Повышение эффективности процесса пиролиза отработанных шин на основе регулируемого охлаждения коксового остатка

Работа посвящена повышению уровня ресурсосбережения процесса пиролиза отработанных автомобильных шин посредством увеличения удельного выхода товарного продукта – коксового остатка (технического углерода). Выполнена оценка удельного теплопотребления процесса пиролиза. Экспериментально определена теплопроводность измельченных отходов шин, подвергнутых пиролизу при температуре 500 оС в плотном слое с порозностью 0,6 и сохранивших первоначальную форму.Экспериментально исследован процесс охлаждения на открытом воздухе слоя мелкодисперсного (пылевидного) коксового остатка с начальной температурой на уровне 600 оС. Обнаружен эффект выгорания коксового остатка в глубине охлаждаемого слоя, что снижает выход товарного продукта. Разработана математическая модель измерительной камеры, использованной в экспериментальном исследовании процесса охлаждения материала, выполнена ее параметрическая идентификация. Разработан расчетно-экспериментальный метод определения теплопроводности мелкодисперсных материалов при высоких температурах. В результате реализации данного метода установлена температурная зависимость теплопроводности коксового остатка при порозности 0,71 в диапазоне температур 60 – 480 оС. Разработана математическая модель теплообменника-охладителя коксового остатка, выполнена программная реализация модели с использованием сведений о теплофизических свойствах коксового остатка, установленных в данной работе. Получены зависимости снижения температуры при охлаждении коксового остатка и удельной металлоемкости теплообменника от его конструктивных и режимных параметров. Установлено, что использование теплообменника обеспечивает достаточно интенсивное снижение температуры коксового остатка, исключая вероятность его выгорания и повышая уровень ресурсосбережения процесса пиролиза. Исследование проведено в НИУ «МЭИ» при финансовой поддержке Минобрнауки России (проект № FSWF-2020-0020)