一种废旧轮胎的热裂解工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种废旧轮胎的回收处理工艺，特别是一种废旧轮胎的热裂解工艺。
【背景技术】
[0002] 随着汽车工业的发展，对轮胎等橡胶制品的需求量与日俱增，同时，废旧轮胎的数 量也急剧增加，并带来了环境问题。目前，对废旧轮胎的处理，主要有以下几种方法：掩埋 法、焚烧法、再生利用及裂解法等，其中废旧轮胎热解是在缺氧或惰性气体存在条件下废旧 轮胎中的高聚物在适当温度下裂解为以热解气、热解油、热解炭为主的贮存性能源和原料 的不完全热解过程。惰性气体热解技术是指在轮胎热解的过程中向反应器内通入惰性气体 对反应物进行吹扫，该方法可以大大减少挥发相产物在反应器内的停留时间，抑制了挥发 相产物的二次裂解，从而能够提高热解油的收率。N 2条件下，油品中含有较多的轻质油品， 轻质油品与重质油品相比有较高的利用价值，因此从油品的利用来讲，N2条件有利于得到 高价值的油品。轮胎裂解的产物均为有用的化工原料，既消除环境污染，又使废物得以综合 利用，产生经济效益。现有技术公开的废旧轮胎裂解方法存在以下缺陷：在裂解前先将轮胎 中的环状钢丝拉出，再将轮胎切割成块，这种工艺增加了生产工序和处理成本；裂解时供热 源是电源，能耗高，效益差；所使用的氮气由制氮机生产，设备投入多、生产流程长，成本高。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种废旧轮胎的热裂解工艺，利用钢厂废氮气，节省能源，可 实现连续生产。
[0004] 具体的，本发明的一种废旧轮胎的热裂解工艺，包括以下步骤： (1) 将废旧轮胎清洗除垢后与催化剂一起送入氮气氛围下的进料仓，经蜂窝式低温热 风炉将氮气预热至300°c?450°C并通过管道持续的通入进料仓中，在绝氧条件下将废旧 轮胎预热至50°C?280°C ; (2) 将预热后的轮胎送入连续流通的600°C?1000°C的氮气裂解仓，在氮气氛围下进 行催化裂解，裂解温度300°C?580°C ; (3) 催化裂解所产生的固体送入出料过渡仓内，经过磁选分离出钢丝和碳黑； (4) 对催化裂解产生的混合气进行分离，分别得到氮气和裂解气，符合预热温度的氮气 进入预热系统进行预热，循环利用，其余的进入热风炉进行加热，供于裂解仓； (5) 产生的裂解气经过冷凝得到燃料气体和裂解油，裂解油经进一步处理得到重油、柴 油和汽油。
[0005] 本发明废旧轮胎的热裂解工艺，废旧轮胎预热时间Imin?25min。
[0006] 本发明废旧轮胎的热裂解工艺，裂解压力为常压或〇· OlMPa?0· 04MPa，裂解时间 为 IOmin ?50 min。
[0007] 本发明废旧轮胎的热裂解工艺，裂解仓能量由高温热风炉预热的600°C?1000°C 的氮气提供。
[0008] 本发明所使用的氮气氛围的进料仓是由低温热风炉预热的氮气以及裂解后的高 温氮气提供，在预热仓中由预热后的氮气通过热传递对轮胎进行加热，氮气既为保护气体 也起到加热作用，实现连续的裂解，同时增强了裂解过程的安全，防止裂解时所产生的易燃 气体与空气接触发生爆炸。
[0009] 本发明所使用的催化剂是由高岭土和/或活性白土以任意比例配制而成，催化剂 的添加量与废旧轮胎的重量比为〇. 1%_5%。这样的比例选择可以加快裂解速度使燃料油的 产出达到最大化，降低反应温度，节约成本，同时还避免了产生二噁英等有毒害的气体。 [0010] 本发明使用的氮气来自炼钢厂产生的副产品氮气。
[0011] 本发明中，进料仓预热速度快，预热时间短，热量由蜂窝式热风炉所产生的预热后 的氮气以及裂解后的高温氮气提供。裂解仓的热量由高温蜂窝式热风炉预热的高温氮气提 供，可燃性气体来源是废旧轮胎裂解后产生的可燃性气体。
[0012] 本发明的废旧轮胎裂解方法所使用的主要设备包括进料仓、裂解仓和热风炉均为 常用工业设备，市场容易购得，无特殊要求。
