用于裂解废旧轮胎的实验炉的设计和实验研究

发布时间：2017-03-29 23:08

  本文关键词：用于裂解废旧轮胎的实验炉的设计和实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文综述了废旧轮胎处理行业的现状,并分析了国内外一些主要的处理方式的优缺点,认为裂解是一种有着很好发展前景的废旧轮胎处理技术。详细论述了微波裂解作为新型裂解技术的优势:加热效率高、裂解均匀性好、节能高效、裂解条件控制精准、产物质量高、环保无污染等等。根据目前微波裂解技术的发展现状以及亟待解决的问题,笔者设计了一种能够用于微波裂解废旧轮胎的实验炉,通过箱体周围布置的微波发射器对箱体内的废旧轮胎进行加热使其裂解,将废旧轮胎裂解为炭黑和油气。该实验炉的创新点有:可裂解整胎,不需要将轮胎首先进行粉碎为胶粉,减少了工序,降低了成本;裂解条件可以精准控制,提高产物质量;利用微波特性,降低了裂解温度;氮气环境裂解,避免氧化副反应等等。本文通过ANSYS对设计的裂解实验炉进行热-结构耦合仿真分析,得到了在设定的温度和辐射条件下,废旧轮胎裂解炉的各部分的应力、应变、应变能等结果数据。经过分析,裂解炉炉体的强度满足设计要求,能够在高温、有压、无氧的特殊环境下正常工作。本文利用HFSS对裂解实验炉的谐振腔进行了电磁学仿真分析,根据仿真结果,得出结论:当轮胎居中放置时的温度场分布较好,当轮胎放置于腔体底面或者轮胎尺寸增大时,会使得箱体上局部出现热点。笔者利用该裂解实验炉进行了轮胎裂解实验,考察了轮胎规格以及轮胎是否带有钢丝对裂解情况的影响。得到了具有参考价值的结果:同等裂解条件下,胎面宽的轮胎裂解速度比胎面窄的轮胎缓慢,且裂解程度低、产物质量差;带钢丝胶块温升略快于不带钢丝胶块,带钢丝胶块出油、出气量更大,比不带钢丝胶块裂解率高。通过分析也得出了该实验炉的几个薄弱环节:顶盖边缘、视镜与门体连接处、炉腔底部等,在文中均提出了相应的改进方案。
【关键词】：废旧轮胎 裂解 热-结构耦合仿真 电磁仿真 优化设计
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X705
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究的背景和意义9-11
• 1.2 废旧轮胎的主要处理方法11-15
• 1.2.1 废旧轮胎直接利用11-12
• 1.2.1.1 废旧轮胎的翻新11
• 1.2.1.2 废旧轮胎直接利用于其他场合11-12
• 1.2.2 废旧轮胎再生间接利用12-13
• 1.2.2.1 生产再生胶12
• 1.2.2.2 粉碎加工为胶粉再利用12-13
• 1.2.3 废旧轮胎资源化利用13-15
• 1.2.3.1 废旧轮胎作为燃料利用13
• 1.2.3.2 废旧轮胎的热分解13-15
• 1.3 国内外废旧轮胎处理研究概况15-16
• 1.4 微波裂解技术及其优势16-17
• 1.5 本课题研究的主要内容17-18
• 2 微波裂解技术原理18-25
• 2.1 微波的原理和特性18-20
• 2.2 微波裂解作用机理20-21
• 2.3 微波裂解的优势21-22
• 2.4 微波裂解技术的应用现状22-25
• 2.4.1 国外微波裂解技术的应用22-24
• 2.4.1.1 微波裂解处理污泥22-23
• 2.4.1.2 微波裂解农林废弃物23
• 2.4.1.3 微波裂解木材制取化学原料23
• 2.4.1.4 微波裂解矿物燃料23-24
• 2.4.1.5 其他微波裂解的应用24
• 2.4.2 国内微波裂解技术的应用24-25
• 3 废旧轮胎裂解实验炉的设计25-33
• 3.1 裂解实验炉的方案设计25
• 3.2 裂解实验炉的工艺流程设计25-27
• 3.3 裂解实验炉的结构设计27-32
• 3.3.1 裂解实验炉的结构27-31
• 3.3.2 裂解实验炉的实物31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 4 裂解实验炉的热-结构耦合仿真与优化33-56
• 4.1 裂解实验炉的热-结构分析方程33-38
• 4.1.1 裂解炉的热学方程的建立34-37
• 4.1.1.1 裂解炉内的热传递分析34-35
• 4.1.1.2 裂解炉内的热学方程的建立35-37
• 4.1.2 裂解炉的热应力方程的建立37-38
• 4.2 裂解实验炉的热-结构耦合分析38-55
• 4.2.1 热-结构耦合仿真分析方法38-39
• 4.2.2 创建裂解实验炉三维模型39-42
• 4.2.3 仿真分析参数的确定42
• 4.2.4 单元选取与网格划分42-45
• 4.2.5 加载与求解45-55
• 4.3 本章小结55-56
• 5 裂解实验炉的电磁仿真分析56-70
• 5.1 电磁仿真技术概述56-59
• 5.1.1 电磁仿真方法与软件简介56-57
• 5.1.2 裂解炉谐振腔及其主要参数57-59
• 5.1.2.1 谐振波长与谐振频率57-59
• 5.1.2.2 品质因数59
• 5.2 轮胎位置对裂解炉性能的影响分析59-69
• 5.2.1 轮胎居中放置时的仿真分析60-63
• 5.2.2 轮胎底面放置时的仿真分析63-67
• 5.2.3 轮胎体积增大时的仿真分析67-69
• 5.3 本章小结69-70
• 6 废旧轮胎微波裂解实验与分析70-80
• 6.1 废旧轮胎微波裂解实验70-71
• 6.1.1 实验材料及准备70
• 6.1.2 实验安全准备70
• 6.1.3 实验操作步骤70-71
• 6.1.4 实验后处理71
• 6.2 裂解实验结果与分析71-78
• 6.2.1 不同规格轮胎对裂解影响的实验71-75
• 6.2.2 钢丝对胶块裂解影响的实验75-78
• 6.3 本章小结78-80
• 7 总结与展望80-82
• 7.1 全文总结80-81
• 7.2 工作展望81-82
• 参考文献82-85
• 致谢85-86
• 攻读硕士期间发表的学术论文目录86-87

