一种用于微波裂解废轮胎的保持腔内洁净运行的系统的制作方法

本实用新型涉及废轮胎裂解装置技术领域，特别涉及一种用于微波裂解废轮胎的保持腔内洁净运行的系统。

背景技术：

随着车辆增加，产生大量难以自然降解的废轮胎，而成为黑色垃圾，这不仅会造成环境污染，也是一种资源的巨大浪费。废轮胎热裂解，是一种常用的废轮胎资源回收技术；这是一种在无氧条件下加热废轮胎，使之裂解生成裂解油、裂解气、炭黑、钢丝等产物的技术。回转窑热裂解、热风热裂解等，是目前较为常见的废轮胎热裂解技术，但这些技术都是通过接触传热、并依靠废轮胎自身的热传导由外向内加热废轮胎的，而废轮胎又是一种热的不良导体，因此在实际生产中存在传热困难、裂解速度慢、生产效率低的问题。

微波是一种不依靠热传导而直接使极性材料发热、迅速升温的加热方式，可以很好的解决上述问题。但是在实际工程应用中，由于废轮胎在微波腔体内，经微波加热裂解时会产生大量可凝性裂解油蒸汽等污染性气体，这些污染性气体在排出微波腔体之前，很容易扩散到微波馈口和微波传输系统中，发生凝结、聚集，形成积焦污染装置、引发放电击穿、中断运行、甚至破坏微波装置。因此，为使微波废轮胎裂解技术得到成功的实施，就必须克服裂解腔内的污染问题，即污染性气体引发的对微波装置运行的破坏。目前常见的解决方法有如：

专利CN 101811129 B采用可以透过微波的石英玻璃作为微波透射窗，在将微波源与主机筒（即微波腔体）外壁连接的位置上（即在微波馈口处）安装微波透射窗，作为局部性的透波隔气挡板。专利CN 103333709 B采用非金属密封板，作为整个面上的透波隔气挡板，将裂解腔体分隔成上下两个部分，上部为密封的空气隔离腔，下部为分解物料的空腔（即物料裂解腔）。上述两种透波隔气挡板，可以防止污染性气体从设备中泄漏到外部、防止污染性气体进入微波传输系统和微波源，在初期也能让微波顺利透过作用于物料；但当物料开始裂解时，污染性气体排出裂解腔前，会扩散至裂解腔内的每个角落，挡板也很容易受污染、很快在其上形成积焦；积焦会阻碍微波透过、吸收微波产生高温、形成积炭，积炭会使微波在挡板上发生放电打火，放电打火局部温度可达数千摄氏度、形成极大的温差，使档板脆裂、破碎、熔融，并损坏设备、引起运行中断，甚至发生易燃气体泄漏而引发安全事故。专利CN 105376889 A又提出：在微波馈口安装高分子材料板（也是作为透波隔气挡板），并明确指出存在副产物在高分子材料板上附集（即积焦污染）的问题，而其解决方法是在微波传输系统（即微波波导）内通冷却风对高分子材料板进行冷却，但这里的污染主要是由裂解产生的油蒸汽冷凝聚积形成的积焦污染，因此冷却会进一步加重高分子材料板上的积焦，并不能解决裂解腔内的污染问题。

专利CN 102492442 B的微波裂解炉是在金属外筒体（即微波腔体）内设置了一个非金属内筒体，相当于设置了一个透波隔气内腔。透波隔气内腔可以在污染性气体排出裂解腔前，将其约束在微波隔气内腔里面，但是同样存在微波隔气内腔本身受到污染的问题。专利CN106147807 A在微波加热腔的不锈钢内壁上设置了微波专用陶瓷材料的耐高温层，实际也是构成了一个透波隔气内腔；并明确地指出耐高温层“能防止裂解气中的焦油粘到炉壁上”，但不可否认的是焦油会粘到耐高温层上并形成积炭，因此才需要“每过一段时间能在空气气氛下开启微波进行空烧(没有物料)，将其表面上的结炭层烧掉”；然而这种先污染、再以非在线的方式清理污染的方法，完全低估了裂解油污染的强度和速度，不仅装置无法长时间运行，在运行过程、以及如所述的空气微波空烧过程中都很容易在耐高温板上产生放电打火，而使耐高温板脆裂、破碎。