[0013] 本发明取得的有益效果是：本发明实现了整胎进料，省去了切碎工序，降低了成 本。利用蜂窝式热风炉作为整个装置的热量来源，成本小，避免了二次污染。进料仓和裂 解仓设置氮气氛围保护，处于无氧状态，提高了裂解过程的安全性，实现了连续生产，有助 于节约资源。本发明不但解决了氮气的来源问题，还解决了钢厂氮气的去处问题。本发明 创新性地将冶金中技术应用于高分子产品的生产中，可以实现工业废气和废旧轮胎的再利 用，达到资源回收的目的。本发明工艺连续运转，能实现能量的自给自足、钢厂废氮气的利 用，也降低了废旧轮胎的热裂解成本，同时全程无氧状态，提高了产品质量。
【具体实施方式】
[0014] 以下实施例用于说明本发明。 实施例
[0015] (1)将重量为IOOKg的废旧轮胎进行清洗、去杂；将整个轮胎送入进料仓中预热， 经低温热风炉预热到350°c的来自炼钢厂的废氮气以一定的流速持续通过进料仓达到预热 轮胎的目的，经过15 min将轮胎预热至200°C ; (2) 将经上一步骤处理的轮胎送入裂解仓，同时加入I. 5Kg高岭土催化剂和I. 5Kg活性 白土催化剂，将经高温热风炉预热至850°C的高温氮气通入裂解仓，此时氮气既做加热热源 又做为惰性气体起保护作用，同时还可作为吹扫气体将裂解气及时带出裂解仓避免发生二 次裂解，使高温氮气流量稳定以使裂解仓温度保持在500°C，保持常压下裂解20 min ; (3) 将裂解后所产生的钢丝和碳黑固体物质送入出料过渡仓内，再通过磁选将钢丝和 碳黑进行分离并对碳黑进行包装； (4) 对催化裂解产生的混合气进行分离，分别得到氮气和裂解气，符合预热温度的氮气 进入预热系统进行预热，循环利用，其余的进入热风炉进行加热，供于裂解仓； (5) 所产生的裂解气送入冷凝器内进行冷凝，得到裂解油和燃料气，其中裂解油经过进 一步分离获得汽油、柴油和重油； 其产物具体如下：
【主权项】
1. 一种废旧轮胎的热裂解工艺，其特征在于包括以下步骤： (1) 将废旧轮胎清洗除垢后与催化剂一起送入氮气氛围下的进料仓，经蜂窝式低温热 风炉将氮气预热至300°C?450°C并通过管道持续地通入进料仓中，在绝氧条件下将废旧 轮胎预热至50°C?280°C ; (2) 将预热后的轮胎送入连续流通的600°C?1000°C的氮气裂解仓，在氮气氛围下进 行催化裂解，裂解温度300°C?580°C ; (3) 催化裂解所产生的固体送入出料过渡仓内，经过磁选分离出钢丝和碳黑； (4)对催化裂解产生的混合气进行分离，分别得到氮气和裂解气，符合预热温度的氮气 进入预热系统进行预热，循环利用，其余的进入热风炉进行加热，供于裂解仓； (5) 产生的裂解气经过冷凝得到燃料气体和裂解油，裂解油经进一步处理得到重油、柴 油和汽油。
2. 根据权利要求1所述的废旧轮胎的热裂解工艺，其特征在于废旧轮胎预热时间1? 25 min〇
3.根据权利要求1所述的废旧轮胎的热裂解工艺，其特征在于裂解仓压力为常压或 0? OIMPa ?0? 04MPa，裂解时间10 ?50 min。
4. 根据权利要求1所述的废旧轮胎的热裂解工艺，其特征在于催化剂是由高岭土、活 性白土以任意比例配制而成，催化剂的量与废旧轮胎的重量比为〇. 1%_5%。
【专利摘要】本发明公开了一种废旧轮胎的热裂解工艺。将废旧轮胎整体与催化剂在预热仓中通过300℃～450℃的流动氮气预热后进入裂解仓，在600℃～1000℃的流动氮气氛围下进行裂解，最后分离出裂解后的钢丝和碳黑，同时将裂解气和热氮气分离，把裂解气送入冷凝器进行冷凝。裂解全过程由氮气隔绝氧化，得到具有高价值的油品，同时提高了裂解油的回收率。本发明中的氮气来自钢厂的副产物，在整个过程中氮气的热量被循环利用。通过采用钢厂废氮气降低废旧轮胎热裂解成本，提高裂解质量，同时裂解气的回收利用使本工艺过程实现了能量的自给自足。实现了工业废气和废旧轮胎的再利用，达到资源回收、能源高效的目的。
【IPC分类】C10G1-10, C09C1-48, B01J19-14
【公开号】CN104531198
【申请号】CN201410792574
【发明人】代永娟, 张驰, 张国豪, 张贯旭, 张仕飚
【申请人】河北科技大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月19日