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;俄最大轮胎厂扩大产能[J];橡塑技术与装备;2001年12期

2 涂学忠;亚洲2003年轮胎展[J];轮胎工业;2002年06期

3 林礼贵;轮胎的管理、使用和保养讲座 第4讲 轮胎的管理[J];轮胎工业;2003年06期

4 涂学忠;米其林计划在西班牙轮胎厂投资1.88亿欧元[J];轮胎工业;2003年08期

5 谢立;米其林重新启动其墨西哥轮胎厂[J];中国橡胶;2003年04期

6 涂学忠;大陆计划在中国生产轮胎[J];轮胎工业;2004年06期

7 陈维芳;大陆计划在巴西建轮胎厂[J];中国橡胶;2004年14期

8 梁金兰;;大陆在巴西的轮胎厂开始运行[J];橡胶科技市场;2006年10期

9 梁金兰;;锦湖在美国建轮胎厂[J];轮胎工业;2008年03期

10 郭益;;伊朗轮胎厂工人罢工[J];橡胶科技市场;2008年11期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 张恕民;;高层轮胎仓库工艺方案设计[A];中国机械工程学会物料搬运学会第二届年会论文集（四）--物流与仓储气力输送[C];1984年

2 赵乐臣;李俊;王立旗;;载重汽车子午胎的现状及发展趋势[A];第四届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 张鹏;这四条轮胎裂纹哪儿来的？[N];中国消费者报;2007年

2 胡文;上海轮胎：反思100亿狂想[N];中国机电日报;2002年

3 轮胎养护专家 王加中;轮胎扁平化的优点及换用时的注意事项[N];中国消费者报;2004年

4 张启　本报记者 尚行宇;贵州轮胎厂拟进行异地改造[N];贵阳日报;2010年

5 东平;轮胎升级三大法宝[N];黑龙江日报;2004年

6 刘立军 侯玉;“浪马”轮胎：挑战速度极限[N];国际商报;2006年

7 记者 王东亮 通讯员 冯宽昕;纳米轮胎节油5%将量产上市[N];北京日报;2012年

8 陈翔;中高档轮胎期待“山东造”[N];现代物流报;2014年

9 杨子欣 邓海燕;国际巨头掀起轮胎革命[N];中国化工报;2004年

10 本报记者 宋凤珠;轮胎怎样才能驶出退赔“泥沼”[N];中国汽车报;2001年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王驰;机动车驾驶培训教练车轮胎技术要求及使用规范研究[D];长安大学;2015年

2 吴宇;华南轮胎国内市场营销策略研究[D];广西大学;2015年

3 李秋荣;轮胎配方组分的剖析[D];北京工业大学;2014年

4 王国梅;山东玲珑轮胎出口营销渠道优化策略研究[D];复旦大学;2013年

5 王素梅;H轮胎有限公司发展战略研究[D];中国海洋大学;2015年

6 袁坤;用于裂解废旧轮胎的实验炉的设计和实验研究[D];青岛科技大学;2016年

7 李悦安;轮胎单元存储优化[D];山东大学;2005年

8 崔元波;轮胎重力式自动仓储关键技术研究[D];齐鲁工业大学;2013年

9 王欣;“中美轮胎特保案”的起源、发展及影响研究[D];天津财经大学;2010年

10 刘俊青;运输车队轮胎的使用控制及分析[D];山东大学;2006年

  本文关键词：用于裂解废旧轮胎的实验炉的设计和实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：275633