一种负压裂解系统及裂解方法与流程

本发明涉及轮胎回收技术领域，尤其涉及一种废旧轮胎胶粒的裂解系统。

背景技术：

塑料和橡胶是两种广泛应用的人工合成高分子化合物，具备许多优越性能。他们的高消耗造成的环境污染日趋严重。如何处理和利用这两种废旧高分子材料在当今全球范围内引起了普遍的关注。目前，国内许多废废旧轮胎的裂解设备不能连续生产，能耗高，裂解率低，安全性差。

现有的轮胎裂解生产中，有在轮胎裂解环节施加负压以促进裂解反应更加容易进行的，如现有技术文献CN02110554A、CN201010183728A中介绍的利用装置在裂解炉中产生微负压，以容易、更好地、更快速地实现裂解，也有在物料输送中利用负压实现有效输送的，如现有技术文献CN201510486609A，但是现有技术中，没有使负压技术介入整体物料输送和裂解过程的，且现有技术仅是个别设备实现了负压，这样的设置，在物料输送的过程中，由于各设备压力不一致，会对物料的顺利流转不利，甚至会在压差的作用下引起物料流转不畅甚至掉落、堵塞、卡住等情况发生，产生严重不良的后果。如果提供了负压设备，如果只是给裂解炉抽气，有些浪费热能等，不符合工业生产的经济原则。

技术实现要素：

本发明的第一目的是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种裂解率高、裂解物回收率高，且能够连续生产、能耗低的负压裂解系统。本发明的裂解系统在多个具体设备中实现了负压，不仅仅是裂解炉，而且包括破碎装置等多个装置，使得物料转移的过程更加顺畅，还同时单独向熔盐炉提供了负压，以更好地控制熔盐炉的温度，更好地为裂解炉供热，以更有效率地裂解。

本发明的第二目的是提供一种根据上述负压裂解系统的裂解方法。

为了实现本发明的第一目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种负压裂解系统，包括第一输送装置，所述第一输送装置上依次连接有破碎装置、冲洗装置、烘干装置、进料装置、裂解炉，所述破碎装置还与上料装置连接，所述裂解炉还与气渣分离装置连接，所述气渣分离装置还通过磁选分离机后分别与炭黑罐、钢丝回收装置连接，所述气渣分离装置还通过抽风装置与精馏塔连接，所述精馏塔上安装有气体管、轻油管和重油管，所述气体管还与裂解炉连通，所述进料装置、裂解炉和所述气渣分离装置并排设置，且所述进料装置、裂解炉和气渣分离装置中共同穿设有同一个第二输送装置，且所述输送装置穿过所述裂解炉后伸入至气渣分离装置中，所述气渣分离装置下方设置有渣料腔，其上部连通有与所述精馏塔连通的气体收集管，所述渣料腔底部与所述磁选分离机连通,所述进料装置包括由上至下依次连通的集料箱、密封输送箱和落料转运箱，所述密封输送箱中设置有圆形空腔，所述圆形空腔中部设置有转轴，所述转轴上均匀安装有多个刮板，所述转轴还与驱动装置连接，所述第二输送装置一端设置在所述落料转运箱中，其另一端设置在所述气渣分离装置中。

所述抽风装置与第一输送装置相连通,且保持第一输送装置内依次连接的破碎装置、冲洗装置、烘干装置、进料装置、裂解炉均有连接口连接,且与熔盐炉相连接,以保证破碎装置、冲洗装置、烘干装置、进料装置、裂解炉、熔盐炉中都具备均匀且相等的微负压。所述抽风装置还具备压力调节装置，所述压力调节装置统一调节破碎装置、冲洗装置、烘干装置、进料装置、裂解炉内的微负压压力值，控制所述微负压在0.01-0.1MPa范围内。所述熔盐炉内的负压可以由所述压力调节装置单独调节，实现微负压或者微正压，以便于熔盐炉快速升温以达到裂解温度，到达裂解温度后更容易保持温度。

进一步地，每个所述刮板两侧均安装有密封胶条，且所述刮板的端部还安装有橡胶辊子，所述重油管还通过重油回管与密封输送箱连接，所述圆形空腔两侧的密封输送箱侧壁和圆周壁上开设有多个与所述重油回管连通的重油口。

进一步地，所述重油回管上安装有重油加油装置。

进一步地，所述破碎装置、冲洗装置、烘干装置、进料装置均保温并与外部密闭的方式连通。

进一步地，所述气渣分离装置中还安装有一圈锥形的接液盘，所述接液盘上方的气渣分离装置侧壁上还通过接液管与气化釜连通，所述气化釜还与熔盐炉连接，所述气化釜还分别与精馏塔、炭黑罐连通。

