【導(dǎo)讀】論文主要針對這種綠色的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的廢舊輪胎裂解設(shè)備。與現(xiàn)存的以電能供熱的設(shè)備相比，最大的優(yōu)點(diǎn)和競爭力主要體現(xiàn)在熱風(fēng)爐上。利用，減小了能耗，降低了成本，具有很好的前景。氣的回收與利用流程。詳細(xì)設(shè)計(jì)了裂解100千克廢舊輪胎具體工藝過程.其預(yù)熱溫度設(shè)定為260℃，裂。解溫度設(shè)定為500℃。量得到更加充分的利用。

　　

【正文】 隙處空氣溫度 400℃ 左右，爐內(nèi)壓力控制在 的負(fù)壓水平。 裂解倉的工作原理。切割成的廢舊輪胎料從塔頂加料口進(jìn)入裂解塔，在耙葉的攪動下，從大盤外緣想內(nèi)做螺旋線移動，最后從大盤內(nèi)孔落入下層小盤。小盤上的料塊畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 17 頁 共 22 頁 在耙葉推動下，從小盤內(nèi)緣向外緣呈螺旋線移動，到達(dá)外緣后再從小盤與筒壁間的環(huán)隙落到下一層大盤。如此內(nèi)外交交替，在加熱盤上不斷吸熱升溫，最終完成熱解過程。裂解生成的炭黑經(jīng)下部冷卻盤冷卻后從裂解塔底部連續(xù)排出，氣態(tài)產(chǎn)物則從塔頂?shù)挠蜌獬隹诠?被風(fēng)抽出，送冷凝器冷凝得到具有較高燃燒值的液態(tài)油和以及烴類為主的可燃性氣體。一般情況下，蜂窩式加熱爐在送風(fēng)的過程中，剛開始的熱風(fēng)，由于溫度不穩(wěn)定，所以將其送達(dá)到預(yù)熱爐中對廢舊輪胎的小塊進(jìn)行加熱。待熱風(fēng)爐中的風(fēng)溫和風(fēng)量穩(wěn)定后，再送入到裂解倉。整個裂解塔的加熱盤分為預(yù)熱段和高溫段，通過并聯(lián)管路供氣。其中預(yù)熱段完成升溫和裂解的雙重工作，高溫段則是考慮到輪胎物料特性差異而進(jìn)一步設(shè)置的加熱盤，以保證廢舊輪胎的完全裂解。 廢舊輪胎小塊從裂解倉上部進(jìn)入到裂解倉最上部的第一個裂解板上，同時在上部的入口處加入催化劑（催化劑的 作用是降低裂解反應(yīng)所需要的溫度，節(jié)約能源提高效率）。裂解廢舊輪胎的溫度設(shè)置為 550℃ ，裂解倉內(nèi)充滿著 550℃ 的氮?dú)?，裂解倉的煙道氣也是 550℃ 的氮?dú)狻? 樣品小塊在裂解倉中逐層向下移動的過程中，擋板一直將其有上一層刮到下一層。在此過程中，擋板也起到了將小塊樣品攪拌的作用，使廢舊輪胎受熱均勻，快速高效的發(fā)生裂解反應(yīng)。在本次設(shè)計(jì)中，裂解溫度是 600℃ ，設(shè)計(jì)裂解倉的裂解層數(shù)為 10層，層層之間的高度設(shè)置為 300mm，這樣裂解倉的有效高度為 。所需要的總熱量是： W=cm△ t=3500*100*340=*108J 。 （ c輪胎 熱熔是 3500J/(kg*℃ ) m輪胎的質(zhì)量 100kg △ t預(yù)熱前后的溫度差 340℃ ） 在裂解倉的頂部，有廢舊輪胎小塊樣品的進(jìn)入口，由于裂解反應(yīng)設(shè)置發(fā)生為間歇式，所以這個進(jìn)入口應(yīng)設(shè)置為有擋板的試樣。當(dāng)樣品進(jìn)入的時候擋板打開使小塊進(jìn)入。在廢舊輪胎完全進(jìn)入之后，擋板關(guān)閉。在裂解倉的頂部，除了樣品進(jìn)入口外還有一個抽氣孔。這個抽氣孔的作用是將裂解產(chǎn)生的裂解熱氣抽出裂解倉，進(jìn)行下一步的冷卻分離操作。 蜂窩式加熱爐 蜂窩式加熱爐的容量 在之前進(jìn)行廢舊輪胎的裂解處理 過程中，很多人認(rèn)為其是能源消耗很大的工序，效益不是很好。究其主要原因，就是在輪胎裂解的過程中，供熱源是電源，這樣會造畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 18 頁 共 22 頁 成很大的費(fèi)用。