太阳能反应器内废盐有机杂质热解特性研究

摘要：为了解决有机杂质阻碍废盐回收利用的问题，基于槽式太阳能聚光器和管式反应炉，建立有机物热解反应器模型，采用光热耦合方法研究了反射镜深度、焦距和反应器外部直径对系统能量分布及有机物热解特性的影响。研究结果表明：随着反射镜深度从100mm增加到1000mm，聚光器平均聚光比增加7.34，但光学效率降低0.52%，反应器最高温度和最低温度均呈上升趋势，温差在100K左右，热解反应时间缩短，系统热效率提高约10.71%；随着反射镜焦距从100mm增加到1000mm，热流密度更加集中，最大聚光比增大21.03，光学效率降低0.53%，反应器最低温度变化不大，但最高温度和温差呈线性增长，温差从31.45K增大到222.56K，系统反应速率和热效率升高；随着反应器外部直径从14mm增加到104mm，热流密度降低，平均聚光比从34.75减小到4.71，光学效率提高0.53%，温差从52.13K升高到114.32K，反应速率和热效率均降低，单位体积废盐的热解时间从5.26s·cm－3减小到1.29s·cm－3。研究结果对废盐热解反应器的参数设计和优化具有重要意义。

关键词：太阳能反应器；能量分布；光热耦合；有机物热解

中图分类号：TK513 文献标志码：A

DOI：10.7652/xjtuxb202502012 文章编号：0253-987X（2025）02-0115-12

Pyrolysis Characteristics of Waste Salt Organic Impurities

in Solar Reactors

DONG Zhenjiao1， TAO Yubing1，2， YE Hao1， HE Yuan2， JIA Haoyang2

（1. School of Future Technology， Xi’an Jiaotong University， Xi’an 710049， China;

2. Key Laboratory of Thermo-Fluid Science and Engineering of the Ministry of Education， Xi’an Jiaotong University， Xi’an 710049， China）

Abstract：To effectively remove organic impurities from waste salt for better waste salt recycling and environmental protection， a pyrolysis reactor model based on a parabolic trough concentrator and a tubular reactor was established in this paper. The effects of reflector depth， focal length， and reactor outer diameter on the energy distribution and the organics pyrolysis characteristics were investigated through photothermal coupling. The results show that as the reflector depth increased from 100mm to 1000mm， the average concentration ratio of the concentrator increased by 7.34 while the optical efficiency decreased by 0.52%; both the maximum temperature Tmax and minimum temperature Tmin of the reactor increased， with a temperature difference ΔT of the reactor about 100 K; the pyrolysis reaction time was shortened， and the thermal efficiency of the system increased by about 10.71%. As the focal length increased from 100mm to 1000mm， the heat flow density became more concentrated， resulting in a 21.03 increase in the maximum concentration ratio and a 0.53% decrease in optical efficiency; the Tmin did not change significantly， but the Tmax and ΔT exhibited a linear increase， with the ΔT increasing from 31.45K to 222.56K; the system reaction rate and thermal efficiency increased. As the reactor outer diameter increased from 14mm to 104mm， the heat flow density decreased， the Rave decreased from 34.75 to 4.71， and the optical efficiency increased by 0.53%. The Tmax and Tmin exhibited a decreasing trend， while ΔT increased from 52.13K to 114.32K. The reaction rate and thermal efficiency decreased， but the pyrolysis time of per unit volume waste salt decreased from 5.26s·cm－3 to 1.29s·cm－3. The study results presented in this paper are significant for the parameter design and optimization of solar waste salt pyrolysis reactor.