综合来看，上述方法都是使用固态、静止的隔离体来阻隔污染，都是被动式的污染隔离方法，由于污染性气体在排出裂解装置前会四处扩散，隔离体本身被污染是不可避免。在此基础上，采用抽负压、抽真空的方式排出气体，只会降低裂解腔内的平均气压，受单位时间产气量的限制，单位时间排出裂解腔的气量不会加大，即气体排出流速并不会加大，在排出前仍然会扩散到裂解腔内的每一个角落，并不会降低隔离材料被污染的概率。被动式污染隔离，只能转移污染至隔离体上，被污染的隔离体对微波装置稳定运行影响极大，因此并不能克服污染性气体引发的对微波装置运行的破坏。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有微波裂解装置在裂解废轮胎时裂解生产的可凝性裂解油蒸汽等污染性气体很容易扩散到微波馈口和微波传输系统中，发生凝结、聚集，形成积焦污染装置、引发放电击穿、中断运行、甚至破坏微波装置的问题，提供一种用于微波裂解废轮胎的保持腔内洁净运行的系统，该系统确实有效的防止裂解生成的可凝性裂解油蒸汽等污染气体向腔体上半部扩散，并将其排出，最大程度的减少裂解装置的污染，保证装置洁净，有效运行。

为解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现:

一种用于微波裂解废轮胎的保持腔内洁净运行的系统，包括至少一个裂解腔模块或多个裂解腔模块通过连接法兰串联成的裂解腔，所述裂解腔模块为一个由顶面微波屏蔽板、底面微波屏蔽板及金属板侧壁围成的在水平方向上两端开口的腔体，所述顶面微波屏蔽板和底面微波屏蔽板上分别设有透气孔，位于裂解腔水平方向上的一端为进料端，另一端为出料端，所述顶面微波屏蔽板上的透气孔所在位置上连接有向裂解腔中输入介质气体的气体输入装置，介质气体从顶面微波屏蔽板的透气孔输入进裂解腔，带动裂解腔中裂解产生的可凝性裂解油蒸汽等污染性气体从底面微波屏蔽板的透气孔输出裂解腔外，所述顶面微波屏蔽板上或金属板侧壁上设置有微波馈口，所述裂解腔的两端通过连接封板密封。上述结构中，顶面微波屏蔽板上的透气孔和底面微波屏蔽板上的透气孔均匀的分布于整个微波屏蔽板，这样，介质气体进入裂解腔模块后，均匀的分布到了由裂解腔模块串联组成的裂解腔中，向下运动整体的带着污染性气体排出裂解腔。

上述结构中，较好的是将透气孔均匀的分布在顶面微波屏蔽板或底面微波屏蔽板上，所述的金属板侧壁可采用碳钢、不锈钢、铝、铜等。

进一步的，顶面微波屏蔽板上或裂解腔模块的侧壁的上设置一个或多个微波馈口以输入微波，每个微波馈口都连接有微波传输系统、微波源；设置在金属板侧壁上的微波馈口以设置在金属板侧壁的上半部为佳。

裂解腔模块标准化、模块化设计，前后两个裂解腔通过连接法兰连接。在所述裂解腔的进料端和出料端加装有微波漏能抑制器，微波漏能抑制器能防止微波泄漏。

进一步的，所述用于微波裂解废轮胎的保持腔内洁净运行的系统还包括进料装置，所述进料装置从距裂解腔进料端一段距离的位置处设置并延伸到裂解腔中，所述进料装置包括金属材质的导轨、链条和网孔承载板，所述导轨设置在裂解腔的底面的两侧且沿物料输送方向设置，所述链条与导轨轨道连接，所述链条带动网孔承载板沿导轨输送物料；所述金属板侧壁上设置侧挡气板，侧挡气板的下端靠近网孔承载板。

进一步的，所述裂解腔的进料端设置封气进料装置，出料端设置有封气出料装置；加装封气进料装置和封气出料装置避免进料和出料时，腔体内外发生气体交换，从而实现连续进料、连续出料的连续化生产。

