畢業(yè)設計答辯ppt：回轉式反應器內(nèi)單一

1、畢業(yè)設計題目：回轉式反應器內(nèi)單一塑料的熱解特畢業(yè)設計題目：回轉式反應器內(nèi)單一塑料的熱解特性研究性研究 姓名： 學號： 學院: 班級： 指導老師：目錄研究意義和研究目的主要研究內(nèi)容單一塑料熱解試驗各工況下回轉窯內(nèi)升溫特性各工況下熱解產(chǎn)物產(chǎn)率特性熱解油組分分析熱解氣成分分析熱解殘?zhí)课锏墓I(yè)分析主要結論致謝研究意義和研究目的研究意義研究意義：熱解是指在無氧或缺氧條件下利用熱能使有機成分發(fā)生化合鍵斷裂、異構化和小分子聚合等反應。與傳統(tǒng)的處理法（如填埋、焚燒）相比，熱解處理具有以下特點： 資源回收率高將廢塑料還原成油氣制品，如聚合單體、柴油、汽油和燃料氣、蠟等產(chǎn)品污染物排放量少有利于減輕對大氣的的二次污

2、染節(jié)省煙氣凈化設施費用技術要求高、操作條件嚴格工藝設備復雜成本高研究目的研究目的：回轉窯各操作條件如轉速、溫度、升溫速率等都對熱解過程和結果有較大影響，且不同結果之間的影響是有關聯(lián)的，不可孤立看待。因此有必要深入研究回轉窯內(nèi)廢塑料典型組分的熱解特性，并探討某些操作條件對其影響，為廢塑料熱解工藝的設計提供參考數(shù)據(jù)。 主要研究內(nèi)容聚乙烯PE、聚丙烯PP、回轉窯在自行搭建的小型外熱式回轉窯熱解實驗臺上，以廢塑料典型組分為樣品，進行了不同工況下的熱解實驗： 塑料在回轉窯（轉速 r=4r/min）和固定床反應器（轉速 r=0r/min）中的熱解實驗，選取的升溫速率有 3.8 /min、 11.2 /mi

3、n、 19.7 /min、 31.9 /min 和 38.1 /min；在回轉窯中，選定 1r/min、 2r/min、 4r/min 和 8r/min 這四種轉速（升溫速率恒定為 19.7 /min） 。 繪制了上述工況下反應器的升溫特性曲線。 研究了不同工況下熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率，采用熱天平模擬蒸餾實驗，對熱解油的蒸發(fā)特性進行了分析，得到熱解油中質、輕質及重質組分的分布；采用色譜分析儀分析了熱解氣成分；利用馬弗爐對熱解殘?zhí)窟M行工業(yè)分析；對比不同升溫速率及轉速條件下，各相產(chǎn)物的產(chǎn)率及特性，對實驗結果進行討論分析。單一塑料熱解實驗一、實驗裝置 物料準備實驗裝置外熱式回轉窯、加熱前對整個系統(tǒng)（回轉窯筒

4、體和冷凝系統(tǒng)）進行氮氣吹掃約10min、試驗工況實驗分三組、實驗工況如下表二、實驗方法各工況下回轉窯內(nèi)升溫特性 回轉窯與固定床反應器內(nèi)熱解升溫特性相比：r = 0 r/min時 PE 熱解 r = 4 r/min時 PE 熱解回轉運動使得窯壁從高溫煙氣吸收的熱量又間接傳遞給了料床，是一種類似于“貯存-釋放”機理的蓄熱式傳熱過程。右圖 給 出 了不同轉速下，PE熱解時回轉窯 的 升 溫特性曲線。圖中 可 見 ，轉速 越 快 ，窯壁 的 熱 量傳遞 頻 率 越大。 有 益 于使物 料 的 吸熱更充分。r =1 r/minr =8 r/minr =4 r/minr =2 r/min各工況下熱解產(chǎn)物產(chǎn)

5、率特性r =0 r/min時 PE熱解r =0 r/min時 PP熱解從此可見，固定床反應器中，升溫速率的增大有利于提高塑料熱解氣的產(chǎn)率，不利于提高熱解油的產(chǎn)率，對熱解殘?zhí)康漠a(chǎn)率影響不大。r =4 r/min時 PE熱解r =4 r/min時 PP熱解回轉窯內(nèi)，在一定的轉速下升溫速率的增加有利于提高塑料熱解氣的產(chǎn)率，不利于提高熱解油的產(chǎn)率，對熱解殘?zhí)康挠绊懖⒉淮?。因此，從提高熱解油產(chǎn)率的角度來看，回轉窯的轉速不宜過高，也不能太低，最適宜的轉速應為 4r/min。PE熱解PP熱解在較低的轉速范圍內(nèi)(1r/min - 2r/min)，PE和PP的熱解油產(chǎn)率聚降，反之熱解氣產(chǎn)率聚升，降、增幅達10%

