【摘要】：本論文是在天津市科委“科技創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)基金”的資助下完成的，目的是研發(fā)出一種綠色環(huán)保的廢舊電線電纜及電機(jī)繞組回收利用新技術(shù)和裝備。由于廢舊電纜中含有易于造成二次污染的PVC分子，傳統(tǒng)的焚燒處理法尾氣污染嚴(yán)重，處理成本高。熱解技術(shù)作為一種可替代焚燒技術(shù)的新型熱化學(xué)處理技術(shù)，具有降低尾氣污染物排放，固化有害物質(zhì)，并有效回收原料中的金屬組分等優(yōu)勢(shì)。因此，我們應(yīng)用有機(jī)分子高溫?zé)峤獾脑�，研發(fā)出適用于處理廢舊機(jī)電產(chǎn)品的清潔工藝與綠色裝備。具體的研究?jī)?nèi)容為： （1）廢舊線纜熱解的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn) 應(yīng)用熱失重分析方法（TGA），針對(duì)兩種主要線纜絕緣材料—PVC絕緣材料和PE絕緣材料，分析測(cè)量了它們熱分解過(guò)程中主要的特征溫度，并計(jì)算得到了PVC絕緣材料和PE絕緣材料的熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，建立了兩者熱解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PVC絕緣材料和PE絕緣材料的活化能分別為152kJ/mol和160kJ/mol。這部分屬于基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)研究。 （2）設(shè)計(jì)研發(fā)了廢舊線纜和電機(jī)繞組的熱解回收中試裝置 以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)為依據(jù)，結(jié)合廢舊線纜和電機(jī)繞組的特點(diǎn)，綜合考慮了便捷的操作性能、高效的傳熱性能、良好的保溫性能、低成本的尾氣處理成本等因素，設(shè)計(jì)并制造了新型的廢舊線纜和電機(jī)繞組熱解回收裝置。 本臺(tái)熱解裝置的主要?jiǎng)?chuàng)新工藝是熱解氣在高溫狀態(tài)下的二次燃燒。傳統(tǒng)的廢棄物熱解裝置將熱解產(chǎn)物分為氣、液、固三部分分別回收。我們認(rèn)為高溫?zé)峤鈿獾睦淠粌H增加了裝置的復(fù)雜性，而且冷凝會(huì)帶來(lái)大量的物理熱損失。從以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)看出，冷凝得到的焦油必須通過(guò)深加工才可能成為燃料補(bǔ)充熱解所需能量。因此，本臺(tái)裝置設(shè)計(jì)了高溫?zé)峤鈿獾亩稳紵到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了熱解氣在高溫狀態(tài)下的二次燃燒。不僅簡(jiǎn)化了工藝，熱解氣的熱值可達(dá)到50.94MJ/m3。 （3）廢舊線纜熱解的中試試驗(yàn) 重點(diǎn)考察了高溫?zé)峤鈿獾某煞趾蜔嶂惦S溫度變化的規(guī)律；熱解產(chǎn)物分布的特點(diǎn)；熱解殘?zhí)康某煞趾蜔嶂�。結(jié)果表明，廢舊線纜熱解分為兩個(gè)階段，第一階段為脫出HCl反應(yīng)，第二階段產(chǎn)生可燃熱解氣。可燃熱解氣的熱值50.94MJ/Nm3。熱解殘?zhí)恐泄潭ㄌ己繛?3%，其熱值為1776kJ/kg。 應(yīng)用靜態(tài)經(jīng)濟(jì)分析和動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)分析指標(biāo)，對(duì)廢舊線纜熱解回收方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。方案的內(nèi)部收益率達(dá)到40%，，具備進(jìn)一步工業(yè)化的基礎(chǔ)。
【圖文】：

分離所需產(chǎn)物。該裝置可燃燒物料分解產(chǎn)生高溫氣體，熱量被循環(huán)利用在熔融和干燥過(guò)程中。圖 1-2 為日本 Gunma 大學(xué)研制的流化床熱解工藝設(shè)備[25]。該設(shè)備是為粉末粒子熱解設(shè)計(jì)的流化床，可用于制取苯、甲苯、奈等芳香族碳?xì)浠衔铩Ｆ涮攸c(diǎn)是設(shè)備內(nèi)汽相停留時(shí)間較長(zhǎng)，一次分解和二次催化反應(yīng)同時(shí)反應(yīng)器中發(fā)生，產(chǎn)生的芳香碳?xì)浠衔锍煞州^高。圖 1-3 為漢堡大學(xué)廢塑料實(shí)驗(yàn)室流化床反應(yīng)器熱分解工藝[26]。廢塑料通過(guò)螺桿加料器進(jìn)入熱解流化床。產(chǎn)生的氣體經(jīng)過(guò)靜電除塵器凈化后，通過(guò)深度冷卻裝置冷凝，剩余氣體可作為流媒介循環(huán)使用。第一章 緒論

圖 1-3 漢堡大學(xué)廢流化床熱分解工藝1-儲(chǔ)料器；2-螺桿加料器；3-熱分解反應(yīng)器；4-流化室；5-電加熱器；6-過(guò)壓保7-管道加料器；8-靜電除塵器；9-蒸餾塔；10-接收器；11-過(guò)濾器；12-冷卻器閥門(mén)；14-壓縮機(jī)；15-氣體流量計(jì)；16-汽液分離器
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：X38;X705

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2687372