Keywords：solar reactor; energy distribution; photothermal coupling; organics pyrolysis

化工行业会产生大量工业废弃氯化盐［1］，若这些废盐处理不当，不仅会造成环境污染，还会造成资源浪费［2］。此外，由于第三代太阳能光热发电（CSP）技术对高温和高效率的要求，MgCl2、NaCl、KCl等氯化盐因其优异的热物理性质、高温热稳定性和低廉的成本，被认为是最具前景的传热储热介质之一［3］。然而，截至目前，用于制备CSP传热和储热材料的氯盐大多洁净度为分析纯［4］，储热成本较高。因此，回收和再利用废弃氯化盐用作传热和储热材料，不仅可以减轻环境压力，还能够降低太阳能光热发电成本。

然而，由于化学有机原料的使用，大多废弃氯盐含有大量有机杂质，包括醛、苯及其衍生物等［5］，难以采用溶解-过滤-再结晶等普通手段将其去除。如何彻底去除有机杂质，实现废盐无害化、资源化处置是废盐再利用的主要障碍［6］。高温热解法是去除废盐中有机杂质的一种关键技术［7］，其利用有机杂质的热不稳定性，通过加热促使废盐中的有机物发生分解，从而使有机物从工业废盐中脱除［8］。邓雅清等［9］提出一种蓄热式熔融炉，用来热解处理废盐。王希伟［10］针对废盐热解工艺设计了热解回转窑炉。张森等［11］采用高温热解-溶解净化-热蒸发结晶-冷却结晶联合方法，实现了农药行业废盐NaCl-KCl中有机物的脱除。现有研究结果表明：采用热解方式可以有效去除99%的有机杂质［12-13］。然而，由于热解过程需要将废盐加热到300～500℃，能源消耗量大，且传统有机物热解法往往采用化石能源，导致废盐处理过程耗能高、污染物排放多［14］。因此，寻找一种低能耗、低成本、环境友好的热解技术至关重要。

太阳能因其储量大、使用方便、清洁等优点而受到广泛关注。太阳能聚光器将低热流密度、大面积的太阳光聚集到面积较小的太阳能反应器（SR）表面，使其获得较高温度［15］。Paizullakhanov等［16］提出利用聚光太阳能装置从采矿和冶金废料中提取金属。卫元珂等［17］、门静婧等［18］利用太阳能聚光器对甲醇进行重整制氢的研究。彭昌盛等［19］利用太阳能聚光器热解生物质制备生物炭。上述研究表明，若利用聚集后的太阳能作为废盐有机杂质热解反应器的热源替代化石燃料，可实现废盐中有机杂质低能耗和清洁无污染的去除。

槽式太阳能聚光器（PTC）是聚光器中最成熟、最广泛的类型之一［20］。为了探究槽式太阳能有机物热解反应器内的光热耦合和有机物热解特性，本文通过蒙特卡罗射线追踪（MCRT）［21］，建立了槽式聚光系统光学模型，分析了反射镜深度、焦距和反应器外部直径对光学性能和反应器表面能量分布的影响。在此基础上，通过将聚光器和热解反应器进行光热耦合，构建反应器内有机物热解模型，分析了聚光器及反应器结构参数对反应器内温度分布、有机物热解性能及系统热效率的影响规律。结果表明：利用太阳能进行热解废盐的技术可以极大降低热解成本，且在此过程中无化石燃料消耗，对于节能减排以及“双碳”目标实现具有重要的意义。与此同时，处理后的废盐可用于太阳能光热发电，资源得到了回收利用。因此，本文研究工作对废盐热解反应器的参数设计和优化具有重要意义。

1 聚光集热系统模型建立

1.1 物理模型

图1给出了PTC-SR太阳能反应器的示意图，可以看到，该反应器由一个槽式聚光器和一个热解反应器组成。图1（a）中，建立oxyz直角坐标系，h、f、xL、yL分别为反射镜的深度、焦距、长度和开口宽度。图1（b）展示了反应器的横截面，为玻璃-金属真空管结构，Dco、r分别为反应器的外部直径（简称外径）和内半径，φ为圆角。反应器与反射镜的长度均为300mm，反应器外壳由不锈钢制成，厚度为2mm。金属管内部填充KCl废盐颗粒。反射镜将垂直入射的太阳光反射到位于焦点线上的反应器金属管表面，反应器吸收太阳能并将其转化为热能。热能被传递到废盐中，作为废盐中有机杂质热解的热源。