进一步地，每个所述刮板端部沿刮板转动方向一侧还安装有截面为三角形的刮刀。

为了实现本发明的第二目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种根据上述负压裂解系统的裂解方法，包括以下步骤：

S1、将废弃轮胎装入上料装置，开启所述抽风装置，利用抽风装置中的压力调节装置调节破碎装置、冲洗装置、烘干装置、进料装置、裂解炉、熔盐炉中的微负压在0.01-0.1MPa之间且保持一致；

S2、废轮胎依次通过破碎装置粉碎、冲洗装置清洗、烘干装置烘干后输送至集料箱；

S3、轮胎胶粒落入相邻两个刮板之间的孔隙，同时驱动装置持续驱动转轴旋转，运送轮胎胶粒至密封输送箱下方，轮胎胶粒落入第二输送装置；

S4、第二输送装置将轮胎胶粒运输通过裂解炉；

S5、熔盐炉加热裂解炉，通过压力调节装置控制熔盐炉内的负压，使得熔盐炉快速升温达到裂解要求，将进入裂解炉中的轮胎胶粒裂解，将分解后的油气输送至精馏塔，通过气渣分离装置将料渣落入磁选分离机；

S6、磁选分离机将料渣选分为炭黑和金属，金属收入钢丝回收装置，炭黑收入炭黑罐；同时，气体进入精馏塔分离为裂解气、轻油、重油，其中裂解气通入熔盐炉燃烧，轻油和重油分别收集。

进一步地，气渣分离装置中的接液盘收集液化的液体并通入气化釜中，气化釜受到熔盐炉加热，将液体气化后通入精馏塔，未气化的炭黑通入炭黑罐中。

进一步地，水冷却装置热交换后的水通过热交换装置加热天然气，加热后的天然气再通入熔盐炉中加热熔盐。

与现有技术相比，本发明的优点在于：工人将废旧轮胎装入上料装置，上料装置将废旧轮胎运输至破碎装置，破碎装置破碎轮胎为胶粒，然后胶粒通过冲洗装置冲洗灰尘，冲洗完成以后的胶粒进入烘干装置烘干，第一输送装置将轮胎胶粒输送至集料箱，驱动装置驱动转轴旋转，转轴带动刮板旋转，集料箱中的轮胎胶粒落入相邻刮板之间的空间，然后随着刮板旋转带动轮胎胶粒移动至密封输送箱下方，落入第二输送装置上，第二输送装置将橡胶胶粒输送至裂解炉进行裂解。胶粒在裂解炉中分解胶粒成小分子气体、轻油和重油气化，轮胎胶粒中的金属和分解后的炭黑固体被运输装置继续输送至气渣分离装置，气渣分离装置中的金属和炭黑能够进入磁选分离机，磁选分离机可以分离金属和炭黑，然后将金属被输送至钢丝回收装置，炭黑被输送至炭黑罐中，气体进入精馏塔，精馏出汽油、柴油和重油再分别收集，较轻的可燃气体被通过燃气进管进入熔盐炉中燃烧，为熔盐炉提供热量。通过该装置，轮胎胶粒裂解率高、裂解物回收率高，且能够连续生产、能耗低。本发明的负压提供方式为多个设备提供负压，是现有技术中所没有的，其中为第一传输装置中的多个具体装置提供负压，保证了物料传输中的有效性，避免的物料的堵塞、卡住、转移不畅等情况，还利用多余的负压为熔盐炉提供了更好地控制温度的手段，使得裂解更加有效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的负压裂解系统的结构示意图；

