一种基于自动控制的轮胎颗粒裂解流化床

本发明涉及轮胎颗粒裂解技术领域，具体为一种基于自动控制的轮胎颗粒裂解流化床。

背景技术：

废轮胎作为数量巨大以及利用价值极高的“城市矿产”，愈发引起社会的关注。废旧轮胎具有很强的抗降解特性，很难通过自然降解处理，如果处理不当，还会形成一种新的“黑色污染”。因此，如何实现废旧轮胎绿色、高效回收利用己成为世界关注方向。如何为日益增多的废旧轮胎的高值回收利用创造新的途径，实现废旧轮胎的能源化、资源化、无害化安全处理，对减少环境保护的压力和实现可持续发展具有重要的意义。

传统的固体废弃物裂解技术，由于原料多是热的不良导体，粉和生物质等，裂解过程中为了提高裂解效率，需要的反应温度较高，如轮胎胶导致二次反应剧烈，进而降低出油率，且油品中芳香烃类所占比例大，油品品质差；在热裂解过程中，通过二次聚合生成的芳香烃被吸附在炭黑表面孔隙当中，增加了炭黑中挥发分的含量，给其高附加值利用，如制备多孔吸附介质带来了不利影响，为此，我们提出一种基于自动控制的轮胎颗粒裂解流化床。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高效且节能充分分解轮胎颗粒的基于自动控制的轮胎颗粒裂解流化床，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于自动控制的轮胎颗粒裂解流化床，包括反应炉、出气口、排出口和支架，所述反应炉顶部开设有出气口，且反应炉底部开设有排出口，所述反应炉对应排出口底部设有收集箱，所述反应炉外表面等距固定有三个支架，所述反应炉内部固定有布风板，所述布风板表面上开设有通孔，且反应炉内部位于布风板底部设有搅散布风板表面上材料的搅拌机构，所述反应炉一侧设有进料通道，且进料通道底部设有对轮胎颗粒进行均匀输送的输送机构，所述反应炉一侧设有对反应炉内部充入惰性气体的辅助气体送入机构。

优选的，所述辅助气体送入机构包括氮气罐和预热箱，所述反应炉外部一侧设有氮气罐，且氮气罐一侧通过软管连接有预热箱，所述预热箱通过管道与反应炉内部连通。

优选的，所述输送机构包括驱动电机、绞龙杆和输送外壳，所述输送外壳与反应炉和进料通道均连通，所述输送外壳远离反应炉一侧固定有驱动电机，且驱动电机输出端穿入输送外壳固定有绞龙杆。

优选的，所述进料通道外壁一侧固定有微型电机，且微型电机输出端穿入进料通道内部固定有转板，所述转板与进料通道内壁转动连接。

优选的，所述反应炉外侧设有旋风分离器，且旋风分离器输入端通过管道与反应炉出气口连通，所述旋风分离器输出端通过管道固定连通有处理箱，且旋风分离器与处理箱连接管道上安装有冷凝管。

优选的，所述旋风分离器输入端与反应炉连接管道表面上安装有流量计。

优选的，所述反应炉位于布风板顶部的内壁上等距安装有镍铬电热丝线圈。

优选的，所述反应炉底部设有风机，且风机出风端通过管道穿入反应炉与布风板连通。

优选的，所述搅拌机构包括伺服电机、主动齿轮、外齿圈、内齿圈、从动齿轮和搅杆，所述布风板底部位于风机出风管道外圈转动连接有内齿圈，且内齿圈外圈通过轮辐固定有外齿圈，所述布风板底部位于外齿圈四周转动连接有四个主动齿轮，且主动齿轮与布风板转动连接，所述主动齿轮与外齿圈啮合连接，所述反应炉内壁对应主动齿轮的位置固定有伺服电机，且伺服电机输出端与主动齿轮固定连接，所述布风板底部位于内齿圈四周转动连接有三个从动齿轮，且从动齿轮与内齿圈啮合连接，所述主动齿轮和从动齿轮轴心处均穿出布风板固定有搅杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明

在辅助气体送入机构作用下，氮气是惰性气体，防止可燃气体燃烧，预热箱对将要进入到反应炉中的氮气进行预热，防止流化气体降低反应炉反应温度，以热氮气作为载气，废旧轮胎颗粒在反应炉内反应产生大量气体产物；

