一种废旧轮胎制备工业炭黑的设备的制作方法

文档序号:14681316发布日期:2018-06-12 22:18

本实用新型属于废旧轮胎处理技术领域,具体涉及一种废旧轮胎制备工业炭黑的设备。



背景技术:

随着汽车逐渐成为拉动居民消费的第一引擎,中国正面临着废旧轮胎造成的严重环境污染问题。据相关报道,中国成为继美国、日本之后第三个汽车年产超千万辆的国家,成为名副其实的“汽车大国”。然而,与汽车时代一同到来的,还有堆积如山的废旧轮胎。在高度工业化的国家中,由于对现代社会的污染问题的认识迅速提高 , 人们的思想意识也逐渐趋向于崇尚自然,所以 , 对于废旧橡胶轮胎也成为人们议论的焦点。本着对废物进行无害化、减量化、资源化的处理原则,目前世界上对废旧轮胎的处理利用问题越来越受到重视。废旧轮胎的处理及其回收利用,是世界瞩目的难题。随着汽车工业的迅速发展,废旧轮胎对环境污染的问题日趋严重,已引起人们关注,废旧轮胎很难生物降解,可以选择焚毁或者长期露天堆放,埋在地下会阻碍空气和水的流动,故不适宜填理处理;在地面上堆积如山,占用大量土地,还会因积水而滋生蚊虫和病菌,从而造成环境的严重污染,同时又是火灾的引发源。因此,如何处理和利用废旧轮胎,已成为急需解决的环境课题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种废旧轮胎制备工业炭黑的设备,解决现有的废旧轮胎处理不当,导致资源浪费,环境遭受污染的问题。

本实用新型为实现上述目的,采用以下技术方案实现:

一种废旧轮胎制备工业炭黑的设备,包括热解装置、油气分离系统、废气净化系统以及粗炭黑提纯系统,所述热解装置的油气出口与油气分离系统的油气进口连通,所述热解装置的废气出口与废气净化系统的废气进口连通,所述热解装置的粗炭黑出料口与粗炭黑提纯系统的粗炭黑进料口连通。

进一步地,作为优选技术方案,所述油气分离系统包括沉淀分离装置、油气分离装置以及脱硫装置,所述沉淀分离装置的进料口与热解装置的油气出口连通,沉淀分离装置的出气口与油气分离装置的进气口连通,沉淀分离装置的重质油气出口与热解装置的进料口连通,所述油气分离装置的出气口与脱硫装置的进气口连通,所述脱硫装置的出气口与热解装置的燃烧室连通。

进一步地,作为优选技术方案,还包括冷却装置,所述冷却装置的进气口与沉淀分离装置的出气口,冷却装置的出气口与油气分离装置的进气口连通。

进一步地,作为优选技术方案,所述冷却装置为盘管,所述盘管浸在冷却水中或者由冷却水喷淋。

进一步地,作为优选技术方案,还包括水封装置组,所述水封装置组包括至少两级水封装置,各级水封装置依次连通,第一级水封装置的进气口与油气分离装置的出气口连通,最后一级水封装置的出气口与脱硫装置的进气口连通。

进一步地,作为优选技术方案,还包括储气罐和储油罐,所述储气罐的进气口与脱硫装置的出气口连通,所述储油罐的进油口与脱硫装置的出油口连通。

进一步地,作为优选技术方案,所述废气净化系统包括多级喷淋装置、除尘装置、气水分离装置以及uv催化反应装置,所述多级喷淋装置的进气口与热解装置的废气出口连通,多级喷淋装置的出气口与除尘装置的进气口连通,除尘装置的出气口与气水分离装置的进气口连通,气水分离装置的出气口与uv催化反应装置的进气口连通,uv催化反应装置的出气口与大气连通。

进一步地,作为优选技术方案,所述多级喷淋装置包括第一级喷淋塔、第二级喷淋塔以及第三级喷淋塔,所述第一级喷淋塔的进气口与热解装置的废气出口连通,第一级喷淋塔的出气口与第二级喷淋塔的进气口连通,所述第二级喷淋塔的出气口与第三级喷淋塔的进气口连通,所述第三级喷淋塔的出气口与除尘装置的进气口连通。

