专利名称：一种处理废旧轮胎的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于环保、再生利用，涉及一种废旧轮胎的处理再利用，具体为对废旧轮胎 进行裂解后回收产生的碳黑的方法及装置。
背景技术：
现有技术中处理废旧轮胎的工艺主要是将废旧轮胎的橡胶部分与钢丝、纤维材料 等剥离后再加工成再生胶、胶粉降级使用，也有采用热裂解法处理，将胶料在云母片催化下 于230-240摄氏度的温度及压力0. 1-0. 2MPa的条件下裂解，制成可燃气、燃料油、炭黑等产 品，或者是在常压、中温的条件下以活性白云，酸化类托石等进行催化裂解制取石油气、汽 油、柴油及炭黑等。在本发明人的关联企业上海绿人生态经济科技有限公司在中国申请的第 02110554. 5号专利申请中公开了一种废旧轮胎的处理方法，其作为本申请的最接近的技 术包括轮胎破碎切片、热裂解处理、炭黑粉碎包装等的过程，但是在实际操作中由于废旧轮 胎是由钢丝和橡胶制造的，仅仅经过一次破碎，难以形成大小均勻的颗粒，给后续程序造成 处理困难；并且由于生产参数设置的不恰当，造成生成的碳黑比例过小，裂解产生的废气过 多，这些废气排入大气，进而污染了环境。为了进一步改进工艺，克服生产中存在的实际难题，急需对生产工艺进行调整和 改造。
发明内容
为了解决上述问题，技术人员在废旧轮胎处理研究上经过多次反复，投入了大量 财力和物力，对原有技术进行重新设计和改进，从而实现了对废旧轮胎处理的精细化处理。 进而提出一种新的处理废旧轮胎的方法及装置。依据本发明的第一方面，提供一种处理废旧轮胎的装置，该装置包括轮胎破碎、热 裂解处理、炭黑粉碎包装部分，其中轮胎破碎部分包括粗破碎机、细破碎机和原料仓；热裂 解处理部分包括裂解炉、吸收塔、第一冷却器1、工作油罐、第二冷却器2、真空泵、缓冲罐、 燃烧炉、引风机和第一烟 1 ；炭黑粉碎部分包括冷却螺旋机、筛选螺旋机、钢丝打包机、粗 炭黑仓、磨粉机、炭黑成品料仓、螺旋输送机、真空包装机和入库机构；对热裂解处理部分实 施密封处理；首先使用粗破碎机对被送入的废旧轮胎破碎成150毫米的粗胶粒，再送入细破碎 机，处理成直径在20-50毫米之间的细胶粒，将所得到的胶粒送入原料仓；采用热裂解技术 将破碎过程得到的细胶粒输送到热裂解炉进行热裂解；其中经热裂解得到的气相产品进入吸收塔吸收，经吸收得到的燃料油大部分 (80%左右)送工作油罐储存，少部分燃料油(20%左右)经第二冷却器(2)冷却后，返回打 入吸收塔，用来吸收吸收塔内的可冷凝气体；未冷凝的轻组分(C6以下组分)经过第一冷却 器(1)冷却，经由真空泵通过缓冲器缓冲之后，送到燃烧炉，做为热裂解炉的燃烧能源；
经热裂解得到的炭黑、钢丝混合固相料经冷却螺旋机和筛选螺旋机，将炭黑和钢 丝分离，筛选出废钢丝送入钢丝打包机和包装入库，炭黑送入粗炭黑仓；进入粗炭黑仓的碳 黑经过磨粉机磨粉后成成品进入炭黑成品仓库。 依据本发明的第一方面，提供一种处理废旧轮胎的方法，其中细胶粒在400摄氏 度-650摄氏度范围内及0. 002兆帕斯卡-0. 02兆帕斯卡的负压状态下进行热裂解。优选地，细胶粒在450摄氏度或500摄氏度内、理想负压状态为0.01兆帕斯 卡-0. 