导热介质钢球在橡胶裂解过程中的强化传热研究
2021-07-20王晶晶陈宏波韩雯雯
橡胶工业 2021年10期
王晶晶,陈宏波,韩雯雯
(1.青岛科技大学 机电工程学院,山东 青岛 266061;2.轮胎先进装备与关键材料国家工程实验室,山东 青岛 266061)
2018年我国橡胶制品的总产量达到了4 979.3万t,废旧轮胎数量已经达到3.798亿条[1]。在回收利用废橡胶的众多方法中,热裂解引起了人们极大的兴趣和关注。热裂解能够有效地处理大量废橡胶,获得高价值的裂解产物,实现了废橡胶资源的再利用,同时也解决了废橡胶所造成的污染问题[2-4],目前被认为是极具经济价值和具有良好前景的废橡胶循环利用方式。
低温催化裂解是目前处理废橡胶热裂解常用的方法[5],其裂解温度较低和能量消耗较少,裂解产物中杂质含量较小[6]。但橡胶导热性较差,受热易粘着于回转窑的内壁,当橡胶受热结焦在回转窑内壁时,会导致裂解能量利用率低、橡胶受热不均以及结焦现象,造成橡胶裂解不充分,并浪费能源,这是废橡胶高值化利用中亟待解决的难题。回转窑裂解的热交换过程主要包括固体之间的热传导以及固体之间、气体与固体之间的热辐射以及热对流[7-8]。
本研究在回转窑内加入一定量的导热性良好的钢球作导热介质,而钢球的优点是储存热量高和传热面积大。
在橡胶裂解过程中,钢球通过热传导和热辐射从高温回转窑内壁获得巨大热量,成为另一个向橡胶颗粒传热的高温体,即钢球增加了橡胶颗粒与高温体的接触,提高了传热效率。钢球与橡胶颗粒、回转窑内壁之间相互运动、摩擦、挤压,提高了橡胶颗粒的受热均匀性,并在一定程度上抑制结焦,从而解决了回转窑内壁结焦问题,提高了裂解能量利用率。……
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