在输送机构的作用下，开启驱动电机，驱动电机带动绞龙杆转动对进料通道送入的材料进行输送，使其均匀的进入反应炉内部，满足定量控制要求、控制精度良好、容易调整容量、构造简单、旋转移动构件和轴承较少、操作安全方便；

在搅散机构的作用下，微型电机带动主动齿轮转动与外齿圈啮合，外齿圈与内齿圈同步转动，内齿圈与从动齿轮啮合，使得主动齿轮与从动齿轮轴心处的搅杆同时转动对布风板上的材料进行搅散，使之充分反应，对送入反应炉内部的材料进行搅散方便快速高效反应。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图之一；

图2为本发明整体结构示意图之二；

图3为本发明反应炉内部结构示意图；

图4为本发明输送机构与进料通道连接示意图；

图5为本发明搅拌机构机构示意图；

图6为本发明搅拌机构与布风板连接示意图。

图中：1、反应炉；2、收集箱；3、辅助气体送入机构；31、氮气罐；32、预热箱；4、风机；5、输送机构；51、驱动电机；52、绞龙杆；53、输送外壳；6、进料通道；61、微型电机；62、转板；7、旋风分离器；8、冷凝管；9、处理箱；10、出气口；11、排出口；12、支架；13、流量计；14、布风板；141、通孔；15、镍铬电热丝线圈；16、搅拌机构；161、伺服电机；162、主动齿轮；163、外齿圈；164、内齿圈；165、从动齿轮；166、搅杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，图示中的一种基于自动控制的轮胎颗粒裂解流化床，包括反应炉1、出气口10、排出口11和支架12，所述反应炉1顶部开设有出气口10，且反应炉1底部开设有排出口11，所述反应炉1对应排出口11底部设有收集箱2，所述反应炉1外表面等距固定有三个支架12，裂解后产生的废渣从排出口11下端排出至收集箱2内部，通过出气口10将反应产生的气体导入下一流程。

请参阅图1和图5，所述反应炉1内部固定有布风板14，所述布风板14表面上开设有通孔141，且反应炉1内部位于布风板14底部设有搅散布风板14表面上材料的搅拌机构16，所述反应炉1一侧设有进料通道6，且进料通道6底部设有对轮胎颗粒进行均匀输送的输送机构5，所述反应炉1一侧设有对反应炉1内部充入惰性气体的辅助气体送入机构3，布风板14的主要作用是将流化气体分布均匀到反应炉1内部，并且起到支撑流化颗粒的作用，本设计的布风板14开孔率为2.5％，制作布风板14的材料为304耐高温不锈钢，在输送机构5的作用下，满足定量控制要求、控制精度良好、容易调整容量、构造简单、旋转移动构件和轴承较少、操作安全方便，在辅助气体送入机构3作用下，以热氮气作为载气，废旧轮胎颗粒在反应炉1内反应产生大量气体产物，在搅散机构的作用下，对送入反应炉1内部的材料进行搅散方便快速高效反应。

请参阅图1，所述辅助气体送入机构3包括氮气罐31和预热箱32，所述反应炉1外部一侧设有氮气罐31，且氮气罐31一侧通过软管连接有预热箱32，所述预热箱32通过管道与反应炉1内部连通，氮气罐31本身出气端安装有控制阀控制氮气流出速度，预热箱32内的加热装置主要由10根不锈钢翅片u型加热棒组成，每根功率2千瓦采用星型连接，电压380v保证用电安全的同时提供大功率的高效加热,三根一组，可以同时启停9根加热棒，剩余的一根留作备用，整个箱体用高温密封胶密封保证工作过程中处于密闭状态，氮气是惰性气体，防止可燃气体燃烧，预热箱32对将要进入到反应炉1中的氮气进行预热，防止流化气体降低反应炉1反应温度。

请参阅图2和图4，所述输送机构5包括驱动电机51、绞龙杆52和输送外壳53，所述输送外壳53与反应炉1和进料通道6均连通，所述输送外壳53远离反应炉1一侧固定有驱动电机51，且驱动电机51输出端穿入输送外壳53固定有绞龙杆52，开启驱动电机51，驱动电机51带动绞龙杆52转动对进料通道6送入的材料进行输送，使其均匀的进入反应炉1内部。

请参阅图4，所述进料通道6外壁一侧固定有微型电机61，且微型电机61输出端穿入进料通道6内部固定有转板62，所述转板62与进料通道6内壁转动连接，开启微型电机61，微型电机61带动转板62转动，对进料通道6内部的材料进行控制效率的送入输送外壳53内部。