6、以上；轉速繼續(xù)增到4r/min 時，熱解油和熱解氣產(chǎn)率回到原來的水平，此后繼續(xù)增大轉速使兩種塑料的熱解油產(chǎn)率下降，熱解氣產(chǎn)率增加。熱解油組分分析傳統(tǒng)實驗室蒸餾法，輕質組分180以前的揮發(fā)份中質組分180-350之間的揮發(fā)份重質組分剩余的殘留物統(tǒng)計出各工況下收集到的熱解油各組分含量，以及討論不同實驗工況對其影響雖然熱重法與傳統(tǒng)的實驗室蒸餾法相比偏差較大，但用于對熱解油蒸發(fā)性的定性評價，仍具有實際意義。隨著升溫速率的增大，輕質組分含量呈減少趨勢；中質組分含量增加至一定程度后趨于穩(wěn)定；重質組分含量隨升溫速率的增大而增加，質量分數(shù)由3.8/min時的接近0%增加至31.9 /min時的20%左右。因此

7、、較低的升溫速率有利于兩種塑料熱解油的輕質化。r=0 r/min時 PE 熱解油r=0 r/min時 PP 熱解油圖為轉速r=0 r/min時 ，升溫速率對PE和PP熱解油各組分分布的影響。圖為轉速r=4 r/min時 ，升溫速率對PE和PP熱解油各組分分布的影響。r=4 r/min時 PE 熱解油r=4 r/min時 PP 熱解油回轉窯內(nèi)隨著升溫速率的增大，熱解油輕質組分和中質組分含量呈減少趨勢；重質組分含量隨升溫速率的增大而增加，雖然較低的升溫速率也有利于兩種塑料熱解油的輕質化，但在相同升溫速率下回轉窯內(nèi)熱解油的輕、中質組分含量低與固定床反應器內(nèi)熱解油的輕、中質組分含量。而重質組分相對高。

8、 PP 熱解油 PE 熱解油由圖可知，在一定轉速范圍內(nèi)增加轉速有利于熱解油的輕質化。超過此臨界轉速后，隨轉速的增加重質組分含量便會增加。對PE來說，此臨界轉速為2r/min,而對PP來說此臨界轉速為4r/min. 熱解氣成分分析升溫速率對PE熱解氣成分的影響低碳氣體高碳氣體轉速對PE熱解氣成分的影響 隨著轉速的增大PE熱解氣中的低碳氣體的含量先降后升，而高碳氣體含量呈先升后降的趨勢，中間的臨界轉速為4r/min,此時的高碳氣體含量最高，低碳氣體含量最低。低碳氣體高碳氣體升溫速率對PP熱解氣成分的影響 低碳氣體高碳氣體結合圖表可知，各成分中C3H6的含量最高，占氣體總體積分數(shù)的50%，這是由于P

9、P是-C3H6-的高聚物，而實際熱解反應過程中除了無規(guī)斷鏈還伴隨著解聚 反應，因此生成較多單體。 轉速對PP熱解氣成分的影響 綜合以上，PP熱解氣中C3H6的含量占一半左右，氣體組分含量比較穩(wěn)定，受升溫速率及轉速的影響較小。低碳氣體低碳氣體不同轉速下得到的PP熱解氣中H2、CO和CO2含量與不同升溫速率下的含量相差不大。而轉速對熱解氣中不同烴類成分的影響不同，有升有降，但總體來講，波動范圍并不大。表為各工況下熱解殘?zhí)康墓I(yè)分析，由表中數(shù)據(jù)可知，PE和PP殘?zhí)恐芯曰曳趾繛樽疃啵襊E的灰分含量大于PP的灰分含量,揮發(fā)分含量PP大于PE，固定碳含量為PP大于PE。升溫速率及轉速對PP殘?zhí)康某?/p>

10、分影響較大一些，但對PE的殘?zhí)砍煞钟绊戄^小，其成分比較穩(wěn)定。 熱解殘?zhí)课锏墓I(yè)分析 主要結論 (1) 在本實驗的升溫速率及轉速范圍內(nèi)，可以看出提高升溫速率不利于不利于產(chǎn)油率的提高產(chǎn)油率的提高，有利于產(chǎn)氣率的提高有利于產(chǎn)氣率的提高，兩者此消彼長。（2）轉速對各相產(chǎn)率的影響并不恒定：在較低轉速下在較低轉速下，提高轉速使PP、PE熱解油產(chǎn)率大幅下降；轉速繼續(xù)增大時轉速繼續(xù)增大時，熱解油產(chǎn)率提高，當轉速超過一定值（本實驗為4r/min）后，繼續(xù)提高轉速導致熱解油產(chǎn)率下降。因此從提高產(chǎn)油率角度來講，轉速不宜過高，亦不能太低轉速不宜過高，亦不能太低，本實驗以4r/min為適宜。(3) 在固定床和回轉窯內(nèi)，

11、較低的升溫速率較低的升溫速率最有利于PE和PP油品的輕質化。但在同一升溫速率下，回轉窯回轉窯中所得PE和PP熱解油的輕質組分和中質組分含量整體上均低于固定床固定床內(nèi)所得熱解油組分含量，而重質組分含量則整體上高于固定床；在本實驗的回轉窯運行轉速范圍（1r/min-8r/min）內(nèi)，當轉速較小時，提高轉速有利于熱解油的輕質化，但當轉速超過某個值時超過某個值時，轉速越快反而越不利于熱解油的輕質化不利于熱解油的輕質化，對于PE來說這個臨界轉速為2r/min，而對于PP來說為4r/min。(4) 升溫速率對升溫速率對PE熱解氣低碳成分低碳成分和高碳成分高碳成分的比例有明顯的影響，在臨界升溫速率（19.7/min）下，低碳氣體成分的含量最低，高碳氣體成分的含量最高，轉