015兆帕斯卡的负压状态下进行热裂解。进一步地，处理废旧轮胎的方法包括步骤将废旧轮胎先后送入粗破碎机、细破碎 机；将破碎后得到细胶粒送入原料仓；采用已有技术中的热裂解技术对上一过程得到的细 胶粒输送到热裂解炉进行热裂解，胶粒在470摄氏度-490摄氏度及0. 01兆帕斯卡-0. 012 兆帕斯卡的负压状态下进行热裂解，其中气相产品进入吸收塔吸收，得到的350kg燃料油 品，送工作油罐储存，未冷凝的IOOkg轻组分经过冷却，由真空泵经过缓冲，送到燃烧炉，做 为热裂解炉的燃烧能源；炭黑粉碎包装过程包括将破碎和裂解步骤得到的炭黑、钢丝混合 固相料经冷却螺旋机冷却和筛选螺旋机筛选，分选出的钢丝被送入钢丝打包机且包装入 库，分选出炭黑被送入粗炭黑仓，该分选出炭黑经粗炭黑仓收集后被送入磨粉机，磨成质量 上已达到在橡胶制品和轮胎制造业上使用要求的细碳黑粉后被进入炭黑成品仓库。使用本发明所述工艺，由于采用了无剥离技术的特制机械设备，具有能耗少、工艺 优、提高了资源的回收效率，又由于在热裂解工艺中采用了微负压技术，因而无废气外泄、 无废水排放，热裂解后生成的可燃气体可回收利用，所得的钢丝可以作为冶金行业的原材 料，所得的炭黑经过分析，质量上已达到在橡胶制品和轮胎制造业上使用的要求。附图简要说明
图1是本发明一种废旧轮胎的处理方法的工艺流程图。图2是本发明一种废旧轮胎的处理方法的温度压力曲线图
具体实施例方式在下面，对本发明方法及装置进行解释和说明。为进一步阐述本发明为达到预期发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附 图及较佳实施例，对依据本发明提出的对废旧轮胎进行处理的工艺进行详细说明和解释。在本发明的处理废旧轮胎的装置中，该装置包括轮胎破碎、热裂解处理、炭黑粉碎 包装部分，其中轮胎破碎部分包括粗破碎机、细破碎机和原料仓；热裂解处理部分包括裂解 炉、吸收塔、第一冷却器1、工作油罐、第二冷却器2、真空泵、缓冲罐、燃烧炉、引风机和第一 烟囱1 ；炭黑粉碎部分包括冷却螺旋机、筛选螺旋机、钢丝打包机、粗炭黑仓、磨粉机、炭黑 成品料仓、螺旋输送机、真空包装机和入库机构；对热裂解处理部分实施密封处理；首先使用粗破碎机对被送入的废旧轮胎破碎成150毫米的粗胶粒，再送入细破碎 机，处理成直径在20-50毫米之间的细胶粒，将所得到的胶粒送入原料仓；采用热裂解技术 将破碎过程得到的细胶粒输送到热裂解炉进行热裂解；其中经热裂解得到的气相产品进入吸收塔吸收，经吸收得到的燃料油大部分 (80%左右)送工作油罐储存，少部分燃料油(20%左右)经第二冷却器(2)冷却后，返回打 入吸收塔，用来吸收吸收塔内的可冷凝气体；未冷凝的轻组分(C6以下组分)经过第一冷却器(1)冷却，经由真空泵通过缓冲器缓冲之后，送到燃烧炉，做为热裂解炉的燃烧能源；经热裂解得到的炭黑、钢丝混合固相料经冷却螺旋机和筛选螺旋机，将炭黑和钢丝分离，筛选出废钢丝送入钢丝打包机和包装入库，炭黑送入粗炭黑仓；进入粗炭黑仓的碳 黑经过磨粉机磨粉后成成品进入炭黑成品仓库。另外，在本发明的处理废旧轮胎的方法中，细胶粒在400摄氏度-650摄氏度范围 内及0. 002兆帕斯卡-0. 02兆帕斯卡的负压状态下进行热裂解。优选地，细胶粒在450摄 氏度或500摄氏度内、理想负压状态为0. 01兆帕斯卡-0. 015兆帕斯卡的负压状态下进行
