一种废轮胎裂解系统及工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种废旧轮胎处理系统及工艺，属于废物回收利用【技术领域】。本发明的废旧轮胎裂解系统，包括轮胎破碎单元，橡胶裂解输送单元，炭黑精制加工单元，以及油气处理单元；包括轮胎破碎，裂解反应，油品生产及炭黑粉碎、研磨、分级、造粒机干燥改质等程序，完全将废橡胶充分再利用，将橡胶裂解成油气再形成汽柴油及可燃气瓦斯，排出的碳渣中炭黑与钢丝彻底分离后制成正品炭黑，达到资源再利用的目标。
【专利说明】一种废轮胎裂解系统及工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种废旧轮胎处理系统及工艺，属于废物回收利用【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 随着汽车工业的迅猛发展，大量废旧轮胎数量惊人，利用加热裂解进行资源回收 是很好的方式，但现有技术大部分都偏向于单一利用和发展，再生利用过程中的剩余产物 没有进行循环利用的全面思考，因此，处理中极易对环境产生污染。
[0003] 近年来，人们开发利用炭黑废旧轮胎生产汽油、柴油和热解炭黑，为废旧轮胎的利 用提供了一个良好的方向。但现有技术的问题在于没有考虑到尾气处理，也没有考虑到热 气回收利用等方面，对于裂解的剩余物的安全处理更是缺乏。
[0004] 中国专利号：95107978、96109172、分别公开了"利用废橡胶制造汽油、柴油和炭黑 的方法及设备"和"用废旧橡胶生产汽油、柴油和炭黑的方法"的发明专利，它们都是将废旧 橡胶经粉碎后进行热解，再经催化裂解、蒸馏、冷凝和搅拌而得。该种办法产出的炭黑一般 都不处理直接装袋包装，如此炭黑质量不过关，销售不易且价值低，常被任意处理或是再 次进行批次加工精制，如此增加操作力度，造成二次污染，质量也得不到保障。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术的不足，提供一种废轮胎裂解系统及新工艺，用于废旧轮胎 的处理及炭黑的生产。
[0006] 本发明首先公开了一种废旧轮胎裂解系统，包括轮胎破碎单元，橡胶裂解输送单 元，炭黑精制加工单元，以及油气处理单元；
[0007] 所述轮胎破碎单元包括用于分离胎唇钢丝和胎体的轮胎割圈机A1，用于破碎橡胶 的至少一台破碎机A2,用于将破碎的橡胶粉碎成胶粉的磨粉机A3,用于将钢丝和胶粉分离 的第一磁选机A4,以及用于储存并向橡胶裂解输送单元提供胶粉的原料储存场A5 ;
[0008] 所述橡胶裂解输送单元包括料仓1、物料推送机构2、裂解炉3、出料机构4以及向 所述裂解炉提供热量的燃烧炉5 ;所述料仓包括锥形落料箱11，所述物料推送机构包括圆 柱送料筒21、锥形挤压筒22及送料活塞23,所述送料活塞23可滑动套装在所述圆柱送料 筒21内，所述圆柱送料筒21与所述锥形挤压筒22的大直径端密封连接，所述圆柱送料筒 21的上部与所述锥形落料箱11相连通，所述送料活塞23的外端设有活塞驱动机构24 ;所 述裂解炉3包括裂解炉入口筒31，裂解炉体32,及裂解炉出料筒33 ;所述裂解炉入口筒31 与所述锥形挤压筒22的小直径端密封连接；所述出料机构4包括筒形送料绞龙41及碳渣 出料筒42 ;所述送料绞龙的入口与所述裂解炉出料筒33密封连接，所述送料绞龙的出口连 接碳渣出料筒，所述碳渣出料筒的开口向上；
[0009] 所述炭黑精制加工单元包括依次设置的第二磁选机B1、微米粉碎机B2、风送风机 B3、至少一袋滤器M、造粒机B5以及干燥机B6,所述第二磁选机与所述出料机构的碳渣出 料筒连接；
[0010] 所述油气处理单元包括油品分馏塔C1，冷凝器C2以及油罐C3 ;所述裂解炉的出料 端通过出气管与所述油品分馏塔的进气口相连，油品分馏塔的出气端通过输气管与燃烧炉 连通，油品分馏塔的出料端通过导油管与油罐连接，油品分馏塔的顶端设有所述泠凝器。