1.2 数学模型

1.2.1 聚光器数学模型

采用MCRT方法计算聚光系统中的光子传输过程。本文使用2个坐标系，其中直角坐标系用于MCRT法跟踪光子运动；圆柱坐标系用于在反应器吸收管圆周表面上统计光子和热通量分布。由于模型的对称性，光子和热通量分布是对称的。因此，圆角φ的取值范围为［－90°， 90°］。MCRT方法的相关方程［22］如下

1.3 模型验证

关于反应器的模型验证可参阅文献［25］，这里仅介绍聚光器的模型验证。在进行聚光器性能模拟时，初始光线数量越多，数据越稳定，模拟结果更准确，但光线数量增多则需要花费更多时间进行计算。因此，在计算合适的光线总数时，必须同时考虑计算时间和精确度。经过验证，将光线数设定为1.35×106。为进一步验证模型准确性，将模拟结果与文献［22］的结果进行比较，如图2所示。文献假定光热系统的反射率、透射率和吸收率均为1，太阳光的最大径向角为7.5mrad。反射镜的结构参数：开口宽度yL为4.4m，焦距f为1.1m，反应器外径Dco为70mm。由图2可见，RLCR的大小和分布与文献中的结果几乎重合，验证了模型的准确性。从图2还可看出，RLCR在吸热管壁面上的周向分布可分为4个区域［26］：遮蔽区（区域Ⅰ）、热流密度增长区（区域Ⅱ）、热流密度下降区（区域Ⅲ）以及太阳直射区（区域Ⅳ）。

2 结果与讨论

槽式抛物面聚光集热系统的聚光效果与反射镜和反应器的尺寸直接相关，会导致系统RLCR的分布和数值发生改变。反射镜的尺寸主要受反射镜深度和焦距的影响，而反应器的尺寸则是由外径决定的。随着焦距和深度的增加，反射镜镜面体积增大，同时，加工的成本和难度也会增大。反应器外径越大，容积越大，可以同时处理更多的废盐，但也会导致系统体积的增大。因此，研究反射镜的深度、焦距和反应器外径对RLCR分布及有机杂质热解的影响，对于热解系统的设计具有重要作用。

2.1 反射镜深度的影响

保持反射镜焦距为500mm、反应器外径为64mm不变，探究反射镜的深度变化对其光学性能和热解性能的影响规律。

2.1.1 反射镜深度对光学性能的影响

不同反射镜深度下的RLCR分布如图3所示。从图中可以看出，当深度由100mm逐渐增加到1000mm时，遮蔽区的角度不随深度变化，始终维持在10°左右，吸热管最底部的RLCR稳定在3.7左右。这是因为深度增加，反射镜的数学函数并没有发生变化，只是在宽度方向朝两边进一步延伸，因此RLCR曲线前半部分不变，但热流增长区的角度随着深度的增加不断增大。由于深度增加，反射镜面积增加，可以接收到更多入射光，且反射到反应器表面的角度变大，因此热流增长区角度变大。随着反射镜深度增加，最大聚光比Rmax依次为13.52、14.60、16.14、17.90、20.45、20.54、23.85、24.54、25.11和28.09，即Rmax随深度的增加变大。这是由于反射镜深度增加，反射面积增大，但接收器面积保持不变，因此Rmax逐渐增大。热流密度下降区的角度变化不大，但初始角和结束角均随深度的增加不断增大。反射光线的有效角度范围（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）随着深度增加而增大，但太阳直射区范围不断缩小，这表明深度越大，反应器上有更大的面积可以接收到反射镜反射的光线。从图3还可以看出，随着深度的增加，曲线变化幅度减小，左侧曲线稀疏，而右侧曲线更为密集。这是反射镜抛物面曲线方程所致，随着深度的增大，二次抛物面曲线再次增大相同的深度时，开口宽度增加幅度变小，因此反射镜面积增大幅度减小。