为了进一步提高系统的环保性，本实用新型进一步设置了用于处理从裂解腔模块的底面微波屏蔽板的透气孔输出的可凝性裂解油蒸汽等污染性气体的处理装置，所述装置包括依次连接的出气风罩、焦油冷凝装置、捕集净化装置、和循环风机，所述出气风罩密封的罩设在底面微波屏蔽板上，将底面微波屏蔽板上的透气孔罩住，防止气体泄漏。

进一步的，所述气体输入装置包括进气风罩和气体加热炉，所述进气风罩密封罩设在顶面微波屏蔽板上，所述气体加热炉分别与进气风罩和循环风机连接。进气风罩将顶面微波屏蔽板上的透气孔罩住，防止气体泄漏。

进一步的，为了保证裂解腔中的气体压强的稳定，要控制从顶面微波屏蔽板上的进气风罩进入裂解腔中的风量，因此，设置一个增量气体收集处理装置，并在循环风机与气体加热炉之间的风管上设置可调气体的分流三通将循环风机、气体加热炉、增量气体收集处理装置连接。

进一步的，焦油冷凝装置可以采用管式冷却器、板式冷却器、喷淋式冷却器中的一种或多种组合，并在焦油冷凝装置下方连接有第一储油罐以收集冷凝得到的油。

进一步的，捕集净化装置可以采用阻尼吸附式净化器、静电式净化器、筛分式净化器、离心式净化器结构中的一种或多种组合，并在焦油冷凝装置下方连接有第二储油罐以收集捕集净化装置净化得到的油。

本实用新型的有益效果如下：

1、与现有技术用于轮胎裂解的裂解装置相比，本实用新型通过将裂解腔的顶面和底面直接设置为带透气孔的顶面微波屏蔽板、底面微波屏蔽板，并在顶面微波屏蔽板上设置介质气体输入装置，这样，在裂解时，由气体加热炉通入到裂解腔模块的气体从上向下穿过物料流动，可有效夹带污染性气体从腔体底部排出，不会污染裂解腔模块上半部的空间，从而保证腔体的金属板侧壁的上半部、顶面进气微波屏蔽板不会受到污染，进而保证微波馈口、微波传输系统、微波源、以及其中增设的气体密封结构都不会受到污染，从而避免了有害的积焦、积炭的情况，从而避免由污染引起的：阻碍微波加热物料、浪费微波能量、引发打火放电、损毁微波装置的情况，使系统运行更稳定、更安全、维护少、有效使用率高，可有效降低使用成本。

本实用新型的微波裂解腔模块及腔内的主要结构均由金属材料构成，材料强度高、耐高温、且在高温下强度不会下降，因此不易出现损坏，不易产生腔内气体与外界气体的交换，使系统运行更稳定、更安全、维护少、有效使用率高，可有效降低使用成本。微波裂解腔采用标准化、模块化设计，可避免单个腔体尺寸过大，降低对材料供应、加工精度的要求，有效降低制造难度，此外也能降低运输、安装的难度，可大大降低系统制造、初装成本。可根据生产规模需要灵活使用。可单独使用一个模块，并在两端口设置连接封板、加装微波漏能抑制器和可连续进料的封气装置实现小规模连续生产；也可将多个模块串联后，再在头尾两端设置连接封板、加装微波漏能抑制器和可连续进料的封气装置，形成大产能连续生产，满足规模化生产的需要。

2、现有微波装置的物料输送系统多采用皮带等非金属材料，材料本身易损，在裂解中还容易在输送系统上积焦，加剧损坏的程度；而采用金属材料的输送系统，物料下层紧贴金属，受到的微波能量小，难以被加热，存在裂解不均匀的问题；而发明中采用金属网孔链板作为物料承载装置，裂解腔中的高温气体从上向下穿过金属网孔链板，气体会辅助热量迅速传递到下层物料，使物料均匀迅速的受到加热、彻底裂解。

