天然橡胶热解气相产物生成机理研究
发布时间：2020-12-23 16:14
废旧橡胶已经成为仅次于废旧塑料的一类高分子材料,简单化的处理（填埋、燃烧）不仅浪费大量资源,也会对环境和人类健康产生威胁。因此,有效利用废旧橡胶已经迫在眉睫。废旧橡胶热解是一种高效的热化学回收方法,可以产生具有高利用价值的能量及产品。本文通过分子动力学模拟研究了天然橡胶的热解规律,并采用反应分子动力学、工艺过程模拟与热重-红外实验相结合的方法讨论了天然橡胶热解过程中气体产物的组分及生成机理。然后采用热重-红外实验进一步讨论不同的升温速率和气体氛围对热解过程及气体产物的影响。这将对改善天然橡胶热解的产气率和通过改变热解条件获得所需产物起理论指导作用。首先,在Hyperchem软件中,基于AMBER力场对聚合度为10的天然橡胶模型的热解过程进行了模拟。模拟结果表明天然橡胶热解过程包括低温加热过程和高温断裂过程,当温度低于600K时,只是分子内部结构发生了一些物理变化;温度达到600K左右时,分子键开始发生断裂,生成少量大分子碎片,随着温度的升高,大分子碎片会进一步生成较多的小分子碎片,主要有-CH2-、-CH3、H、-C2H...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
870-2050年世界能源结构变化及预测
图 1.2 2007-2017 年我国能源生产总量和消费总量源消费结构中，以消耗煤炭为主。这种过度单一的能耗常生活以消耗煤炭为主，不充分利用其他能源，使能源煤燃烧产生的氮氧化物等有害气体对生态环境造成严重再生的一次性能源，一旦供应不足，许多产业将面临能源耗造成的环境恶化和能源供需矛盾日益突出，因此调整能，开发绿色能源和提高能源利用效率是一个越来越重要橡胶的利用意义胶工业已成为国民经济的基础产业之一。像日用、医疗掘、交通、建筑、机械、电子等重工橡胶设备及新兴产都可以看到橡胶的存在。因此，对于橡胶的需求量与日的废旧橡胶产生。由于废橡胶是一种热固性聚合物，很们也只是对其进行燃烧和掩埋等简单化处理[5]。这就导烧产生的有害气体也对环境和人的身体健康有危害。因
图 1.3 2011-2016 年我国废轮胎的产生量与回收率走势表 1.1 几种物质的热值 轮胎（汽车）轮胎（卡车）轮胎（摩托车）生物质（木材）烟煤 J/kg） 38.6 33.4 29.18 16.7-19.0 34.0 旧轮胎的回收利用方式包括再生橡胶、轮胎翻新、橡胶我国，主要利用方式是再生胶，但其生产利润低、劳动大、环境污染严重[10]，目前正在寻求新的脱硫技术；轮减少污染、能源排放，是一种经济效益最佳、最环保的橡胶粉生产无二次污染，废轮胎利用率可以到 100%，附良好的发展前景，但是胶粉表面具有惰性，与基体材料其关键是对其进行表面改性[11]。 相对其他三种利用方式小的污染性和有效性，并且热解产物可以根据不同的需
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国能源可持续发展探析[J]. 多金荣. 林业经济. 2018(03)
[2]废轮胎胎侧胶粉的热解反应特性及动力学研究[J]. 盖希坤,方颖超,李音,张良佺,杨瑞芹,田原宇. 橡胶工业. 2017(05)
[3]废旧橡胶资源化与环境[J]. 卢娜,辛振祥. 世界橡胶工业. 2016(07)
[4]正戊烷热裂解一次反应机理的数值模拟[J]. 张红梅,孙维,李金莲,李春秀,郝玉兰,温静,赵亮,赵晶莹. 石油学报(石油加工). 2016(02)
[5]丙烷-正丁烷混合热裂解反应机理及相互作用机理的数值模拟[J]. 李金莲,张红梅,李春秀,孙维,郝玉兰,李丽丽,赵亮,张永军. 计算机与应用化学. 2016(02)
[6]氟橡胶热分解动力学及热老化寿命研究[J]. 鲜一,张友捷,伍勇. 四川化工. 2016(01)
[7]白炭黑/热解炭黑并用对胎侧胶料性能的影响[J]. 王永军,陈春花,李苗,辛振祥. 特种橡胶制品. 2015(05)
[8]C4烷烃混合热裂解反应机理的数值模拟[J]. 张红梅,李春秀,郝玉兰,李金莲,赵晶莹. 化学工程. 2015(05)
[9]工程轮胎裂解炭黑的表征与应用[J]. 乔慧君,杜爱华. 特种橡胶制品. 2015(02)
[10]乙烷丙烷单独及混合裂解相互作用机理的模拟研究[J]. 张红梅,李青月,李金莲,郝玉兰,张晗伟,赵亮. 化工科技. 2015(01)
博士论文
[1]能源与环境学科中的多尺度多物理化学耦合反应输运过程数值模拟研究[D]. 陈黎.西安交通大学 2017
[2]ReaxFF反应力场的开发及其在材料科学中的若干应用[D]. 刘连池.上海交通大学 2012