热裂解。进一步地，处理废旧轮胎的方法包括步骤将废旧轮胎先后送入粗破碎机、细破碎 机；将破碎后得到细胶粒送入原料仓；采用已有技术中的热裂解技术对上一过程得到的细 胶粒输送到热裂解炉进行热裂解，胶粒在470摄氏度-490摄氏度及0. 01兆帕斯卡-0. 012 兆帕斯卡的负压状态下进行热裂解，其中气相产品进入吸收塔吸收，得到的350kg燃料油 品，送工作油罐储存，未冷凝的IOOkg轻组分经过冷却，由真空泵经过缓冲，送到燃烧炉，做 为热裂解炉的燃烧能源；炭黑粉碎包装过程包括将破碎和裂解步骤得到的炭黑、钢丝混合 固相料经冷却螺旋机冷却和筛选螺旋机筛选，分选出的钢丝被送入钢丝打包机且包装入 库，分选出炭黑被送入粗炭黑仓，该分选出炭黑经粗炭黑仓收集后被送入磨粉机，磨成质量 上已达到在橡胶制品和轮胎制造业上使用要求的细碳黑粉后被进入炭黑成品仓库。为了更详细地说明本发明，下面结合做出本发明工艺的设计思想做出更深入的解 释。所述的轮胎破碎切片的过程是首先将废旧轮胎送入粗破碎机破碎成150毫米的 胶粒，再送入细破碎机，处理成直径在20-50毫米之间的胶粒，若采用的胶粒过大或者过 小，均对裂解过程中的进料密封，产生不利因素，容易造成裂解设备气体外泄，安全不能得 到保证。如图一所示，废旧轮胎送入粗破碎机破碎成150毫米的胶粒，再送入细破碎机，处 理成直径在20-50毫米之间的胶粒，送入原料仓，所述的热裂解处理过程是采用热裂解技 术，包括将上一过程得到的胶粒输送到热裂解炉进行热裂解，胶粒在摄氏度400-650范围 内进行裂解，其中理想最佳温度为450摄氏度或500摄氏度，及0. 002-0. 02兆帕斯卡，其中 理想负压状态为0. 01-0. 015兆帕斯卡的负压状态下进行热裂解，其中气相产品进入吸收 塔吸收，得到的燃料油品，送工作油罐储存，少部分燃料油经冷却器2冷却后，打入吸收塔， 用来吸收吸收塔内的可冷凝气体，未冷凝的轻组分经过冷却器1冷却，经由真空泵通过缓 冲器缓冲之后，送到燃烧炉，做为热裂解炉的燃烧能源，过剩的可燃气通过热能转换。经过裂解后的炭黑粉碎包装过程包括将裂解步骤得到的炭黑、钢丝混合固相料经 冷却螺旋机，筛选螺旋机冷却。本装置将炭黑、钢丝混合固相料经冷却螺旋机冷却，使其冷却到30-50摄氏度后， 到筛选螺旋机分离炭黑和钢丝；筛选出废钢丝，送入钢丝打包机，包装入库，炭黑送入粗炭 黑仓，经过磨粉机磨粉后成成品进入炭黑成品仓库，螺旋输送机，通过真空包装机，包装入 库。使用冷却螺旋机生产能力大、适用范围广、流量阻力小、操作上允许波动范围较大、操作 方便，输送和冷却同时进行。冷却后，物料温度降低，使后面的设备受热量减少，设备变形 小，故障率低。筛选螺旋机运转过程中，物料充分搅拌均勻，分离效果好。与一般的筛选机比较，提高30%的工作效率。在 现有技术中通常采用磁选分离工艺，而磁选工艺当中，磁选机不可避免地使碳 粒受到磁化，从而使受到磁化的碳粒和钢丝混杂在一起，从而造成分离不彻底。