附图说明

图1为本实用新型结构示意；

图2为本实用新型的裂解腔结构示意图；

图3为设置有进料装置的裂解腔的左视结构示意图；

图4为顶面微波屏蔽板结构示意图；

上述附图的附图标记为： 1封气进料装置、2裂解腔、3气体加热炉、4分流三通、5增量气体收集处理装置、6循环风机、7焦油冷凝装置、8捕集净化装置、9第二储油罐、10第一储油罐、11封气出料装置、12连接封板、13微波馈口、14微波传输系统、15微波源、16进气风罩、17顶面微波屏蔽板、18出气风罩、19底面微波屏蔽板、20金属板侧壁、21微波漏能抑制器、22侧挡气板、23网孔承载板、24链条、25导轨、26透气孔 。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式说明本实用新型。

如图 1、图2、图4所示，一种用于微波裂解废轮胎的保持腔内洁净运行的系统，包括四个裂解腔模块串联成的裂解腔2，所述裂解腔模块为一个由顶面微波屏蔽板17、底面微波屏蔽板19及金属板侧壁20围成的在水平方向上的两端开口的腔体，所述顶面微波屏蔽板17和底面微波屏蔽板19上分别设有透气孔26，所述顶面微波屏蔽板17上的透气孔26所在位置上连接有向裂解腔2中输入介质气体的气体输入装置，介质气体从顶面微波屏蔽板17的透气孔26输入进裂解腔2，裂解腔2中裂解产生的可凝性裂解油蒸汽污染性气体从底面微波屏蔽板19的透气孔26输出裂解腔2外，所述顶面微波屏蔽板17上或金属板侧壁20上设置有微波馈口13，所述裂解腔2的两端通过连接封板12密封。

本实施例中，所述每个顶面微波屏蔽板17上或金属板侧壁20上设置一个或微波馈口13以输入微波，每个微波馈口13都连接有微波传输系统14和微波源15；设置在所述金属板侧壁20上的微波馈口13位于金属板侧壁20的上半部。

实施例2

本实施例与实施例1的区别为，本实施例是由一个裂解腔模块组成的裂解腔2。

实施例3

本实施例与实施例1的 区别在于：本实施例中，所述每个顶面微波屏蔽板17上或金属板侧壁20上设置二个微波馈口13以输入微波，每个微波馈口13都连接有微波传输系统14和微波源15；设置在所述金属板侧壁20上的微波馈口13位于金属板侧壁20的上半部。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上进一步改进，其改进结构为：

本实施例在所述裂解腔2的进料端和出料端分别加装有微波漏能抑制器21。

如图3所示，本实施例所述系统还包括进料装置，所述进料装置从距裂解腔2进料端一段距离的位置处设置并延伸到裂解腔2中，所述进料装置包括金属材质的导轨25、链条24和网孔承载板23，所述导轨25设置在底面微波屏蔽板19的两侧且沿物料输送方向设置，所述链条24与导轨25轨道连接，所述链条24带动网孔承载板23沿导轨25输送物料；所述金属板侧壁20上设置侧挡气板22，侧挡气板22的下端靠近导轨25或网孔承载板23。网孔承载板23即带有网孔的承载板，用于承载物料但物料不会从网孔中漏下。

如图1所示，本实施例中，所述裂解腔2的进料端和出料端分别设置封气进料装置1和封气出料装置11。

实施例5

本实施例在实施例1或实施例4的基础上进一步改进，其改进为，本实施例中，所述系统还包括可凝性裂解油蒸汽污染性气体处理装置，所述装置包括依次连接的出气风罩18、焦油冷凝装置7、捕集净化装置8和循环风机6，所述出气风罩18密封的罩设在裂解腔的底面微波屏蔽板19上。

本实施例中，所述气体输入装置包括进气风罩16和气体加热炉3，所述进气风罩16密封罩设在顶面微波屏蔽板17上，所述气体加热炉3分别与进气风罩16和循环风机6连接。

本实施例中，所述系统还包括增量气体收集处理装置5，所述循环风机6与气体加热炉3之间的风管上设置可调气体的分流三通4，所述分流三通4分别与循环风机6、气体加热炉3和增量气体收集处理装置5连接。

本实施例中，所述焦油冷凝装置7包括管式冷却器、板式冷却器、喷淋式冷却器中的一种或多种组合，所述焦油冷凝装置7的下方连接有第一储油罐10。

所述捕集净化装置8包括阻尼吸附式净化器、静电式净化器、筛分式净化器、离心式净化器结构中的一种或多种组合，所述捕集净化装置8下方连接有第二储油罐9。