------------33
第三章試驗材料、方法與設備----------------------------------------------------------------34
3.1實驗設計與材料------------------------------------------------------------------------34
3.2水刀設備---------------------------------------------------------------------------------35
3.3基本物化試驗---------------------------------------------------------------------------37
3.3.1試驗步驟--------------------------------------------------------------------------37
3.4熱裂解試驗------------------------------------------------------------------------------40
3.4.1熱裂解試驗之儀器--------------------------------------------------------------40
3.4.2 PAHs之操作條件---------------------------------------------------------------41
3.4.3多環芳香烴化合物(PAHs)之採樣--------------------------------------------41
3.4.4 PAHs採樣之前處理-----------------------------------------------------------44
3.4.5 PAHs之採樣分析流程---------------------------------------------------------44
第四章結果與討論-------------------------------------------------------------------------------49
4.1基本物化試驗結果---------------------------------------------------------------------49
4.1.1水刀破碎廢輪胎之試驗結果--------------------------------------------------49
4.1.2破碎機破碎廢輪胎之試驗結果-----------------------------------------------49
4.2不同車輛廢輪胎熱裂解排放PAHs之特性----------------------------------------53
4.2.1總PAHs之濃度(μg/m3)、含量(μg/g)及毒性當量(μg/m3) ---------------53
4.2.2二十一種各別PAHs之濃度、含量及毒性當量----------------------------57
4.2.3高溫爐排放廢氣中各環數PAHs之分析------------------------------------59
4.2.4高溫爐排放廢氣中PAHs之排放係數--------------------------------------71
4.3 國內外 PAHs 之研究與本研究之比較------------------------------------------74
4.3.1 國外 PAHs 之研究與本研究之比較---------------------------------------74
4.3.2 國內 PAHs 之研究與本研究之比較---------------------------------------75
第五章結論----------------------------------------------------------------------------------------79
5.1結論---------------------------------------------------------------------------------------79
參考文獻-------------------------------------------------------------------------------------------80
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