使用本发明 中的冷却螺旋机和筛选螺旋机，不单纯的提高了工作效率，同时克服了现有技术使用磁选 分离不彻底的弊端。本发明的处理方法在450-500摄氏度及0. 01-0. 015兆帕斯卡的负压状态下进行 裂解效果最好，与以往裂解条件相比，具有以下优点根据图二可以看出本发明中提到的温 度及压力条件下裂解，废轮胎裂解的比较彻底，裂解产物中，没有未裂解的废橡胶块，裂解 炉的压力比较低，容易使设备在较安全的状态下使用，增加设备的使用寿命。在已经公开的废旧轮胎处理工艺中，仅仅公开了一种想法或设想，无法正常工业 应用，并且存在着安全隐患。在本发明中，发明人经过多次试验，对现有技术经过多次改进， 投入了大量精力和财力，对整套工艺进行了完善和改进。在本发明中，增加了引风机和烟 囱，引风机的增加，有利于设备的热循环利用，增加节能效果，增加烟囱，利于废气的排放， 增加本发明的经济优势。同时，在炭黑处理过程中增加了磨粉机，控制了炭黑粒度，克服了 炭黑粒度不均，无法在后续工艺中使用的缺陷；进而使炭黑的细度更容易在橡胶和轮胎行 业使用。现有废旧轮胎处理技术设想中，产生的废气不仅仅污染了环境，还因为气压的不稳 定和气体的可燃性，再者，压力不稳定，不可能进行进行燃烧；造成爆炸和气流不易控制的 极大安全隐患；因此，在可燃气回收处理时，增加缓冲罐，该缓冲罐可以使可燃气气体压力 稳定，为不可缺少的设备，让可燃气气体在燃烧炉的燃烧成为可能。以往的裂解技术中，有些是把整条轮胎进行裂解，实际上不可能实施。原因是整 条废旧轮胎在输送到裂解炉时，不可能做到密封，即使强行送入裂解炉，也不能进行完全密 封，容易造成可燃气体泄漏，出现安全事故。在本发明的一个优选的实施例中，将IOOOkg废旧轮胎送入粗破碎机细破碎机。 破碎后，送入原料仓，所述的热裂解处理过程是采用已有技术中的热裂解技术，包括将上 一过程得到的胶粒输送到热裂解炉进行热裂解，胶粒在摄氏度400-650范围内进行裂解， 其中理想最佳温度在450-500摄氏度，及0. 002-0. 02兆帕斯卡，其中理想负压状态为 0.01-0. 015兆帕斯卡的负压状态下进行热裂解，其中气相产品进入吸收塔吸收，得到的 350kg燃料油品，送工作油罐储存，未冷凝的IOOkg轻组分经过冷却，由真空泵经过缓冲， 送到燃烧炉，做为热裂解炉的燃烧能源，过剩的可燃气通过热能转换；所述的炭黑粉碎包装 过程包括将上一步骤得到的炭黑、钢丝混合固相料经冷却螺旋机，筛选螺旋机冷却，筛选出 220kg钢丝，送入钢丝打包机，包装入库，炭黑送入粗炭黑仓，经过磨粉机磨粉后成330kg成 品炭黑进入炭黑成品仓库，螺旋输送机，通过真空包装机，包装入库。本发明由于采用了无 剥离技术和在热裂解工艺中采用了微负压技术，因而无废气外泄、无废水排放，热裂解后生 成的可燃气体可回收利用，所得的钢丝可以作为冶金行业的原材料，所得的炭黑经过分析， 质量上已达到在橡胶制品和轮胎制造业上使用的要求。如上述，已经清楚详细地描述了本发明提出的工艺。尽管本发明的优选实施例详 细描述并解释了本发明，本领域普通的技术人员也可以理解，在不背离所附权利要求定义 的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出多种修改。