请参阅图1和图2，所述反应炉1外侧设有旋风分离器7，且旋风分离器7输入端通过管道与反应炉1出气口10连通，所述旋风分离器7输出端通过管道固定连通有处理箱9，且旋风分离器7与处理箱9连接管道上安装有冷凝管8，旋风分离器7是分离气体中固体颗粒的装置，影响旋风分离器7分离性能的主要物性参数是颗粒的中位粒径、密度，本设计采用的是单级旋风分离器7，冷却管是利用轮胎颗粒裂解产生的气体中各种成分冷凝温度不同，在低温下对氢气以外的成分进行冷凝，从而分离出重油、轻油和其他物质，冷凝管8的内管两端有驳口，可连接实验装置的其他设备，使较热气体或液体流经内管而冷凝，外管常在两旁有一上一下的开口，接驳运载冷却物质的塑胶管，使用时，外管的下开口通常接驳到水龙头，因为水在冷凝管8中会遇热而自动流往上方，达到较好的冷却功效，为提高冷却效果采用蛇形冷凝管8。

请参阅图2，所述旋风分离器7输入端与反应炉1连接管道表面上安装有流量计13，对流化气体的流量进行检测与记录。

请参阅图3，所述反应炉1位于布风板14顶部的内壁上等距安装有镍铬电热丝线圈15，在高温环境中的强度高，长期高温运行不易变形，不易改变结构，且镍铬合金电热丝的常温塑性好，变形后的修复较为简单。镍铬合金电热丝的辐射率高、不带磁性、耐腐蚀能力好、使用寿命。

请参阅图2和图5，所述反应炉1底部设有风机4，且风机4出风端通过管道穿入反应炉1与布风板14连通，输送反应后产生的气体以及材料的充分反应。

请参阅图5和图6，所述搅拌机构16包括伺服电机161、主动齿轮162、外齿圈163、内齿圈164、从动齿轮165和搅杆166，所述布风板14底部位于风机4出风管道外圈转动连接有内齿圈164，且内齿圈164外圈通过轮辐固定有外齿圈163，所述布风板14底部位于外齿圈163四周转动连接有四个主动齿轮162，且主动齿轮162与布风板14转动连接，所述主动齿轮162与外齿圈163啮合连接，所述反应炉1内壁对应主动齿轮162的位置固定有伺服电机161，且伺服电机161输出端与主动齿轮162固定连接，所述布风板14底部位于内齿圈164四周转动连接有三个从动齿轮165，且从动齿轮165与内齿圈164啮合连接，所述主动齿轮162和从动齿轮165轴心处均穿出布风板14固定有搅杆166，开启微型电机61，微型电机61带动主动齿轮162转动与外齿圈163啮合，外齿圈163与内齿圈164同步转动，内齿圈164与从动齿轮165啮合，使得主动齿轮162与从动齿轮165轴心处的搅杆166同时转动对布风板14上的材料进行搅散，使之充分反应。

在反应炉1每隔一段安装有温度传感器，其可以灵敏的检测0-800度的实时温度变化，温度传感器可以在其变盘上显示实时的温度示数而且整个过程的温度变化也通过控制柜记录下来，根据温度传感器的示数变化通过反馈调节由控制柜自动调节温度也可以通过手动设置某一温度使整个反应区处于此温度下。

整个系统由控制柜控制，负责控制反应炉1反应温度与进料，检测记录裂解温度与流化气体流量。

本方案中，装置使用时开启微型电机61，微型电机61带动转板62转动，对进料通道6内部的材料进行控制效率的送入输送外壳53内部，开启驱动电机51，驱动电机51带动绞龙杆52转动对进料通道6送入的材料进行输送，使其均匀的进入反应炉1内部，开启微型电机61，微型电机61带动主动齿轮162转动与外齿圈163啮合，外齿圈163与内齿圈164同步转动，内齿圈164与从动齿轮165啮合，使得主动齿轮162与从动齿轮165轴心处的搅杆166同时转动对布风板14上的材料进行搅散，使之充分反应，开启风机4，反应炉1底部进风，反应后产生气体在风机4作用下进入旋风分离器7，最终裂解气体进入到冷凝装置中进行冷凝，对裂解轮胎产生的裂解气进行冷凝，分离出油品。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。