熱解是一種重要的化學(xué)化工工藝，它可將反應(yīng)物分解為氣相小分子產(chǎn)物、生產(chǎn)各種清潔能源與化工產(chǎn)品。相對(duì)于傳統(tǒng)的污染嚴(yán)重的燃燒處理方法，熱解的能源利用率更高、產(chǎn)生廢氣更少，研究固體燃料的熱解特性有助于了解反應(yīng)機(jī)理，對(duì)固體燃料的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)改進(jìn)、減輕對(duì)化石能源的依賴有重要意義。本課題為固體燃料的快速熱解設(shè)計(jì)了模塊化熱解反應(yīng)器，完成了仿真模擬與加工調(diào)試，對(duì)木質(zhì)素和PMMA進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)以分析熱解產(chǎn)物及規(guī)律。

項(xiàng)目目標(biāo)為了解各種反應(yīng)器的基本原理，針對(duì)木質(zhì)素、PMMA等反應(yīng)物設(shè)計(jì)模塊化熱解反應(yīng)器，反應(yīng)器采用碘鎢燈加熱，通過模塊化設(shè)計(jì)兼容固定床和流化床兩種反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)，且可以針對(duì)不同溫區(qū)或分段溫區(qū)的熱解實(shí)驗(yàn)，在有限元仿真軟件中進(jìn)行內(nèi)部流場(chǎng)與溫度分布模擬，使用建模軟件完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、圖紙繪制，完成實(shí)物組裝及熱解實(shí)驗(yàn)分析，以此驗(yàn)證設(shè)計(jì)產(chǎn)品的實(shí)用性。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)了針對(duì)高聚物熱解的固定床反應(yīng)器和針對(duì)生物質(zhì)熱解的流化床反應(yīng)器，完成了升溫速率、恒溫區(qū)穩(wěn)定性和流場(chǎng)流動(dòng)仿真模擬，繪制了各零件的詳細(xì)工程圖，使用裝配得到的反應(yīng)器進(jìn)行了實(shí)際熱解實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了反應(yīng)器的穩(wěn)定性、實(shí)用性，使用質(zhì)譜儀、紅外光譜儀對(duì)熱解產(chǎn)物進(jìn)行分析，確定了熱解產(chǎn)物及產(chǎn)率，分析了木質(zhì)素和PMMA的熱解過程。