針對這一情況，現(xiàn)在利用蜂窩式加熱爐作為整個裝置的熱量來源，減小成本，獲得更大的效益。 蜂窩式加熱爐的煤氣來源是高爐煤氣和在廢舊輪胎裂解后產(chǎn)生的可燃性氣體。 高爐 煤氣 為煉鐵過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，主要成分為： CO, CO2, N H CH4等 其中可燃成分 CO 含量約占 25%左右， H CH4的含量很少 CO2, N2的含量分別占 15%, 55% 。將高爐煤氣除塵后得到的可燃性氣體可用于蜂窩式加熱爐的燃料。 我們在前面已經(jīng)提到，裂解 1kg的廢舊輪胎的 N2使用量是 的 N2。 在本次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中，預(yù)定的廢舊輪胎的質(zhì)量是 100kg 的廢舊輪胎的小塊樣品所需要的氣體量就是 50m3。有因?yàn)槲覀兊脑O(shè)計(jì)的裂解反應(yīng)是間歇式的，所以我們設(shè)計(jì)的蜂窩式加熱爐的容量是單次可以輸出大于 50m3。 預(yù)熱倉的所需熱量是 *107 J ，裂解倉的所需熱量是 *108 J，總 計(jì)熱量，考慮到熱量的散失等條件，是 *108J。 蜂窩式加熱爐的加熱原理 蜂窩式加熱爐的外形如圖 37 所示： 蜂窩式加熱爐的原理：首先關(guān)閉熱風(fēng)管道開關(guān)、冷風(fēng)管道，打開煤氣管道、煙氣管道。通過煤氣管道通入煤氣，之后在燃燒器的點(diǎn)燃下，將煤氣點(diǎn)燃。由于有源源不斷的煤氣進(jìn)入加熱爐，所以點(diǎn)燃的煤氣會由燃燒室經(jīng)過拱頂進(jìn)入蓄熱室，之后的燃燒廢氣會經(jīng)過煙管道后排出蜂窩式加熱爐。排出的廢氣經(jīng)過除塵系統(tǒng)，凈化系統(tǒng)和預(yù)熱回收系統(tǒng)后排入大氣，回收的熱氣殼用于預(yù)熱廢舊輪胎。在經(jīng)過一段時間的蓄熱之后，關(guān)閉煤氣管道、煙氣管 道的閥門，打開冷風(fēng)管道和熱風(fēng)管道的閥門，在冷風(fēng)管道口通入冷的氮?dú)猓? 1 6 7 2 8 3 10 4 9 11 5 12 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 19 頁 共 22 頁 圖 37 蜂窩式加熱爐 1爐殼 2燃燒室 3熱風(fēng)管道 4燃燒器 5煤氣管道 6拱頂 7蓄熱室 8大墻 9爐箅子 10支柱 11冷風(fēng)管道 12煙管道 經(jīng)過具有自蓄熱作用的格子磚，溫度逐漸提高，最后熱風(fēng)由蓄熱室進(jìn)入燃燒室，經(jīng)過熱風(fēng)管道排出一定溫度的熱風(fēng)，熱風(fēng)再經(jīng)過送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入裂解爐或者預(yù)熱爐，對廢舊輪胎進(jìn)行加熱裂解或者預(yù)熱。在整個過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，熱風(fēng)的供應(yīng)是間斷的，所以在實(shí)際的生產(chǎn)中，我們需要有至少 2 座熱風(fēng)爐，以保證熱風(fēng)的連續(xù)供應(yīng)。 蜂窩式加熱爐的大小設(shè)計(jì) 根據(jù) 設(shè)計(jì)中所需要的 各種數(shù)據(jù)，我們將熱風(fēng)爐的額定單次送風(fēng)量定為 熱 50m3。在整個的預(yù)熱 和裂解的過程中，所需要的 總熱量是 *108J。 根據(jù)格子磚的自蓄熱能力，將熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)為截面有效半徑是 。 在熱風(fēng)爐的有效空間外側(cè)，是保溫設(shè)備。