[0011] 进一步的，所述油气处理单元还包括油泵C4和瓦斯风机C5;所述油品分馏塔与 所述燃烧炉之间的输气管上设有瓦斯风机；所述油品分馏塔与油罐之间的导油管上设有油 栗。
[0012] 进一步，所述活塞驱动机构为液压驱动缸。
[0013] 采用上述进一步方案的有益效果是，液压缸结构简单，使用可靠，可以提供较大的 推动力。
[0014] 进一步，所述活塞驱动机构为电驱动装置，所述电驱动装置包括电动机及曲柄连 杆机构。
[0015] 采用上述进一步方案的有益效果是，采用电驱动装置则无需为推送机构配置液压 油泵油箱。
[0016] 本发明第二方面公开了一种废旧轮胎裂解工艺，采用前述废旧轮胎裂解系统，包 括以下步骤：
[0017] 1)废旧轮胎在轮胎破碎单元依次通过轮胎割圈机A1、破碎机A2、磨粉机A3以及第 一磁选机A4,对废旧轮胎进行割圈、破碎、磨粉及磁选，获得胶粉储于原料储蓄场A5 ;
[0018] 2)将获得的胶粉经由锥形落料箱11送入物料推送机构的圆柱送料筒21内，由活 塞驱动机构24驱动送料活塞23将胶粉推向锥形挤压筒22,通过与锥形挤压筒小直径端密 封连接的裂解炉入口筒31送入裂解炉体32进行裂解，胶粉受热分馏后产生的固态物质通 过裂解炉出料筒33排出进入送料绞龙41，在送料绞龙内冷却送往碳渣出料筒42排出，用于 下一步骤的精制；
[0019] 3)橡胶裂解输送单元排出的固态物质进入炭黑精制加工单元，依次经过第二磁选 机B1、微米粉碎机B2、风送风机B3、袋滤器M、造粒机B5以及干燥机B6,获得炭黑制品；裂 解过程中产生的气相物质由裂解炉出料端的出气管进入油品分馏塔C1，经过冷凝器C2冷 凝分馏后获得的裂解油通过导油管进入油罐C3,未冷凝的气体脱硫并通过输气管输送至燃 烧炉5。
[0020] 进一步，获得的炭黑制品依次经过成品储罐和成品包装机进行包装处理。
[0021] 本发明第三方面公开了前述废旧轮胎裂解系统在废旧轮胎处理及炭黑生产中的 应用。
[0022] 本发明的有益效果是：本发明对废旧轮胎进行一体化裂解及精制处理，不用二次 再处理，简化了生产工艺；生产的正品炭黑可作为橡胶补强剂用于轮胎的生产，生产过程符 合环保要求。本发明工艺完全将废橡胶充分再利用，将橡胶裂解成油气再形成混合油品及 可燃气瓦斯，排出碳渣中炭黑与钢丝彻底锋利后制成正品炭黑，达到资源再利用的目标。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为一种废旧轮胎裂解系统结构示意图一；
[0024] 图2为一种废旧轮胎裂解系统结构示意图二；
[0025] 图3除燃烧炉外的橡胶裂解输送单元结构示意图。
[0026] 图1-3中各标号所标明的配件如下：
[0027] A1轮胎割圈机
[0028] A2破碎机
[0029] A3磨粉机
[0030] A4第一磁选机
[0031] A5原料储存场
[0032] 1 料仓
[0033] 2物料推送机构
[0034] 3裂解炉
[0035] 4 出料机构
[0036] 5燃烧炉
[0037] 11锥形落料箱
[0038] 21圆柱送料筒
[0039] 22锥形挤压筒
[0040] 23送料活塞
[0041] 24活塞驱动机构
[0042] 31裂解炉入口筒
[0043] 32裂解炉体
[0044] 33裂解炉出料筒
[0045] 41送料绞龙
[0046] 42碳渣出料筒
[0047] B1第二磁选机
[0048] B2微米粉碎机
[0049] B3风送风机
[0050] B4袋滤器
[0051] B5造粒机
[0052] B6干燥机
[0053] C1油品分馏塔
[0054] C2冷凝器
[0055] C3 油罐
[0056] C4 油泵
[0057] C5瓦斯风机
【具体实施方式】
[0058] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0059] 如图1、3所示的一种废旧轮胎裂解系统，包括轮胎破碎单元，橡胶裂解输送单元， 炭黑精制加工单元，以及油气处理单元；
