Параметры и состав газа при пиролизе резиновой крошки на основе численного моделирования - Гардер А. Д. Александр Дмитриевич (2025, 2025)
Актуальность. Численное моделирование становится всё более востребованным инструментом для изучения и анализа различных термохимических процессов, среди которых пиролиз вызывает наибольший интерес ввиду многообразия и сложности протекания химических реакций. Кроме того, данный процесс является экологи чески безопасным, так как не производит вредных выбросов в атмосферу. Результаты, получаемые при численном моделировании пиролиза изношенных шин, позволят получать достоверные данные о составе выделяющихся газо образных веществ, оптимизировать и прогнозировать поведение процесса при различных конфигурациях оборудо вания, что существенно сокращает время экспериментальных исследований. Цель работы заключается в определе нии состава пиролизного газа и выявлении зависимостей выхода летучих компонентов от температуры с помощью методов численного моделирования процесса термического разложения резиновой крошки, плотно уложенной в цилиндрическом реакторе проточного типа. Методы. Для решения поставленной задачи используется численный метод, основанный на применении конечно-элементного анализа в пакете прикладных программ «Ansys». Резуль таты и выводы. Выполнен литературный обзор исследований отечественных и зарубежных авторов в области пиролиза. Представлены результаты численного моделирования процесса термического разложения в цилиндриче ском реакторе с неподвижным плотным слоем для измельчённых отработанных крупногабаритных шин фракции 3 мм в диапазоне температур от 350 до 650 °C. Полученные результаты демонстрируют изменение выхода летучих веществ в зависимости от температуры, а также качественно и количественно согласуются с экспериментальными данными с погрешностью не более 15 %. Отмечено, что с повышением температуры в исследуемом газе наблюдает ся увеличение содержания водорода и снижение доли углеводородов C1–C4. По дериватограмме резиновой крошки в токе гелия определено значение энергии активации, которая составляет 188,6 кДж/моль