随着反射镜深度的改变，Rave和光效率的变化如图4所示。

由图可见，随着反射镜深度增大，Rave从3.43逐渐增加到10.77。这是由于抛物面深度增加，其开口宽度也随之增加，从而可以反射更多的太阳光，此时反应器的接收面积保持不变。此外，随着反射器深度增加，Rave的增长趋势逐渐减缓，这与之前观察到的RLCR曲线左疏右密的现象相吻合，原理也相同。从图4还可以看出，深度为100mm时，光效率最大，为77.07%。随着深度增加，光效率逐渐降低，根据式（11），这是由于Rave的增长率小于yL的增长率所导致。探究光效率下降的根本原因，是由于反射镜深度增加，垂直入射的太阳光与反射镜夹角变小，同时因为太阳不平行角的存在，太阳反射光锥外侧的部分光线从吸热管周围逃逸比例增大，从而引起更多的光学损失，使得光效率降低。

2.1.2 反射镜深度对反应器热解性能的影响

不同反射镜深度下，热解反应结束时反应器内反应物最高温度、最低温度和温差的变化如图5所示。由图可见，随着深度的增加，最高温度和最低温度均呈上升趋势，最高温度曲线前期上升较快，且随着深度的增加趋于平缓，最低温度曲线的升高速率则一直较为平缓，因此温差呈现出先上升后下降趋势。温度的变化与热通量分布息息相关，出现这种现象是RLCR逐渐增大但增长速率逐渐变缓的结果。从图5还可以看出，不管哪种反射器深度，反应器内温差均较大，10种深度反应器的温差依次为83.17、99.60、106.53、109.48、109.40、109.85、108.93、107.53、106.11、104.69K。除100mm和200mm外，其他深度下的温差都在100K以上。因此，在实际应用中，不管选择哪种深度的反射镜，都要对系统结构进行改进以强化传热减小温差，从而减小反应器的热应力，延长使用寿命。

不同反射镜深度下平均温度和热解反应进度随时间的变化如图6所示。热解反应进度为1时反应开始，为0时反应结束。由图6可见，随着深度增加，温度曲线斜率增大，升温速率变快。但从线条的疏密程度可以看出，变快趋势逐渐减缓。RLCR分布随反射镜深度的变化是产生该现象的直接原因，随着深度增加，热通量输入增多。热解反应进度变化与温度随深度变化相似，反射镜深度增加，升温快，因此反应速率变快，反应进度曲线下降区的斜率增大。由于反应器初始温度相同，深度增加时，相同时间内输入的热量增多，因此反应开始的时间随深度的增加而变短。总的来说，反射镜深度越大，热解反应开始的时间越早，热解速率越快，导致反应持续时间大大减少。

不同反射镜深度下反应的持续时间和热效率如图7所示。

由图可以看出，10种深度的反应持续时间分别为2809.00、2005.00、1652.90、1438.50、1180.80、1093.40、1022.70、962.33、912.41s。可见随着深度增加，热解持续时间减少，但幅度变小，这与RLCR分布相对应。虽然反射镜深度增大会导致单位时间内输入反应器能量增多，反应器温度更高，热损失更多，但反应持续时间的减少对于最终热效率起到决定性的作用，因此呈现出热效率与反应持续时间趋势相反，出现不断升高的现象。

综上所述，反射镜深度增加会增大反射镜反射光线的面积，从而使得更多的热通量汇聚在热解反应器表面，加速反应器的升温和有机杂质热解，导致反应结束时间变短，热效率提升。但从图6可以看出，当h超过500mm后，其影响已经非常小，且随着深度增加，光效率降低，制造难度和成本也会随之增加，因此再增加深度性价比不高。值得注意的是，不管反射镜深度如何变化，反应器横截面均存在较大温差，因此需要对其进行强化传热或者均匀边界热流，使得温度分布均匀。