图2是图1中I处的局部放大视图；

图3是本发明的负压裂解方法的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1、图2所示，本发明提供的一种负压裂解系统，包括第一输送装置1，第一输送装置1上依次连接有破碎装置2、冲洗装置3、烘干装置4、进料装置21、裂解炉5，破碎装置2还与上料装置6连接，裂解炉5还与气渣分离装置12连接，气渣分离装置12还通过磁选分离机13后分别与炭黑罐14、钢丝回收装置15连接，气渣分离装置12还通过抽风装置29与精馏塔16连接，精馏塔16上安装有气体管17、轻油管18和重油管19，气体管17还与裂解炉5连通，进料装置、裂解炉5和气渣分离装置12并排设置，且进料装置21、裂解炉5和气渣分离装置12中共同穿设有同一个第二输送装置31，且第二输送装置31穿过裂解炉5后伸入至气渣分离装置12中，第二输送装置31在将胶粒输入至裂解炉5中时胶粒分解，第二输送装置31继续输送，直至气渣分离装置12，分解后的渣料落入气渣分离装置12中，方便运输轮胎胶粒和渣料。气渣分离装置12下方设置有渣料腔121，其上部连通有与精馏塔16连通的气体收集管20，渣料腔121底部与磁选分离机13连通，进料装置21由上至下依次连通的集料箱211、密封输送箱212和落料转运箱213，密封输送箱212中设置有圆形空腔，圆形空腔219中部设置有转轴214，转轴214上均匀安装有多个刮板215，转轴214还与驱动装置(图中未示出)连接，第二输送装置31一端设置在落料转运箱213中，其另一端设置在气渣分离装置12中，通过设置该进料装置21可以最大限度的减少随轮胎胶粒进入裂解炉5的气流，在能够向裂解炉5中输送胶粒时还能保持负压。

所述抽风装置29与第一输送装置1相连通,且保持第一输送装置1内依次连接的破碎装置2、冲洗装置3、烘干装置4、进料装置21、裂解炉5均有连接口连接,且与熔盐炉8相连接,以保证破碎装置2、冲洗装置3、烘干装置4、进料装置21、裂解炉5、熔盐炉8中都具备均匀且相等的微负压。所述抽风装置29还具备压力调节装置291，所述压力调节装置291统一调节破碎装置2、冲洗装置3、烘干装置4、进料装置21、裂解炉5内的微负压压力值，控制所述微负压在0.01-0.1MPa范围内。所述熔盐炉8内的负压可以由所述压力调节装置291单独调节，以便于熔盐炉8快速升温以达到裂解温度。

在使用时，工人将废旧轮胎装入上料装置6，上料装置6将废旧轮胎运输至破碎装置2，破碎装置2破碎轮胎为胶粒，然后胶粒通过冲洗装置3冲洗灰尘，冲洗完成以后的胶粒进入烘干装置4烘干，第一输送装置1将轮胎胶粒输送至集料箱211，驱动装置驱动转轴214旋转，转轴214带动刮板215旋转，集料箱211中的轮胎胶粒落入相邻刮板215之间的空间，然后随着刮板215旋转带动轮胎胶粒移动至密封输送箱212下方，落入第二输送装置31上，第二输送装置31将橡胶胶粒输送至裂解炉5进行裂解。胶粒在裂解炉5中分解胶粒成小分子气体、轻油和重油气化，轮胎胶粒中的金属和分解后的炭黑固体被第一运输装置1继续输送至气渣分离装置12，气渣分离装置12中的金属和炭黑能够进入磁选分离机13，磁选分离机13可以分离金属和炭黑，然后将金属被输送至钢丝回收装置15，炭黑被输送至炭黑罐14中，气体进入精馏塔16，精馏出汽油、柴油和重油再分别收集，较轻的可燃气体进入熔盐炉8中燃烧，为熔盐炉8提供热量。

在本实施例中，裂解炉5还通过进盐管7与熔盐炉8连接，熔盐炉8通过过度盐管9与烘干装置4连接，熔盐炉8上安装有燃气进管10，烘干装置4还通过回盐管11与熔盐炉8连接，熔盐炉8的熔盐首先加热裂解炉5，然后进入烘干装置4，为烘干装置4提供热量，有效的减少了输送管路，减少了热量损耗，并且烘干装置4中的温度一般要比裂解炉5中的温度要低，通过熔盐首先加热裂解炉5，然后通过熔盐的余热来烘干轮胎胶粒，轮胎胶粒一方面可以被烘干，另一方面能够被预热，预热后的轮胎胶粒进入裂解炉5更容易快速分解。通过该装置，轮胎胶粒裂解率高、裂解物回收率高，且能够连续生产、能耗低。优选的，每个刮板215端部沿刮板215转动方向一侧还安装有截面为三角形的刮刀216，用于方便刮橡胶胶粒，并且长时间使用后，也方便更换。

气渣分离装置12中还安装有一圈锥形的接液盘25，接液盘25上方的气渣分离装置12侧壁上还通过接液管26与气化釜27连通，气化釜27还与熔盐炉8连接，气化釜27还分别与精馏塔16、炭黑罐14连通。因为油气在进入气渣分离装置12在接触到侧壁时容易凝结成油液，然后落入渣料腔121。通过接液盘25可以收集凝结的油液，凝结的油液流入气化釜27以后，再次被加热形成油气，油气再通入精馏塔16，而粘接在油液上的炭黑聚集，输送至炭黑罐14中。

