双螺旋连续式热裂解设备使废橡塑颗粒在连续输送作用下流经不同的加热区间,使物料连续快速的热裂解,可提高热裂解效率、降低能耗,该设备主要用于固体废弃物处理领域。本课题以粒径5-20mm的废橡塑颗粒为研究对象,以工艺调控及设备优化为研究目的,从热裂解产物产率及机理研究推进至间歇式与连续式热裂解工艺研究,最终推进至双螺旋热裂解反应器优化与工艺参数调控,结合模拟与实验研究了废橡塑颗粒在间歇式与连续式热裂解装置中热裂解过程与热裂解气体运动过程,优化了双螺旋反应器关键结构参数,并设计了连续式热裂解设备其他关键部件,完成了样机设计。主要内容有:(1)通过对粒径为5mm的四种典型废橡塑材料在小型反应釜中的单一及混合热裂解实验,研究了温度和升温速率等工艺参数对废橡塑材料热裂解产物产率与热裂解时间的影响,找到了理论热裂解状态下最佳的工艺参数,并对混合物料进行了热重分析与动力学分析。(2)结合实验与模拟研究了不同尺寸的间歇式反应釜中设计参数(搅拌桨转速、高径比)与工艺参数(温度、填充率)对反应器放大衰减效应及热裂解效率的影响,找出了使热裂解效率最高的反应釜尺寸以及设计参数与工艺参数。(3)基于离散元法利用模拟手段研究了废橡塑颗粒在双螺旋连续式热裂解装置中的运动特性,分析了螺距、转速及填充率等关键参数对物料输送性与均匀性的影响,初步设计了双螺旋反应器基本参数,并在实验样机上进行了对照实验。利用模拟研究了双螺旋连续式热裂解装置中加热分区的长度与温度设置对反应器内温度场分布的影响,以及汲气口负压对反应器内气体分布的影响。(4)根据之前的研究结果,进一步设计了双螺旋连续式热裂解装置,计算了反应器的电机功率,校核了螺旋轴的强度,设计了相匹配的电磁加热系统与冷凝系统,计算了电磁加热的相关参数与理论冷凝换热面积,完成了工程样机的设计与制造,验证了废橡塑材料在该样机上的热裂解效果。