专利名称：废旧汽车轮胎的冷淬处理方法
技术领域：
本发明涉及一种废旧汽车轮胎的冷淬处理方法，属于固体废弃物处理领域的热解技术。
背景技术：
随着汽车工业的飞速发展，我国废旧轮胎储存量越来越多，数量巨大的废轮胎对环境造成的压力越来越大。废旧轮胎由于其具有很强的抗热、抗机械、很难降解，直接堆放不仅占地，容易引发火灾，被称为“黑色污染”。如何将废旧轮胎资源化、减量化、无害化，防止环境污染不仅是一个世界难题，同时随着轮胎工业原料石油、天然橡胶资源的缺乏，废旧轮胎的回收、利用还关系到全球持续发展的战略问题，也是我国再生资源利用的新课题。
目前，废旧轮胎的处理和资源化的技术方向主要有制备胶粉，热解炼油，直接焚烧等。目前，废旧汽车轮胎制备胶粉的方法有常温机械粉碎方法或低温(如液氮冷冻或极冷空气冷冻)废旧轮胎改性后的粉碎方法。常温粉碎法是指在常温下，利用机械剪切力对胶片进行切割、挤压，将废旧胶粉碎成胶粉的一种方法。该方法通常有以下缺点废旧轮胎常温时韧性较大，粉碎能耗大，效率低，难以生产精细粉粒，产生大量的热量使胶粉老化变形，品质变差，其优点是设备简单，投资少，成本低。现阶段国内废旧轮胎的粉碎大多采用常温粉碎方法。低温冷冻粉碎法是利用橡胶在低温时由弹性材料转变为玻璃脆化物质的特性进行的。美国在1947年成功应用液氮冷冻技术把橡胶制成了胶粉。由于冷冻粉碎胶粉粒度范围宽，具有许多特点，其应用领域快速扩大。废旧橡胶冷冻粉碎技术为废橡胶的利用开辟了一条新的途径。该技术方法属于物理粉碎，不产生新污染，有利于保护环境。但因液氮价格昂贵，生产成本高难以推广。我国近来有报道采用空气作为冷冻介质进行低温冷冻粉碎废旧橡胶，其特点是不受环境限制，能耗要远远低于液氮冷冻技术，且成本低。但冷冻程度低，实际应用难度大。再生胶过程中容易产生噪音和有毒、有害的废气、废水二次污染，严重影响生态环境，危害人类健康。同时再生橡胶的有效利用方面也存在着质量问题和数量带来的出路问题。
由于轮胎的强度和韧性，以及橡胶与其中的钢丝的分离难度大，所以粉碎的成本高、操作难度较大。废旧轮胎经过热裂解可提取具有高热值的燃料气体，富含芳烃的油及炭黑等有价值的化学产品。有的研究者和工业界尝试了将轮胎整体投入到热解炉内热解，在高温下橡胶融化后与钢丝分离，回收钢丝，橡胶热解成热解气，热解油和碳黑进行利用或进一步处理的方法。在高温下形成的碳黑易粉碎便于进一步利用。但是在高温下操作不仅处理成本高，产生的热解气和油多，由于成分复杂，容易产生大量的有毒、有害气体，必须配备严格的环保措施才可以进行，所以利用和处理的难度较大。
纵观现有的处理方法，共同的问题是处理过程成本高，产生二次污染，资源再利用难度大。因此废旧轮胎的低成本处理、无污染的资源化成为世界各国的环保难题，探索一种低成本，易于资源化的轮胎处理方法就愈显重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种废旧汽车轮胎的冷淬处理方法，该方法过程成本低，不产生二次污染，实现了资源再利用。
本发明是通过下述技术方案加以实现的，采用包括带夹套的熔融炉、冷淬槽、捕捞装置、破碎装置和燃烧炉的装置，进行废旧汽车轮胎的冷淬处理的方法，其特征在于包括以下过程通过传送装置把汽车废旧轮胎1送入常压或微正压、炉温为250℃至450℃之间的熔融炉2中热解，停留2至200分钟后使轮胎受热软化，软化后的废旧汽车轮胎经过熔融炉下部排除，并快速进入盛有冷却水的冷淬槽3中进行骤然冷却，冷淬至1-70℃，冷淬槽中冷却水通过冷却塔冷却进行循环使用；熔融炉产生的热解气体8从燃烧炉9底部进入燃烧炉燃烧，经燃烧炉燃烧后产生的热烟气11进入熔融炉夹套层；冷淬过的轮胎用丝网装置或钩状物的捕捞装置4捞出，沥水后通过传送带送至挤压式或敲打式的破碎装置5进行粉碎，并从其中剥离出钢丝6；碎化的轮胎有机物质7进一步用于炼焦，得到的钢丝作为资源重新利用。
上述的熔融炉温度为330-400℃，汽车废旧轮胎在熔融炉内的停留时间为10-60分钟，冷淬轮胎目标温度为1至30℃。
本发明所提供的废旧轮胎回收粉碎方法主要包括废旧汽车轮胎受热软化过程，液体介质对软化轮胎的快速冷淬过程，冷淬废旧轮胎的破碎过程。
本发明的关键技术之一在于废旧汽车轮胎受热软化温度处于废旧汽车轮胎橡胶的低温融化温度范围，该温度下轮胎比传统的高温热解过程中热解程度低得多，可以最大程度上减少橡胶损失，得到更多的有机固体物质，而且该温度下废旧汽车轮胎受热得到的气体成分为轻组分，成分较高温热解技术得到的组分要简单得多，易于处理。
本发明的关键技术之二在于受热软化后的废旧汽车轮胎快速进入冷却介质水中进行急冷，从而使轮胎在急速降温作用下脆化，使其容易进行常规机械粉碎，实现橡胶与轮胎钢丝的有效剥离。软化废旧汽车轮胎的冷淬处理技术也是本发明最为关键之处。
图1为本发明实施例1-4的流程示意图。
图中1-废旧汽车轮胎；2-熔融炉；3-冷淬槽；4-捕捞装置；5-粉碎机；6-分离后的钢丝；7-粉碎后的固体有机质；8-热解气体；9-燃烧炉；10-空气；11-燃烧热气；12-利用后的废气具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明实施例1.