[0060] 所述轮胎破碎单元包括用于分离胎唇钢丝和胎体的轮胎割圈机A1，用于破碎橡胶 的至少一台破碎机A2,用于将破碎的橡胶粉碎成胶粉的磨粉机A3,用于将钢丝和胶粉分离 的第一磁选机A4,以及用于储存并向橡胶裂解输送单元提供胶粉的原料储存场A5 ;
[0061] 所述橡胶裂解输送单元包括料仓1、物料推送机构2、裂解炉3、出料机构4以及向 所述裂解炉提供热量的燃烧炉5 ;所述料仓包括锥形落料箱11，所述物料推送机构包括圆 柱送料筒21、锥形挤压筒22及送料活塞23,所述送料活塞23可滑动套装在所述圆柱送料 筒21内，所述圆柱送料筒21与所述锥形挤压筒22的大直径端密封连接，所述圆柱送料筒 21的上部与所述锥形落料箱11相连通，所述送料活塞23的外端设有活塞驱动机构24 ;所 述裂解炉3包括裂解炉入口筒31，裂解炉体32,及裂解炉出料筒33 ;所述裂解炉入口筒31 与所述锥形挤压筒22的小直径端密封连接；所述出料机构4包括筒形送料绞龙41及碳渣 出料筒42 ;所述送料绞龙的入口与所述裂解炉出料筒33密封连接，所述送料绞龙的出口连 接碳渣出料筒，所述碳渣出料筒的开口向上；
[0062] 所述炭黑精制加工单元包括依次设置的第二磁选机B1、微米粉碎机B2、风送风机 B3、至少一袋滤器M、造粒机B5以及干燥机B6,所述第二磁选机与所述出料机构的碳渣出 料筒连接；
[0063] 所述油气处理单元包括油品分馏塔C1，冷凝器C2以及油罐C3 ;所述裂解炉的出料 端通过出气管与所述油品分馏塔的进气口相连，油品分馏塔的出气端通过输气管与燃烧炉 连通，油品分馏塔的出料端通过导油管与油罐连接，油品分馏塔的顶端设有所述泠凝器。 [0064] 采用前述废旧轮胎裂解系统裂解废旧轮胎裂解的工艺包括以下步骤：
[0065] 1)废旧轮胎在轮胎破碎单元依次通过轮胎割圈机A1、破碎机A2、磨粉机A3以及第 一磁选机A4,对废旧轮胎进行割圈、破碎、磨粉及磁选，获得胶粉储于原料储蓄场A5 ;
[0066] 2)将获得的胶粉经由锥形落料箱11送入物料推送机构的圆柱送料筒21内，由活 塞驱动机构24驱动送料活塞23将胶粉推向锥形挤压筒22,通过与锥形挤压筒小直径端密 封连接的裂解炉入口筒31送入裂解炉体32进行裂解，胶粉受热分馏后产生的固态物质通 过裂解炉出料筒33排出进入送料绞龙41，在送料绞龙内冷却送往碳渣出料筒42排出，用于 下一步骤的精制；
[0067] 3)橡胶裂解输送单元排出的固态物质进入炭黑精制加工单元，依次经过第二磁选 机B1、微米粉碎机B2、风送风机B3、袋滤器M、造粒机B5以及干燥机B6,获得炭黑制品；裂 解过程中产生的气相物质由裂解炉出料端的出气管进入油品分馏塔C1，经过冷凝器C2冷 凝分馏后获得的裂解油通过导油管进入油罐C3,未冷凝的气体脱硫并通过输气管输送至燃 烧炉5。
[0068] 采用本发明的废旧轮胎裂解系统对废轮胎片进行裂解处理，主要产品包括裂解油 (43%)、环保炭黑（33%)、裂解气（15%)及钢丝（余量）。其中，裂解气可直接回收于裂 解过程作为燃料；生产的裂解油比重约0. 92±0. 05,裂解油热值为9800?10200Kcal/Kg ; 生产的环保炭黑的碘吸附表面积值为85± 10，DBP油吸附值为70± 10与ASTM分类之N-300 系列类似，属于中等表面积，低吸油值产品。
[0069] 本发明的废旧轮胎裂解系统还可如图2-3所示，油气处理单元还包括油泵C4和瓦 斯风机C5 ;所述油品分馏塔与所述燃烧炉之间的输气管上设有瓦斯风机；所述油品分馏塔 与油罐之间的导油管上设有油泵。