2.2 反射镜焦距的影响

保持反射镜深度为500mm、反应器外径为64mm不变，探究反射镜的焦距变化对其光学性能和热解性能的影响规律。

2.2.1 反射镜焦距对光学性能的影响

不同反射镜焦距对聚光比分布的影响如图8所示。由图可见，随着焦距增大，RLCR曲线变得瘦高，辐射能分布更加集中。焦距增大，反射光线的有效角度范围减小，太阳直射区的角度范围增大。焦距变化导致反射镜的数学函数发生变化，增加焦距使得反射镜开口变大，此时反射镜可以接受更多的太阳光，但反射光线落在集热器上的范围减小，因此RLCR分布曲线出现瘦高现象。当焦距从100mm逐渐变为1000mm时，Rmax依次为10.12、13.59、14.83、17.80、20.45、21.51、24.97、25.71、29.07、31.15，最大增幅为207.81%。随着焦距减小，反应器最底部（即－90°位置附近）的RLCR逐渐减小，甚至出现RLCR为0现象，如图8中焦距为100mm时所示。这是由于当焦距过小时，反应器底部存在一定的角度接收不到光线所导致。

10种焦距下的Rave和光效率如图9所示。由图可见，Rave随着焦距增加而增大，但增加速率逐渐变缓，这与深度增加时的变化趋势相同。当焦距从100mm变为1 000mm时，对应的Rave依次为3.43、4.84、5.92、6.82、7.62、8.35、9.02、9.64、10.22、10.77，增长率依次为41.18%、22.15%、15.33%、11.74%、9.51%、7.98%、6.89%、6.05%、5.41%。随着焦距增加，反射器开口宽度增大，所反射的太阳能辐照能增加，导致聚光比增大。根据反射镜曲线方程4fz=y2，当焦距f变化相同时，纵坐标y的变化与焦距f 0.5成正相关，因此开口宽度增大，速率逐渐变缓，Rave增长率降低。随着焦距增大，系统光效率依次为77.11%、76.98%、76.78%、76.69%、76.65%、76.62%、76.60%、76.59%、76.58%、76.58%，表现为逐渐降低直到最后趋于稳定。这是因为随着焦距增大，反应器上接受反射光的面积减小，光线逃逸增多，导致光学损失增加，光效率降低。

2.2.2 反射镜焦距对反应器热解性能的影响

不同反射镜焦距下，热解反应结束时反应器内反应物最高温度、最低温度和温差的变化如图10所示。从图中可以看出，反应器的最低温度随焦距的增大略有增加，变化幅度较小，而最高温度和温差几乎呈线性增长。这是因为随着焦距增大，热通量更加集中，Rmax也逐渐增大。当焦距从100mm增加到1000mm时，温差依次为31.45、37.36、60.88、85.49、109.40、134.36、157.72、180.04、201.61、222.56K。

随着焦距变化，平均温度和热解反应进度的变化与深度改变时的曲线相似，原理也相同，这里便不再赘述。对不同反射镜焦距下反应持续时间和热效率的研究结果表明，随着焦距增加，反应持续时间依次为2741.80、1909.10、1600.00、1418.70、1290.70、1198.90、1126.10、1067.60、1020.00、978.96s，热效率依次为83.17%、87.5%、88.79%、89.46%、89.9%、90.14%、90.31%、90.42%、90.47%、90.49%。

由上可知，在进行焦距选择时，尽量避免焦距过小和过大。小焦距虽然热通量分布更加均匀，温差较小，但因热流密度低，会导致反应时间过长且热效率降低；大焦距虽然反应时间短，热效率高，但会带来较大的最高温度和温差。例如当焦距为1000mm时，反应结束时反应器最高温度为964.70K，温差高达222.56K，这会导致反应器和表面涂层的寿命减小。总的来看，500mm焦距的反射镜为最佳选择，再增大焦距，热效率和反应结束时间变化不是很大，反而造成反应器最高温度高于850K，温差远超100K。此外，反射器焦距的增加不仅会带来成本和建造难度的增加，还会导致聚光集热系统体积增大，因此再增大焦距性价比不高。