如图1所示，将1只汽车废旧轮胎1(轮胎直径为0.5米，厚为0.2米)整体平放于熔融炉2中。熔融炉为定制的不锈钢圆筒形熔融炉，内径1.2米，有效容积为1.1立方米，外带夹套，电力加热。熔融炉用电力加热升温至330℃后，废旧轮胎在炉中停留20分钟使其受热软化。加热软化过程中产生的烃、醇类、有机酸热解气8从熔融炉顶部进入燃烧炉9下部与空气10混合后燃烧。软化轮胎从熔融炉底部排出，并从顶部快速进入盛有24℃水的冷淬槽3中，使软化轮胎快速冷却至35℃，达到冷淬目的。冷淬槽长1.2米、宽1.2米、高1米。将冷淬后的轮胎用丝网捕捞装置4捞出，沥水后采用锤打过程5进行冷淬轮胎的破碎(轮胎橡胶物破碎粒度为0.1毫米至4毫米)，并用筛子对钢丝和碎化物质进行筛分，分离出钢丝6和轮胎破碎物7。得到的钢丝重新利用，轮胎粉碎有机物作为炼焦原料。燃烧炉容积为1升的圆柱形钢制容器(采用石棉进行保温)，燃烧炉产生的热烟气11温度为651℃，并从燃烧炉上部导出，从熔融炉下部进入夹套中向熔融炉内供热，利用后的废气12从炉上部夹套出口排出。热烟气管道采用石棉进行保温。废旧汽车轮胎冷淬后的碎化固体物质(不包含钢丝)收率为82％。
实施例2.
装置与流程同实施例1。不同的地方如下熔融炉温为350℃，停留时间为13分钟，冷却水温度为15℃，冷淬目标温度为25℃，燃烧炉产生的热烟气11温度为672℃。碎化固体物质(不包含钢丝)收率为78％。
实施例3.
装置与流程同实施例1。不同的地方如下轮胎2只，熔融炉温为250℃，停留时间为60分钟，冷却水温度为25℃，冷淬目标温度为30℃，由于热解气量太少，无燃烧现象。碎化固体物质(不包含钢丝)收率为93％。
实施例4.
装置与流程同实施例1。不同的地方如下轮胎2只，熔融炉温为400℃，停留时间为10分钟，冷却水温度为35℃，冷淬目标温度为45℃，燃烧炉产生的热烟气11温度为692℃。碎化固体物质(不包含钢丝)收率为65％。
本发明公开和提出的废旧汽车轮胎处理方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变工艺路线和参数等环节实现。本发明的方法已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
权利要求
1.一种废旧汽车轮胎的冷淬处理方法，该方法采用包括带夹套的熔融炉、冷淬槽、捕捞装置、破碎装置和燃烧炉的装置，进行废旧汽车轮胎的冷淬处理的方法，其特征在于包括以下过程通过传送装置把汽车废旧轮胎(1)送入常压或微正压、炉温为250℃至450℃之间的熔融炉(2)中热解，停留2至200分钟后使轮胎受热软化，软化后的废旧汽车轮胎经过熔融炉下部排除，并快速进入盛有冷却水的冷淬槽(3)中进行骤然冷却，冷淬至1-70℃，冷淬槽中冷却水通过冷却塔冷却进行循环使用；熔融炉产生的热解气体(8)从燃烧炉(9)底部进入燃烧炉燃烧，经燃烧炉燃烧后产生的热烟气(11)进入熔融炉夹套层；冷淬过的轮胎用丝网装置或钩状物的捕捞装置(4)捞出，沥水后通过传送带送至挤压式或敲打式的破碎装置(5)进行粉碎，并从其中剥离出钢丝(6)；碎化的轮胎有机物质(7)进一步用于炼焦，得到的钢丝作为资源重新利用。
2.按权利要求1所述的废旧汽车轮胎的冷淬处理方法，其特征在于熔融炉温度为330-400℃，汽车废旧轮胎在熔融炉内的停留时间为10-60分钟，冷淬轮胎目标温度为1℃至30℃。
全文摘要
本发明公开了一种废旧汽车轮胎的冷淬处理方法，属于固体废弃物处理领域的热解技术。该方法过程包括通过传送装置把废旧轮胎送入熔融炉中热解，炉温在250℃至450℃间，废旧轮胎在熔融炉内的受热软化；软化后的轮胎通过熔融炉下部进入盛有冷却水的冷淬槽中进行冷淬，冷淬后的轮胎温度范围为1－70℃；然后采用捕捞装置捞出冷淬槽中冷淬后的废旧轮胎，沥水后采用敲打式或挤压式机械粉碎方法使橡胶与钢丝进行分离，碎化的有机物质进一步用于炼焦，得到的钢丝重新利用。本发明提供的废旧汽车轮胎的处理与资源化方法确保了废旧汽车轮胎易于粉碎，实现轮胎铁丝与橡胶的有效、低成本分离，达到对汽车废旧轮胎的无害化、资源化处理目的。
文档编号B29B17/00GK1911541SQ20061001548
公开日2007年2月14日 申请日期2006年8月30日 优先权日2006年8月30日
发明者张书廷, 刘勇, 王乔力 申请人:天津大学