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《浙江大学》 2004年
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立盘式裂解装置内废轮胎热裂解过程的传热传质模型研究

刘小龙  
【摘要】: 经过二十多年的探索,热裂解技术被公认是处理废轮胎问题的最佳途径之一。但目前热解技术的工业化推广并不成功,其主要原因就是设计出满足热解工艺要求的大型裂解设备存在很大困难。本文以一种新型的废轮胎热裂解炉为研究对象,在橡胶裂解理论研究及工业装置试验结果的基础上,建立了塔内的传热、传质数学模型,从而给出了该裂解塔各操作参数的设计及优化方法。其主要研究工作与内容如下: 成功进行了实验室规模的热裂解试验以及年处理量为3000吨废轮胎裂解塔的工业生产试验,对实验中出现的问题进行了分析,并给出了解决措施与方案,实验中记录的测试数据为传热、传质数学模型的研究提供了重要的实验依据。 建立了裂解塔内加热盘面橡胶小块的传热、传质模型,给出了塔内料环高度、盘面积料及停留时间的计算公式,并应用颗粒传热扩散理论及橡胶裂解动力学方程,给出了裂解塔内每道料环出料温度及橡胶残余率的迭代计算公式。给出了评价裂解塔性能的两个重要参数及其计算方法:盘表面有效覆盖系数μ和热传导传热系数α_(sb),并根据理论模型研究结果给出了如耙杆安装系数、刮扫重叠率、主轴转速、耙叶数目和间距、耙叶尺寸与形状等操作参数的设计与优化方法。通过中试装置的实际运行参数和理论计算值的分析比较,证明了所建立的传热传质模型是准确的。该传热传质模型在裂解塔的相似结构——盘式干燥器中亦得到了很好的应用。 本论文的主要创新点为:提出了裂解塔内加热盘面的传质模型,给出了各关键传质性能参数的计算公式;建立了废轮胎裂解塔内的传热理论模型,提出了传热模型的三个简化假设,并给出了裂解塔内每道料环的传热迭代计算公式;分析了传热传质模型在盘式连续干燥机内的具体应用,较大精度地模拟出干燥机内的干燥过程,误差小于20%。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X705

【参考文献】
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