2.3 反应器外径的影响

2.3.1 反应器外径对光学性能的影响

反应器的中心轴处于反射镜焦线上，增大反应器的外径将导致其容积变大，接收光线的面积也增大。为了探究外径变化对RLCR分布的影响，保持反应器外壳厚度为2mm，反射镜的焦距和深度均为500mm，研究了反应器外径分别为14、24、34、44、54、64、74、84、94、104mm时其表面的聚光比分布，结果如图11所示。由图可见，随着反应器外径减小，Rmax不断增大。这是因为反射光线总量不变，但反应器表面的接收面积急剧减小。随着外径从小到大，Rmax依次为80.05、49.77、35.64、28.93、24.05、20.45、17.74、15.63、13.95、12.60，表明RLCR随着外径的减小明显增大，在图中表现为线条整体上移。这是因为虽然半径呈线性减小，但面积和半径的平方呈正相关，因此面积减小速率越快，热流密度增大速率也就越快。Rmax的变化导致了热流下降区的角度范围随着外径的减小而增大，从而间接缩小了太阳直射区的角度范围。反应器底部即φ=－90°附近的RLCR也随着外径的减小而增大，且从曲线疏密程度可以看出，外径越小增幅越大。外径小热流密度高，这在热解反应中可有效缩短反应时间，但反应器的容积也会相应减小。

随着外径变化，系统Rave的变化和光效率如图12所示。由图可见，Rave随着反应器外径的增加而减小，且减小的速率逐渐变缓。Rave的减小是由于反应器外径增大，反射镜反射的太阳光分摊到更多面积上所导致，而减小速率变缓与面积增长速率变缓有关。外径从14mm变为104mm，对应的Rave依次为34.75、20.28、14.32、11.07、9.03、7.62、6.60、5.82、5.20、4.71；光效率随着半径的增大逐渐增大，依次为76.41%、76.46%、76.50%、76.54%、76.59%、76.65%、76.70%、76.76%、76.83%、76.94%。由于半径增大，反应器可以更早接收到反射光线，此时太阳不平行角发展较小，因此逃逸的光线减少，光效率提高。

2.3.2 反应器外径对热解性能的影响

不同反应器外径下，热解反应结束时反应器内反应物的最高温度、最低温度和温差的变化如图13所示。从图中可以看出，随着外径增加，最高温度和最低温度都呈现下降趋势。最高温度下降是由于圆周表面热流密度降低所致；而最低温度下降是由于最高温度下降，反应器半径增加，传热更为困难所致。最低温度开始下降幅度较大，后面趋于平缓，这是因为随着半径增加，传热较差的影响变小。温差呈现先上升后平缓的趋势，当外径从14mm变为104mm时，温差依次为52.13、76.37、91.34、100.56、106.61、109.40、112.57、113.64、114.15、114.32K。

图14给出了不同外径下平均温度曲线和热解反应进度的变化曲线。由图可见，随着外径增加，平均温度曲线斜率减小，升温速率变慢，热解反应进度曲线下降部分斜率减小，热解速率变慢。这是由于外径增大，反应器容积变大，传热需要更多时间，且热流密度减小所致。从图中还可以看出，随着外径增大，反应器开始热解反应的时间延后。这主要是因为受Rmax影响，半径较大时，Rmax较小，反应器达到开始热解温度的时间延后。