[0070] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种废旧轮胎裂解系统，包括轮胎破碎单元，橡胶裂解输送单元，炭黑精制加工单 元，以及油气处理单元，其特征在于，所述轮胎破碎单元包括用于分离胎唇钢丝和胎体的轮 胎割圈机（A1)，用于破碎橡胶的至少一台破碎机（A2)，用于将破碎的橡胶粉碎成胶粉的磨 粉机（A3)，用于将钢丝和胶粉分离的第一磁选机（A4)，以及用于储存并向橡胶裂解输送单 元提供胶粉的原料储存场（A5); 所述橡胶裂解输送单元包括料仓（1)、物料推送机构（2)、裂解炉（3)、出料机构（4)以 及向所述裂解炉提供热量的燃烧炉（5);所述料仓包括锥形落料箱（11)，所述物料推送机 构包括圆柱送料筒（21)、锥形挤压筒（22)及送料活塞（23)，所述送料活塞（23)可滑动套 装在所述圆柱送料筒（21)内，所述圆柱送料筒（21)与所述锥形挤压筒（22)的大直径端密 封连接，所述圆柱送料筒（21)的上部与所述锥形落料箱（11)相连通，所述送料活塞（23) 的外端设有活塞驱动机构（24);所述裂解炉（3)包括裂解炉入口筒（31)，裂解炉体（32)， 及裂解炉出料筒（33);所述裂解炉入口筒（31)与所述锥形挤压筒（22)的小直径端密封连 接；所述出料机构（4)包括筒形送料绞龙（41)及碳渣出料筒（42);所述送料绞龙的入口与 所述裂解炉出料筒（33)密封连接，所述送料绞龙的出口连接碳渣出料筒，所述碳渣出料筒 的开口向上； 所述炭黑精制加工单元包括依次设置的第二磁选机（B1)、微米粉碎机（B2)、风送风机 (B3)、至少一袋滤器（B4)、造粒机（B5)以及干燥机（B6)，所述第二磁选机与所述出料机构 的碳渣出料筒连接； 所述油气处理单元包括油品分馏塔（C1)，冷凝器（C2)以及油罐（C3);所述裂解炉的出 料端通过出气管与所述油品分馏塔的进气口相连，油品分馏塔的出气端通过输气管与燃烧 炉连通，油品分馏塔的出料端通过导油管与油罐连接，油品分馏塔的顶端设有所述泠凝器。
2. 根据权利要求1所述的废旧轮胎裂解系统，其特征在于，所述油气处理单元还包括 油泵（C4)和瓦斯风机（C5);所述油品分馏塔与所述燃烧炉之间的输气管上设有瓦斯风机； 所述油品分馏塔与油罐之间的导油管上设有油泵。
3. 根据权利要求1所述的废旧轮胎裂解系统，其特征在于，所述活塞驱动机构为液压 驱动缸。
4. 根据权利要求1所述的废旧轮胎裂解系统，其特征在于，所述活塞驱动机构为电驱 动装置，所述电驱动装置包括电动机及曲柄连杆机构。
5. -种废旧轮胎裂解工艺，采用权利要求1-4任一权利要求所述废旧轮胎裂解系统， 包括以下步骤： 1) 废旧轮胎在轮胎破碎单元依次通过轮胎割圈机（A1)、破碎机（A2)、磨粉机（A3)以 及第一磁选机（A4)，对废旧轮胎进行割圈、破碎、磨粉及磁选，获得胶粉储于原料储蓄场 (A5)； 2) 将获得的胶粉经由锥形落料箱（11)送入物料推送机构的圆柱送料筒（21)内，由活 塞驱动机构（24)驱动送料活塞（23)将胶粉推向锥形挤压筒（22)，通过与锥形挤压筒小直 径端密封连接的裂解炉入口筒（31)送入裂解炉体（32)进行裂解，胶粉受热分馏后产生的 固态物质通过裂解炉出料筒（33)排出进入送料绞龙（41)，在送料绞龙内冷却送往碳渣出 料筒（42)排出，用于下一步骤的精制； 3) 橡胶裂解输送单元排出的固态物质进入炭黑精制加工单元，依次经过第二磁选机 (Bl)、微米粉碎机（B2)、风送风机（B3)、袋滤器（B4)、造粒机（B5)以及干燥机（B6)，获得炭 黑制品；裂解过程中产生的气相物质由裂解炉出料端的出气管进入油品分馏塔（C1)，经过 冷凝器（C2)冷凝分馏后获得的裂解油通过导油管进入油罐（C3)，未冷凝的气体脱硫并通 过输气管输送至燃烧炉（5)。
6. 根据权利要求5所述的裂解工艺，其特征在于，获得的炭黑制品依次经过成品储罐 和成品包装机进行包装处理。
7. 权利要求1-4任一权利要求所述废旧轮胎裂解系统在废旧轮胎处理及炭黑生产中 的应用。
【文档编号】C10G1/10GK104194419SQ201410394656
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】王晓燕, 张建雄, 王春 申请人:山东华东橡胶材料有限公司