进一步地,作为优选技术方案,所述粗炭黑提纯系统包括裂解装置、磁选机以及研磨装置,所述裂解装置的进料口与热解装置的粗炭黑出料口连通,裂解装置的出料口与磁选机的进料口连通,磁选机的出料口与研磨装置的进料口连通。

本实用新型与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:

本实用新型实现了对废旧轮胎热解产物(油气混合物、粗炭黑、废气、固体残留物)的分类处理,真正实现了变废为宝,避免了资源的极大浪费,且没有对环境造成任何污染或者影响,通过油气分离系统实现了对油气混合物的分类收集,包括重质燃油、轻质燃油以及不凝可燃气,最大限度地提高了油气混合物的利用率;通过粗炭黑提纯系统实现了粗炭黑由低品质到高品质的转换,并可根据客户的需求,将粗炭黑研磨成符合相应标准粒径要求的炭黑,原来的低品质炭黑每吨价格在200~300元之间,且销路不好,现在的高品质炭黑均价在每吨3000元以上,极大地提升了粗炭黑的附加值;废气处理方面,通过废气净化系统实现了对热解废气的分步处理,将废气中对环境有害的成分逐一去除掉,使得最后排入大气中的气体只含CO2、H20,实现了零污染排放;固体残留物主要是钢丝,因此可直接从热解装置中取出,打包回收处理。

附图说明

图1为本实用新型的设备组成图。

图中附图标记对应的名称为:1-热解装置,2-沉淀分离装置,3-冷却装置,4-油气分离装置,5-水封装置组,6-脱硫装置,7-储气罐,8-储油罐,9-第一级喷淋塔,10-第二级喷淋塔,11-第三级喷淋塔,12-除尘装置,13-气水分离装置,14-uv催化反应装置,15-裂解装置,16-磁选机,17-研磨装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明,但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例:

如图1所示,本实施例所述的一种废旧轮胎制备工业炭黑的设备,包括热解装置1、油气分离系统、废气净化系统以及粗炭黑提纯系统,热解装置1的油气出口与油气分离系统的油气进口连通,热解装置1的废气出口与废气净化系统的废气进口连通,热解装置1的粗炭黑出料口与粗炭黑提纯系统的粗炭黑进料口连通。

在本实施例中,热解装置1对废旧轮胎进行热解,热解分别产生油气混合物、粗炭黑、废气以及固体残渣,这里的油气混合物主要包括轻质油气、重质油气以及部分焦油类胶质物质,废气则主要是CO、CO2、HC、NOX、水蒸汽、粉尘等,固体残渣则主要是钢丝。油气混合物进入到油气分离系统中完成油气分离,并得到不凝可燃气和轻质燃油,一部分不凝可燃气和轻质燃油可用于对热解装置1燃烧供热,剩余部分可存储起来;粗炭黑则通过粗炭黑提纯系统提纯,最终得到所需的成品工业炭黑;废气则进入到废气净化系统中,将废气中的有害成分去除掉,使最终排出的气体不会构成大气污染;固体残渣由于主要是钢丝,则可直接将钢丝从热解装置中取出,对钢丝进行打包处理。

可以理解的是,本实施例的热解装置1可以是热解釜、热解炉之类的热解设备,通过该类热解设备,可以分别得到上述的油气混合物、粗炭黑、废气以及固体残渣,然后再通过各个系统对应进行进一步地处理。

为了提高热解装置1的热解效率以及废旧轮胎的分解充分性,本实施例将热解装置1的热解温度设计为三段式,第一段为从常温到200℃,这一段为初热阶段,第二段为200℃到350℃,这一段为中温阶段,第三段为350℃到450℃,这一段为高温阶段,通过三段式热解,能够确保热解装置1内的废旧轮胎得到了充分的分解,且热解效率很高。