权利要求
一种处理废旧轮胎的装置，该装置包括轮胎破碎、热裂解处理、炭黑粉碎包装部分，其中轮胎破碎部分包括粗破碎机、细破碎机和原料仓；热裂解处理部分包括裂解炉、吸收塔、第一冷却器(1)、工作油罐、第二冷却器(2)、真空泵、缓冲罐、燃烧炉、引风机和第一烟囱(1)；炭黑粉碎部分包括冷却螺旋机、筛选螺旋机、钢丝打包机、粗炭黑仓、磨粉机、炭黑成品料仓、螺旋输送机、真空包装机和入库机构；对热裂解处理部分实施密封处理；首先使用粗破碎机对被送入的废旧轮胎破碎成150毫米的粗胶粒，再送入细破碎机，处理成直径在20-50毫米之间的细胶粒，将所得到的胶粒送入原料仓；采用热裂解技术将破碎过程得到的细胶粒输送到热裂解炉进行热裂解；其中经热裂解得到的气相产品进入吸收塔吸收，经吸收得到的燃料油大部分(80％左右)送工作油罐储存，少部分燃料油(20％左右)经第二冷却器(2)冷却后，返回打入吸收塔，用来吸收吸收塔内的可冷凝气体；未冷凝的轻组分(C6以下组分)经过第一冷却器(1)冷却，经由真空泵通过缓冲器缓冲之后，送到燃烧炉，做为热裂解炉的燃烧能源；经热裂解得到的炭黑、钢丝混合固相料经冷却螺旋机和筛选螺旋机，将炭黑和钢丝分离，筛选出废钢丝送入钢丝打包机和包装入库，炭黑送入粗炭黑仓；进入粗炭黑仓的碳黑经过磨粉机磨粉后成成品进入炭黑成品仓库。
2.使用权利要求1中处理废旧轮胎的装置的方法，其中细胶粒在400摄氏度-650摄氏 度范围内及0. 002兆帕斯卡一 0. 02兆帕斯卡的负压状态下进行热裂解。
3.依据权利要求2中处理废旧轮胎的方法，其中细胶粒在450摄氏度或500摄氏度内、 理想负压状态为0. 01兆帕斯卡-0. 015兆帕斯卡的负压状态下进行热裂解。
4.依据权利要求2中处理废旧轮胎的方法，其包括步骤将废旧轮胎先后送入粗破碎 机、细破碎机；将破碎后得到细胶粒送入原料仓；采用已有技术中的热裂解技术对上一过 程得到的细胶粒输送到热裂解炉进行热裂解，胶粒在470摄氏度-490摄氏度及0. 01兆帕 斯卡-0.012兆帕斯卡的负压状态下进行热裂解，其中气相产品进入吸收塔吸收，得到的 350kg燃料油品，送工作油罐储存，未冷凝的IOOkg轻组分经过冷却，由真空泵经过缓冲，送 到燃烧炉，做为热裂解炉的燃烧能源；炭黑粉碎包装过程包括将破碎和裂解步骤得到的炭 黑、钢丝混合固相料经冷却螺旋机冷却和筛选螺旋机筛选，分选出的钢丝被送入钢丝打包 机且包装入库，分选出炭黑被送入粗炭黑仓，该分选出炭黑经粗炭黑仓收集后被送入磨粉 机，磨成质量上已达到在橡胶制品和轮胎制造业上使用要求的细碳黑粉后被进入炭黑成品 仓库。
全文摘要
提供一种新的处理废旧轮胎的方法及装置，其中在对轮胎破碎、热裂解处理、炭黑粉碎包装步骤的基础上调整了设备和参数，从而实现了对废旧轮胎处理的精细化处理。进而提出一种新的处理废旧轮胎的方法及装置。
文档编号C08J11/12GK101823301SQ201010183728
公开日2010年9月8日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者刘波, 吴月龙, 唐红军 申请人:江苏中绿生态科技有限公司