不同外径下，反应持续时间和热效率如图15所示。由图可见，随着外径增加，反应持续时间逐渐延长。这是因为外径较大时热流密度低，传热更慢，温度均匀性差且容积增大，有机杂质更多所致。外径由小变大时，反应持续时间依次为123.95、270.41、459.34、691.56、969.36、1290.70、1659.10、2076.10、2537.40、3043.20s。考虑到外径增加导致容积增大，引入单位体积热解时间，对上述提到的热解反应持续时间进行处理，得到外径由小到大对应的单位体积热解时间依次为5.26、2.87、2.17、1.83、1.65、1.52、1.44、1.38、1.33、1.29s·cm－3，表明随着外径增加，虽然整个反应器的热解时间延长，但单位体积的热解时间缩短。这主要是因为在反应器长度不变的情况下，随着外径线性增加，容积与半径的平方正相关，容积变化更大。与此同时，光效率提高，反应器输入更多的热量，且热损失更小，因此单位体积的反应时间变快。由此可以看出，大外径热解反应器在处理大量废盐时具有明显优势。随着半径增加，热效率几乎呈线性下降。从深度、焦距和外径的计算结果发现，热效率与反应持续时间的变化一直互为相反趋势，这表明热效率除了受温差影响外，受热解时间的影响也较大。在相同时间内，虽然小外径反应器的单位面积热损失更高，但由于输入热量的基数大，反应时间更少，因此热效率较高。随着半径增大，热效率依次为97.74%、96.19%、94.61%、93.02%、91.43%、89.90%、88.38%、86.87%、85.43、84.04%。

综上所述，选择小外径反应器，虽然温差小、热效率高，但容积太小导致换料频繁，浪费大量时间，且最高温度较高；大外径反应器虽然完成一次热解的时间较长，但其单位体积的热解时间更小，处理较大量废盐更有优势。在实际应用中，我们可以根据不同的情况选择不同的反应器外径尺寸。

3 结论与展望

本文通过MCRT方法对槽式抛物面聚光集热系统进行光线追踪，探究了不同反射镜深度、焦距和反应器外径对系统RLCR及其分布的影响。在此基础上，利用光线追踪的结果进行光热耦合，进一步探究了上述参数对有机杂质热解反应器的影响，为废盐热解系统的设计和改进提供了新思路。得出主要结论如下。

（1）反射镜深度增加，有效聚光角增大约60°，Rmax从13.52增大到28.09，但光效率降低了0.52%。热解反应器最高温度和最低温度都呈现上升趋势，但温差变化不大，约为100K，反应持续时间减少1896.59s，热效率升高10.71%。虽然深度增加热解效果变好，但当深度超过500mm后，变化相对较小，考虑到建造难度和成本问题，深度为500mm的反射镜是最佳选择。

（2）反射镜焦距增加，RLCR曲线变得瘦高，热流密度更加集中，Rmax增大21.03，但光效率降低0.53%。反应器最低温度变化不大，而最高温度和温差呈现线性增长，温差从31.45K增大到222.56K，反应结束时间减少1762.84s，热效率提高7.32%。焦距太小热解反应慢，热效率低；焦距太大则最高温度和温差过大，反应器寿命减少。通过比较后，选择最佳焦距为500mm。

（3）反应器外径增加，RLCR曲线明显降低，且有效聚光范围减小，但由于聚光面积增大，Rave从34.75 减小到4.71，光效率提高0.53%；最高温度和最低温度呈下降趋势，温差从52.13K升高到114.32K，热解时间从123.95s延长到3043.20s，但单位体积的热解时间从5.26s·cm－3减小到1.29s·cm－3，热效率降低13.70%。因此，在进行外径选择时，需考虑实际工况。小外径反应器换料频繁，最高温度较大，但单次热解时间更短；大外径反应器温差较大、热效率低，但单位体积的热解时间更短，适合处理较大量的废盐。

未来研究中，可以在本文基础上进行实验探索，建立废盐热解的一体化系统。除此之外，还可以对热解系统进行升级改进，通过添加翅片等强化传热结构，或添加二次反射镜来均匀反应器圆周表面的热通量分布，以进一步提升反应器内温度均匀性。此外，也可以通过流化床研究和改进吸收涂层来获得更好的传热和热解效果。

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（编辑 李慧敏）