用于裂解废旧塑料实验炉的设计与研究

摘要

随着全球经济的快速发展，全球范围内的塑料工业也高速发展，废旧塑料的产生量也会继续增长，大量的废旧塑料堆积带来的环境问题也将愈加严峻。废旧塑料的处理难度较大，被称为“白色污染”。因此如何处理这些废旧塑料，将其变废为宝，实现资源的综合化利用一直是人们所关注的话题。
　　本文分析了当前常用的几种废旧塑料处理方法，对微波裂解废旧塑料的机理进行了深入地研究。开发了一套利用微波裂解技术处理废旧塑料，从而得到有用的燃油、燃气以及炭黑等物质的裂解实验炉。所设计的新型实验炉针对废旧塑料常规热裂解过程中产生的种种弊端，创新性地使用了微波加热的方式，并实现了裂解过程中的连续进料与出料，在缩短裂解时间的同时也提高了裂解效率。相比之前的常规热裂解装置，废旧塑料微波裂解实验炉不仅结构简单、生产制造成本低，并且裂解过程无污染，因此更加容易被推广使用。
　　新设计的废旧塑料微波裂解实验炉采用一种上进料下出料的设计方案。依靠微波发生器将电能转化为热能为裂解设备提供能量。主要包括储料进料装置、裂解腔体及实验炉保温、出料装置以及油气处理装置几部分。根据微波裂解实验炉实验得到的结果表明，实验炉的裂解效率高，裂解产物质量好;实验验证了该实验炉的可行性和可靠性，并且能耗低，无环境污染，可以进行连续化生产。
　　通过进一步的优化设计，该实验炉完全可以满足废旧塑料的裂解处理要求。

目录

摘要

符号说明

1 绪论

2 国内外废旧塑料资源综合利用现状

2．1 废旧塑料来源分类

2．2 塑料的特性及使用现状

2．3 塑料应用产生的问题

2．4 处理废旧塑料的主要方法

2．5 国内外裂解研究进展

2．6 目前热裂解技术存在的问题

2．7 微波加热优势

2．8 课题研究的目的、研究的内容

2．9 本章小结

3 微波裂解机理

3．1 微波简介

3．2 微波的产生及加热的基本原理

3．2．1 微波的产生

3．2．2 微波加热的基本原理

3．3 微波技术的发展与应用

3．3．1 微波技术的发展

3．3．2 微波技术的应用

3．4 废旧塑料微波裂解

3．5 本章小结

4 废旧塑料裂解实验炉的设计

4．1 概述

4．2 废旧塑料裂解实验炉的设计原则

4．3 设计方案的确定

4．3．1 设计参数

4．3．2 设计方案

4．3．3 工作原理

4．4 微波装置

4．4．1 微波发生器的结构

4．4．2 微波发生器电子与场的相互作用

4．4．3 微波发生器的特性

4．4．4 提高微波发生器工作性能的方法

4．4．5 微波传输与波导

4．5 裂解实验炉的设计

4．5．1 储料装置

4．5．2 裂解腔体的设计

4．5．3 出料装置

4．5．4 腔体的保温设计

4．5．5 腔体的密封

4．6 本章小结

5 实验及数据分析

5．1 实验炉的冷态实验测试

5．2 废旧塑料裂解实验

5．2．1 实验方案及目的

5．2．2 实验原料

5．2．3 实验过程

5．3 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

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