Page 73 - 《橡塑技术与装备》2024年7期

机械与模具 张灿罡·胶粉电磁裂解实验装置设计与实验研究

胶粉电磁裂解实验装置设计与实验研究

张灿罡
( 东营科技职业学院，山东 东营 257300)

摘要 ： 利用电磁涡流加热特点，设计并制作了一台胶粉电磁裂解实验设备，该裂解设备由上部壳体、下部壳体、搅拌螺旋和
加热控制器组成。将胶粉裂解为炭黑和油、可燃气，实现了资源的循环利用。对胶粉电磁裂解实验装置进行胶粉的连续化裂解实验，
实验结果表明 ：静态情况下需加热 25 min（10 min 连续加热 +15 min 调整功率保温加热）然后正常冷却裂解，而增加搅拌后加热
15 min( 比静态缩短 10 min) 然后正常冷却裂解达到同样效果。表明增加搅拌的方式增加了塑料加热均匀性、提高了传热效率、加
快了裂解速度，可缩短裂解时间 40%。实验得出了裂解胶粉的最佳工艺条件，为后续的的大型胶粉电磁裂解设备的设计提供参考。
关键词 ： 电磁涡流 ；胶粉裂解 ；搅拌螺旋
中图分类号 ： TQ330.492 文章编号 ： 1009-797X(2024)07-0025-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.07.006

废旧轮胎，是指被替换或淘汰下来已失去作为轮 理量大、回收资源利用价值高等优势，更符合实现环
胎使用价值的轮胎，以及工厂产生的报废轮胎。废旧 境效益和循环经济的发展要求 [2~3] 。
轮胎具有很强的抗热、热生物、抗机械性，并很难降解， 随着技术不断发展，电磁感应加热作为一种新型
几十年都不会自然消失掉。长期露天堆放，不仅占用 的裂解技术应运而生，它具有环境污染小、加热效率
大量土地，而且极易滋生蚊虫传播疾病，还容易引发 高、预热时间短、温度容易控制以及非接触式加热等
火灾，被人们称为 “ 黑色污染 ”。 优点，为废旧塑料裂解提供良好的解决方案。电磁感
废旧轮胎正以惊人的速度增加 , 一系列新的社会 应加热具有升温快、热效率高、寿命长、安全性好、
问题凸显出来，随着汽车的更新换代和数量的持续上 易于控制、对周围环境不产生热辐射以及非接触式加
涨 , 废旧轮胎也正以惊人的速度增加 , 对环境和资源的 热等优点，这种方式它从根本上解决了电热片、电热
压力越来越大 , 一系列新的社会问题凸显出来，大量 圈等电阻式通过热传导方式加热的效率低下问题。利
轮胎废弃与日俱增，已经成为影响公共卫生、环境保 用电磁涡流加热特点，设计并制作了一台胶粉电磁裂
护和资源利用的国际社会问题。虽然现有的垃圾处理 解实验设备，将电磁加热原理应用于胶粉的裂解。将
主要有填埋法和焚烧法，但缺点非常明显。填埋法存 胶粉裂解为炭黑和油、可燃气，实现资源的循环利用。
在环境污染、占用大量土地资源，适用价值逐渐降低。 胶粉电磁裂解实验装置为筒形结构，由上部壳体、
焚烧法是许多垃圾焚烧发电厂基本上采用原始的炉排 下部壳体、搅拌螺杆、电瓷加热控制单元等组成。料
加煤加重油助燃的方式进行。其运行处理成本高，焚 筒上侧生有出气口，上部壳体焊接上盖把手，方便拆
烧尾气不能达标排放，造成了环境的二次污染。 卸。料筒表面套有线圈感应加热装置，线圈与电磁加
除去上面提到的简单粗放的废旧轮胎处理办法， 热控制器连接，选择裂解胶粉的最佳频率和裂解温度，
还有改制利用、轮胎翻新、再生胶、热能利用、橡胶 可以实验不同频率和温度下的胶粉的裂解情况。
裂解等一些比较好的处理办法 [1] 。在这些办法中，橡 裂解产出回收产品包括 ：炭黑、油、可燃气等。
胶裂解是最终极的处理方式，橡胶裂解是将大分子有 炭黑用于炼胶或其它用途，裂解油、可燃气可收集或
机物分解成小分子有机物，进而得到不同的裂解产物， 者送到其它燃烧设备直接利用。变 " 黑色污染 " 为再
按照裂解产物的形态可以分为炭黑、燃料油、可燃气。
作者简介 ：张灿罡（1989-），男，硕士研究生，主要从事
橡胶裂解相对于改制利用、轮胎翻新、再生胶、热能
高分子材料成型加工技术相关研究。
利用等其它处理方式，橡胶裂解更具有环保节能、处 收稿日期 ：2023-05-04

年
2024 第 50 卷 ·25·