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 20 頁 共 22 頁 結(jié) 論 本論文的結(jié)論如下： 1. 根據(jù) 100kg 廢舊輪胎的裂解，計(jì)算了預(yù)熱值，進(jìn)而設(shè)計(jì)了預(yù)熱倉的尺寸和結(jié)構(gòu)。預(yù)熱倉的 截面是 500mm的正方形，其內(nèi)部是中空的，總長度設(shè)計(jì)為 6000mm。 2. 為了在裂解中降低能耗的目的 ， 選了 立式裂解塔結(jié)構(gòu) 裂解倉。之所以選擇立式結(jié)構(gòu)的裂解塔，一是因?yàn)檫@樣的結(jié)構(gòu)， 可以使加熱的氮?dú)夂蜌怏w產(chǎn)物分離，為下一步兩者的分離提供了便利；二是加熱的高溫氮?dú)猓?jīng)過一步微加熱后可以進(jìn)行循環(huán)使用，繼續(xù)加熱輪胎，節(jié)約了能源。 3. 根據(jù) 100kg 廢舊輪胎的裂解熱值，設(shè)計(jì)了蜂窩式加熱爐的結(jié)構(gòu)和尺寸。加熱爐的截面有效半徑是 ， 有效高度為 ，有效容積為 60m3。 4. 本工藝摒棄了現(xiàn)存利用電能的設(shè)備， 將鋼鐵廠的廢棄物和廢舊輪胎的裂解聯(lián)系在一起 ，進(jìn)行能量回收利用 ，減小了能耗，降低了成本，具有很好的前景。論文主要針對這種綠色的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的廢舊輪胎裂解設(shè)備。包括預(yù)熱倉，裂解倉，熱風(fēng)爐。 與現(xiàn)存的以電能供熱的設(shè)備相比，最大的優(yōu)點(diǎn)和競爭力主要體現(xiàn)在熱風(fēng)爐上。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 21 頁 共 22 頁 致 謝 本論文是在代永娟老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在此衷心地向老師致以深深的謝意！老師耐心的指導(dǎo)、認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度、深厚的學(xué)術(shù)功底以及勤懇求實(shí)的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象。不僅使本人樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)習(xí)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使本人明白了許多為人處事的道理。本次論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，傾注了 老師 大量的心血。這里，我還要再一次的對老師說一聲謝謝，每當(dāng)遇到弄不清的問題時，老師 都會認(rèn)真的給予解釋。老師在備課的同時，還要在百忙之中抽出時間來給我詳細(xì)的解答。感謝畢業(yè)設(shè)計(jì)階段以及大學(xué)時期對我的學(xué)習(xí)上生活上無微不至的關(guān)懷。 最后，感謝大學(xué)四年的生活！大學(xué)生活使我背上智慧的背囊，使我懂得了為人處世之道，為我的社會人生奠定了很好的基礎(chǔ)。 由于學(xué)術(shù)知識有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學(xué)友給予批評和指正！ 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 22 頁 共 22 頁 參考文獻(xiàn) [1] 中國橡膠行業(yè)分析報告 ,中國行業(yè)分析報 .(4):159162. 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