[3]界面微观特性的分子动力学模拟研究[D]. 蔡治勇.重庆大学 2008
[4]分子动力学模拟的若干基础应用和理论[D]. 殷开梁.浙江大学 2006
硕士论文
[1]木质素模型化合物热解的微观机理研究[D]. 黄晓露.重庆大学 2012
[2]废轮胎盐浴热解制取燃料油的研究[D]. 王学通.河北工业大学 2008
[3]橡胶的热裂解机理及动力学研究[D]. 孙玉海.广西大学 2004
本文编号：2933986
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
870-2050年世界能源结构变化及预测
图 1.2 2007-2017 年我国能源生产总量和消费总量源消费结构中，以消耗煤炭为主。这种过度单一的能耗常生活以消耗煤炭为主，不充分利用其他能源，使能源煤燃烧产生的氮氧化物等有害气体对生态环境造成严重再生的一次性能源，一旦供应不足，许多产业将面临能源耗造成的环境恶化和能源供需矛盾日益突出，因此调整能，开发绿色能源和提高能源利用效率是一个越来越重要橡胶的利用意义胶工业已成为国民经济的基础产业之一。像日用、医疗掘、交通、建筑、机械、电子等重工橡胶设备及新兴产都可以看到橡胶的存在。因此，对于橡胶的需求量与日的废旧橡胶产生。由于废橡胶是一种热固性聚合物，很们也只是对其进行燃烧和掩埋等简单化处理[5]。这就导烧产生的有害气体也对环境和人的身体健康有危害。因
图 1.3 2011-2016 年我国废轮胎的产生量与回收率走势表 1.1 几种物质的热值 轮胎（汽车）轮胎（卡车）轮胎（摩托车）生物质（木材）烟煤 J/kg） 38.6 33.4 29.18 16.7-19.0 34.0 旧轮胎的回收利用方式包括再生橡胶、轮胎翻新、橡胶我国，主要利用方式是再生胶，但其生产利润低、劳动大、环境污染严重[10]，目前正在寻求新的脱硫技术；轮减少污染、能源排放，是一种经济效益最佳、最环保的橡胶粉生产无二次污染，废轮胎利用率可以到 100%，附良好的发展前景，但是胶粉表面具有惰性，与基体材料其关键是对其进行表面改性[11]。 相对其他三种利用方式小的污染性和有效性，并且热解产物可以根据不同的需
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国能源可持续发展探析[J]. 多金荣. 林业经济. 2018(03)
[2]废轮胎胎侧胶粉的热解反应特性及动力学研究[J]. 盖希坤,方颖超,李音,张良佺,杨瑞芹,田原宇. 橡胶工业. 2017(05)
[3]废旧橡胶资源化与环境[J]. 卢娜,辛振祥. 世界橡胶工业. 2016(07)
[4]正戊烷热裂解一次反应机理的数值模拟[J]. 张红梅,孙维,李金莲,李春秀,郝玉兰,温静,赵亮,赵晶莹. 石油学报(石油加工). 2016(02)
[5]丙烷-正丁烷混合热裂解反应机理及相互作用机理的数值模拟[J]. 李金莲,张红梅,李春秀,孙维,郝玉兰,李丽丽,赵亮,张永军. 计算机与应用化学. 2016(02)
[6]氟橡胶热分解动力学及热老化寿命研究[J]. 鲜一,张友捷,伍勇. 四川化工. 2016(01)
[7]白炭黑/热解炭黑并用对胎侧胶料性能的影响[J]. 王永军,陈春花,李苗,辛振祥. 特种橡胶制品. 2015(05)
[8]C4烷烃混合热裂解反应机理的数值模拟[J]. 张红梅,李春秀,郝玉兰,李金莲,赵晶莹. 化学工程. 2015(05)
[9]工程轮胎裂解炭黑的表征与应用[J]. 乔慧君,杜爱华. 特种橡胶制品. 2015(02)
[10]乙烷丙烷单独及混合裂解相互作用机理的模拟研究[J]. 张红梅,李青月,李金莲,郝玉兰,张晗伟,赵亮. 化工科技. 2015(01)
博士论文
[1]能源与环境学科中的多尺度多物理化学耦合反应输运过程数值模拟研究[D]. 陈黎.西安交通大学 2017
[2]ReaxFF反应力场的开发及其在材料科学中的若干应用[D]. 刘连池.上海交通大学 2012
[3]界面微观特性的分子动力学模拟研究[D]. 蔡治勇.重庆大学 2008
[4]分子动力学模拟的若干基础应用和理论[D]. 殷开梁.浙江大学 2006
硕士论文
[1]木质素模型化合物热解的微观机理研究[D]. 黄晓露.重庆大学 2012
[2]废轮胎盐浴热解制取燃料油的研究[D]. 王学通.河北工业大学 2008
[3]橡胶的热裂解机理及动力学研究[D]. 孙玉海.广西大学 2004
本文编号：2933986
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