在本发明的优选实施例中，每个所述刮板215两侧均安装有密封胶条217，且所述刮板215的端部还安装有橡胶辊子218，所述重油管19还通过重油回管32与密封输送箱212连接，所述圆形空腔219两侧的密封输送箱212侧壁和圆周壁上开设有多个与所述重油回管32连通的重油口(图中未示出)。该密封输送箱212的密封方式为，将裂解后的重油回流部分至密封输送箱212中，然后通过重油口流至密封输送箱212的内壁表面，然后内壁表面的重油与橡胶辊子218、密封胶条217接触，形成密封脂密封缝隙。同时橡胶辊子218和密封胶条217在运动过程中，由能起到摊平重油脂的作用，而粘接在胶粒上的重油和滴入落料转运箱213中的重油脂能够重新进入裂解炉5中裂解，也起到了提高裂解效率的作用。优选的，重油回管32上安装有重油加油装置33。该重油加油装置可以与现有技术中的润滑油脂加油装置结构相同，在此不作敷述。为了能够防止胶粒烘干的热量散失，所述破碎装置2、冲洗装置3、烘干装置4、进料装置21均保温并与外部密闭的方式连通。进入裂解炉5的胶粒就直接能够裂解，裂解炉5无需先加热胶粒。

在本发明的另一优选实施例中，轻油管18和重油管19均与水冷却装置28连接，水冷却装置28还与冲洗装置3连通。由于冷凝后的轻油和重油均要冷却降温，可以利用水冷却装置28为轻油和重油冷却，同时换热后的热水可以用于冲洗胶粒，在冲洗胶粒的同时利用热水对胶粒进行预热。水冷却装置28的出水管还与热交换装置29连接，热交换装置29安装在燃气进管10上。换热后的热水可以首先预热燃气进管10中燃气，然后再用来冲洗胶粒。方便对燃气进管10中的燃气预热。气体热交换装置设置在精馏塔上方，液体热交换装置设置在精馏塔下方。

参阅图3所示，一种根据上述负压裂解系统的裂解方法，包括以下步骤：

S1、将废弃轮胎装入上料装置6，开启所述抽风装置29，利用抽风装置中的压力调节装置291调节破碎装置2、冲洗装置3、烘干装置4、进料装置21、裂解炉5、熔盐炉8中的微负压在0.01-0.1MPa之间且保持一致；

S2、废轮胎依次通过破碎装置2粉碎、冲洗装置3清洗、烘干装置4烘干后输送至集料箱；

S3、轮胎胶粒落入相邻两个刮板215之间的孔隙，同时驱动装置持续驱动转轴214旋转，运送轮胎胶粒至密封输送箱212下方，轮胎胶粒落入第二输送装置31；

S4、第二输送装置31将轮胎胶粒运输通过裂解炉5；

S5、熔盐炉8加热裂解炉，通过压力调节装置291控制熔盐炉8内的负压，使得熔盐炉8快速升温达到裂解要求，将进入裂解炉5中的轮胎胶粒裂解，将分解后的油气输送至精馏塔16，通过气渣分离装置将料渣落入磁选分离机13；

S6、磁选分离机13将料渣选分为炭黑和金属，金属收入钢丝回收装置，炭黑收入炭黑罐；同时，气体进入精馏塔16分离为裂解气、轻油、重油，其中裂解气通入熔盐炉8燃烧，轻油和重油分别收集。

前述S1步骤中的微负压具体在0.02-0.05MPa之间。

通过该方法，第一输送装置1将轮胎胶粒输送至集料箱211，驱动装置驱动转轴214旋转，转轴214带动刮板215旋转，集料箱211中的轮胎胶粒落入相邻刮板215之间的空间，然后随着刮板215旋转带动轮胎胶粒移动至密封输送箱212下方，落入第二输送装置31上，第二输送装置31将橡胶胶粒输送至裂解炉5进行裂解，该进料装置21可以最大限度的减少随轮胎胶粒进入裂解炉5的气流，在能够向裂解炉5中输送胶粒时还能保持负压。轮胎胶粒裂解率高、裂解物回收率高，且能够连续生产、能耗低。

优选的，气渣分离装置12中的接液盘25收集液化的液体并通入气化釜27中，气化釜27受到熔盐炉8加热，将液体气化后通入精馏塔16，未气化的炭黑通入炭黑罐14中，通过收集液体再加热，有效的收集了冷凝的液体，提高了收集效率。水冷却装置28热交换后的水通过热交换装置29加热天然气，加热后的天然气再通入熔盐炉8中加热熔盐。提高了热效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。