旋转式废旧橡胶裂解设备的设计与实验研究

发布时间：2021-05-19 04:23

　　我国汽车工业的高速发展,有力地推动了橡胶行业的快速发展。长期以来不断增加的轮胎及制品产量,势必会造成废旧橡胶大量堆积,如何实现废旧橡胶资源化有效循环利用,一直是困扰研究人员的难题,同时也是热门研究课题。裂解既可解决当前废旧橡胶大量堆积所带来的一系列环境问题,亦可缓解当前日益减少的不可再生资源的紧张情势。废旧橡胶经过裂解得到气液固三态物质,即可燃气、燃料油和固体炭黑。可燃气经过油气分离、脱硫处理、压缩液化之后完全可以作为燃气使用,燃料油经过分馏冷凝等后处理之后可以作为燃油使用,固体炭黑经收集后,对其进行活化处理,研磨后可以作为橡胶制品的添加剂或活性炭使用。通过阐述废旧橡胶的裂解机理,对比分析不同的废旧橡胶裂解技术的优劣,认为,微波裂解是废旧橡胶高值化循环利用最佳途径之一。微波裂解具备对废旧橡胶进行内外同时加热、升温速率快、受热均匀、裂解能量损耗低、清洁环保无污染等优点。本文根据电磁理论,通过研究废旧橡胶的微波裂解机理,阐述微波裂解废旧橡胶工艺流程,利用微波特性,提出了旋转式圆盘结构的裂解设备方案,以微波发射装置采用微波管圆周布置形式,设计了可以进行连续裂解的旋转式废旧橡胶裂解设备。该裂解... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 废旧橡胶的主要处理方式
        1.2.1 改制利用
        1.2.2 轮胎翻新
        1.2.3 再生利用
        1.2.4 热能利用
        1.2.5 裂解
    1.3 裂解研究现状
        1.3.1 国内研究现状
        1.3.2 国外研究现状
        1.3.3 废旧橡胶的循环利用发展趋势
    1.4 课题研究的主要内容
    1.5 本章小结
2 废旧橡胶裂解机理
    2.1 废旧橡胶的主要来源
    2.2 裂解
        2.2.1 裂解过程
        2.2.2 废旧橡胶裂解
    2.3 废旧橡胶的裂解技术及裂解设备
        2.3.1 传统裂解技术
        2.3.2 裂解设备
    2.4 废旧橡胶微波裂解
    2.5 废旧橡胶的裂解产物
        2.5.1 裂解产物分析
        2.5.2 影响废旧橡胶裂解的因素
    2.6 本章小结
3 废旧橡胶微波裂解
    3.1 微波概述
    3.2 微波加热原理
    3.3 微波的应用
    3.4 微波技术应用于废旧橡胶裂解
    3.5 本章小结
4 旋转式废旧橡胶裂解设备的研究
    4.1 概述
    4.2 技术方案及工艺流程
        4.2.1 设计方案
        4.2.2 裂解工艺流程
        4.2.3 旋转式废旧橡胶裂解设备的设计
    4.3 进料装置
    4.4 微波发射装置
        4.4.1 微波管结构和工作原理
        4.4.2 微波传输
        4.4.3 传输线理论
        4.4.4 微波在矩形波导中的传输条件
        4.4.5 驻波
    4.5 裂解装置
        4.5.1 旋转圆盘和旋转轴
    4.6 出料装置
    4.7 本章小结
5 裂解腔体模拟仿真
    5.1 有限元分析
        5.1.1 HFSS软件介绍
        5.1.2 有限元法的基本原理
        5.1.3 HFSS求解类型
    5.2 裂解腔体的有限元分析
        5.2.1 HFSS仿真步骤
        5.2.2 仿真模型
        5.2.3 模型仿真与分析
    5.3 废旧橡胶在裂解腔体内的平铺厚度对裂解能耗影响
        5.3.1 微波渗透深度
        5.3.2 废旧橡胶在裂解腔内的平铺厚度对裂解能耗的影响分析
    5.4 本章小结
6 旋转式废旧橡胶裂解设备的实验研究
    6.1 实验目的
    6.2 实验过程
        6.2.1 实验材料
        6.2.2 实验步骤
        6.2.3 温度测量位置
    6.3 裂解数据分析
        6.3.1 裂解油
        6.3.2 固体炭黑
    6.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]废旧轮胎裂解炭黑在橡胶中应用研究[J]. 陈新中,蔡强.  中国橡胶. 2019(01)
[2]废旧轮胎回收利用迫在眉睫[J]. 再协.  中国资源综合利用. 2018(08)
[3]对橡胶制品行业发展现状的调查与分析[J]. 陈胜楠.  河北企业. 2018(08)
[4]废旧橡胶微波连续裂解的仿真与试验研究[J]. 李志华,李勇,宋应帅,刘强彩,陈士壮.  橡胶工业. 2018(05)
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[6]裂解腔内废旧橡胶的位置对裂解速率的影响[J]. 李志华,刘飞鹏.  橡胶工业. 2017(06)
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[8]浅说废弃橡胶回收处理循环利用[J]. 李婷.  乙醛醋酸化工. 2017(02)
[9]我国废旧轮胎循环经济模式与评价指标体系研究[J]. 邓玉勇,刘洋,李璨.  中国轮胎资源综合利用. 2016(09)
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硕士论文
[1]高功率微波应急通信技术研究[D]. 史迪威.中国航天科技集团公司第五研究院西安分院 2018
[2]生物质微波裂解实验研究[D]. 郭良.华东理工大学 2018
[3]整胎连续化微波裂解装置的设计与实验研究[D]. 郭楠.青岛科技大学 2018
[4]大功率微波磁控管电源研究[D]. 刘行行.武汉工程大学 2017
[5]隧道窑式胶粉连续裂解装置的优化设计与仿真[D]. 刘飞鹏.青岛科技大学 2017
[6]新型连续式废旧橡胶裂解设备的设计与仿真[D]. 杨燕青.青岛科技大学 2016
[7]用于裂解废旧轮胎的实验炉的设计和实验研究[D]. 袁坤.青岛科技大学 2016
[8]微波杀菌中试线关键技术研究[D]. 洪丽.中国海洋大学 2015
[9]智能微波开关发射器检测仪的设计与实现[D]. 陈文奇.西安石油大学 2014
[10]废旧橡胶轮胎胶粉制备技术及其经济性研究[D]. 杨建芝.长安大学 2014



本文编号：3195110