为了获得较佳的油气分离效果,本实施例采用如下结构来实现油气分离,具体包括沉淀分离装置2、油气分离装置4以及脱硫装置6,沉淀分离装置2的进料口与热解装置1的油气出口连通,沉淀分离装置2的出气口与油气分离装置4的进气口连通,沉淀分离装置2的重质油气出口与热解装置1的进料口连通,油气分离装置4的出气口与脱硫装置6的进气口连通,脱硫装置6的出气口与热解装置1的燃烧室连通。

从热解装置1中出来的油气混合物首先进入到沉淀分离装置2中,沉淀分离装置2根据物质的不同密度,分离出各个主要成分,具体到本实施例中,沉淀分离装置2将油气混合物中的轻质油气、重质油气和部分焦油胶质物质进行分离,得到重质燃油以及烃类化合物气体,将重质燃油返回到热解装置1中继续热解,而烃类化合物气体则进入到油气分离装置4中,油气分离装置4分离得到重质燃油和烃类化合物气体,此时,可将重质燃油进行回收,而将烃类化合物气体送入到脱硫装置6中,将烃类化合物气体中的硫化物去除,在脱硫装置6中,我们可以得到不凝可燃气和轻质燃油,一部分不凝可燃气和轻质燃油可以送至前端的热解装置1的燃烧室,通过燃烧为热解装置1供热,实现资源的循环利用,另一部分不凝可燃气和轻质燃油可存储起来,可作它用,比如用储气罐7和储油罐8,来分别实现对不凝可燃气、轻质燃油的存储。

为了更好地实现油气分离,本实施例还可增加冷却装置3,冷却装置3的进气口与沉淀分离装置2的出气口,冷却装置3的出气口与油气分离装置4的进气口连通,在冷却装置3的作用下,烃类化合物气体中携带的残留重质油气被进一步降温,从而在油气分离装置4中进行油气分离时,能够更好地实现重质油气与烃类化合物气体的分离,以得到重质燃油以及不含重质油气类物质的烃类化合物气体,以便后续更好地实现分类处理。

具体地,本实施例的冷却装置3可以是管式的,比如盘管,盘管浸在冷却水中或者由冷却水喷淋,而盘管中通烃类化合物气体,烃类化合物气体与冷却水实现热交换,达到冷却目的;当然,本实施例的冷却装置3也可采用其他的冷却结构,比如冷藏箱,通过冷藏箱来对烃类化合物气体降温。

为了进一步缓冲气体压力以及平衡气体的pH值,本实施例还可设置水封装置组5,水封装置组5包括至少两级水封装置,各级水封装置依次连通,第一级水封装置的进气口与油气分离装置4的出气口连通,最后一级水封装置的出气口与脱硫装置6的进气口连通,烃类化合物气体从第一级水封装置的底部进入到第一级水封装置内装有药剂的液体罐,烃类化合物气体中的酸性成分与液体罐中的碱性液体反应,达到中和pH值的目的,然后未反应的烃类化合物气体进入到脱硫装置6中。

为了更好地实现废气处理,防止在变废为宝的同时造成环境污染,本实施例可采用下面的结构来实现废气净化,具体包括多级喷淋装置、除尘装置12、气水分离装置13以及uv催化反应装置14,多级喷淋装置的进气口与热解装置1的废气出口连通,多级喷淋装置的出气口与除尘装置12的进气口连通,除尘装置12的出气口与气水分离装置的进气口连通,气水分离装置的出气口与uv催化反应装置14的进气口连通,uv催化反应装置14的出气口与大气连通。

在本实施例中,从热解装置1出来的废气首先经过多级喷淋装置,一来可起到对废气降温的作用,二来能够将废气中的易除成分先行去除,比如废气中的酸性成分,多级喷淋装置的喷淋水可以是碱性液体,这样便可通过多级喷淋装置实现对废气的预处理;除尘装置12可将废气中的粉尘、固体颗粒等物质去除掉,然后废气进入到气水分离装置13中,气水分离装置13将废气中的气体和液体分离开来,得到相对干燥的废气;干燥的废气进入到uv催化反应装置14内,在uv催化反应装置14的作用下,废气中可能存在的氨气、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、二硫化碳和苯乙烯、苯等VOC类有机异味气体的分子链结构降解转变成低分子化合物,如CO2、H20等,uv催化反应装置14排出的气体只含有CO2、H20,实现了零污染排放。

