廢舊輪胎裂解爐結(jié)構(gòu)及溫度數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，廢舊輪胎的數(shù)量越來越多，隨意放置的廢舊輪胎逐漸發(fā)展成為一種新的“黑色污染”，怎樣安全環(huán)保地處理廢舊輪胎成為世界各國政府亟待解決的問題。在各種處理廢舊輪胎的方法中，熱裂解是一種高效環(huán)保的處理方法，并且存在很大的發(fā)展空間。熱裂解爐是熱裂解設(shè)備的核心部分，且位于熱裂解爐內(nèi)的熱裂解盤是廢舊輪胎熱裂解反應(yīng)過程中的重要部件，熱裂解盤表面溫度分布對裂解產(chǎn)物的生成及質(zhì)量有很大影響。熱裂解盤表面的耙葉推動著物料做螺旋線運動，使物料

2、形成料環(huán)。不同結(jié)構(gòu)形式的耙葉能夠使物料形成不同形狀及高度的料環(huán)，同時會影響傳質(zhì)傳熱的過程。熱裂解設(shè)備結(jié)構(gòu)、耙葉、熱裂解盤表面數(shù)值模擬研究是本文主要的研究內(nèi)容，具體從以下幾個方面進(jìn)行研究分析:
　　(1)綜合考慮了熱裂解設(shè)備的反應(yīng)溫度、進(jìn)料的多樣性、密封性及保溫性等因素，設(shè)計了幾種連續(xù)性生產(chǎn)和間歇性生產(chǎn)的熱裂解爐結(jié)構(gòu)。同時比較各種設(shè)備的優(yōu)劣性，選擇出較優(yōu)的設(shè)備，進(jìn)行模擬仿真研究。
　　(2)耙葉在熱裂解盤上推動廢舊輪胎小塊做螺

3、旋線運動，不同形狀結(jié)構(gòu)的耙葉，會使料環(huán)的高度分布不一。為了使廢舊輪胎小塊在熱裂解盤上進(jìn)行較好的傳質(zhì)、傳熱活動，耙葉長、寬、高及安裝系數(shù)等一系列設(shè)計參數(shù)必須滿足一定的條件。設(shè)計了一種耙葉結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使熱裂解盤表面的廢舊輪胎小塊形成了截面形狀為等腰梯形的料環(huán)，極大增加了有效傳熱面積，同時增強(qiáng)對物料攪拌效果，提高傳熱效率。分別推導(dǎo)出取料耙葉與料環(huán)中線在不同位置關(guān)系的料環(huán)高度公式，有利于熱裂解爐結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計。
　　(3)對連續(xù)性生產(chǎn)的兩

4、種立式熱裂解爐結(jié)構(gòu)方案中的空心熱裂解盤進(jìn)行數(shù)值模擬仿真，比較了兩種方案中熱裂解盤內(nèi)部高溫?zé)煔鉁囟确植己捅砻鏈囟确植记闆r。模擬結(jié)果顯示，兩種熱裂解盤結(jié)構(gòu)表面溫度都能滿足完全熱裂解所需要達(dá)到的最低溫度要求。但是由于第二種結(jié)構(gòu)方案易于產(chǎn)生流動死區(qū)，使得表面溫度分布不均勻，會對熱裂解產(chǎn)生不利影響，甚至影響裂解產(chǎn)物的品質(zhì)。對兩種結(jié)構(gòu)的熱裂解盤進(jìn)行綜合比較后，第一種方案中熱裂解盤表面溫度分布均勻，并且能夠滿足熱裂解溫度要求，是一種比較理想的熱裂解盤