具体地,本实施例可采用以下结构来实现多级喷淋:包括第一级喷淋塔9、第二级喷淋塔10以及第三级喷淋塔11,第一级喷淋塔9的进气口与热解装置1的废气出口连通,第一级喷淋塔9的出气口与第二级喷淋塔10的进气口连通,第二级喷淋塔10的出气口与第三级喷淋塔11的进气口连通,第三级喷淋塔11的出气口与除尘装置12的进气口连通。

第一级喷淋塔9内设置热交换器,废气通入热交换器内,与热交换器外的喷淋水实现热交换,达到对废气进行预降温的作用;第二级喷淋塔10以及第三级喷淋塔11内喷淋的是加有药剂的循环水,用于将废气中存在的一些易除性成分首先去除掉,比如酸性成分、碱性成分,只需要在喷淋水中加入对应的酸性物质或者碱性物质进行中和即可。

本实施例可采用以下结构来实现对粗炭黑的提纯,包括裂解装置15、磁选机16以及研磨装置17,裂解装置15的进料口与热解装置1的粗炭黑出料口连通,裂解装置15的出料口与磁选机16的进料口连通,磁选机16的出料口与研磨装置17的进料口连通。

裂解装置15将热解装置1出来的粗炭黑进行进一步裂解,得到品质更高的粗炭黑,裂解装置15中发生裂解反应时温度为450~750℃,需要电弧高温高压水分子参与,也就是说,从热解装置1出来的低品质炭黑,在裂解装置15中与水分子在450~750℃的温度条件下,得到了品质更高的粗炭黑;这种品质更高的粗炭黑中可能还含有细小的金属物质,比如钢丝,为防止其对后续加工(研磨)设备造成损坏,通过引入磁选机16,来将炭黑中的金属物质除去;通过研磨装置,将不含金属杂质的高品质粗炭黑研磨成符合相应标准粒径要求的炭黑,比如N330、N600等,从而极大地提高了炭黑的附加值。

本实用新型通过采用上述结构,相对于现有技术,能够获得以下有益效果:

本实用新型实现了对废旧轮胎热解产物(油气混合物、粗炭黑、废气、固体残留物)的分类处理,真正实现了变废为宝,避免了资源的极大浪费,且没有对环境造成任何污染或者影响,通过油气分离系统实现了对油气混合物的分类收集,包括重质燃油、轻质燃油以及不凝可燃气,最大限度地提高了油气混合物的利用率;通过粗炭黑提纯系统实现了粗炭黑由低品质到高品质的转换,并可根据客户的需求,将粗炭黑研磨成符合相应标准粒径要求的炭黑,原来的低品质炭黑每吨价格在200~300元之间,且销路不好,现在的高品质炭黑均价在每吨3000元以上,极大地提升了粗炭黑的附加值;通过废气净化系统实现了对热解废气的分步处理,将废气中对环境有害的成分逐一去除掉,使得最后排入大气中的气体只含CO2、H20,实现了零污染排放;固体残留物主要是钢丝,因此可直接从热解装置中取出,打包回收处理。

需要说明的是,上述热解装置1、沉淀分离装置2、冷却装置3、油气分离装置4、水封装置组5、脱硫装置6、储气罐7、储油罐8、第一级喷淋塔9、第二级喷淋塔10、第三级喷淋塔11、除尘装置12、气水分离装置13、uv催化反应装置14、裂解装置15、磁选机16、研磨装置17均为现有设备,因此,对于每个设备的具体结构,本实用新型就不再一一赘述,在了解了本实用新型的发明目的和技术方案的基础上,本领域技术人员能够通过本实用新型公开的技术内容实现本实用新型的发明目的,并获得对应的有益效果。

以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型做任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本实用新型的保护范围之内。

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