轮胎快速热解系统的制作方法

本实用新型涉及化工领域，具体的，涉及轮胎快速热解系统。
背景技术：
：随着我国的汽车行业与交通运输业的飞速发展，轮胎的需求量呈阶梯式增长，同时产生的废弃轮胎的量也与之俱增。废弃轮胎堆弃不仅占据大量的土地，而且轮胎极难降解，堆放过程中释放有毒有害气体，严重污染环境。采用热解的方式将废弃轮胎转化为油、气、炭黑资源，是轮胎减量化、资源化、无害化最有效的利用途径之一。然而，目前轮胎热解工艺中焦油含尘问题一直是轮胎热解技术中的难题。目前的除尘技术主要为旋风除尘技术、金属滤网除尘技术、颗粒床除尘技术。旋风除尘技术的除尘效率较低，金属过滤网除尘技术的承受温度较低、易发生高温腐蚀和氧化，颗粒床除尘技术效率较高。但目前的除尘技术主要为外置式，高温油气除尘过程中均需加热保温，避免焦油的二次裂解或冷凝，造成焦油损失。因而，目前的轮胎热解技术仍有待改进。技术实现要素：本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种将除尘装置设置于热解反应炉内部，无需添加外部热源，除尘装置温度略低于炉膛温度，可有效避免焦油的二次裂解或冷凝，除尘效率高，或者操作简单的轮胎快速热解系统。在本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种轮胎快速热解系统。根据本实用新型的实施例，该轮胎快速热解系统包括：轮胎预处理装置100，热解反应器5，所述热解反应器5包括热解料入口5-1、炭黑出口5-2、热解油气出口5-3、燃气入口5-4和烟气出口5-5，除尘装置6部分嵌入到所述热解反应器5中；所述除尘装置6包括滤尘室6-3、提升管6-2、集气室6-9，其中，提升管6-2的顶部与滤尘室6-3的顶部连通，提升管6-2的底部与滤尘室6-3的底部连通，滤尘室6-3与提升管6-2相连通构成环形回路；滤尘室6-3位于热解反应器5内，提升管6-2和集气室6-9位于热解反应器5外；滤尘室6-3伸入热解反应器5内部的侧壁上设有孔道6-4，滤尘室6-3与集气室6-9相邻且滤尘室6-3与集气室6-9共用的侧壁上同样设有孔道6-4；集气室6-9远离滤尘室6-3的侧壁上设有热解油气出口5-3；提升管6-2的顶部设置有含尘气出口6-1，提升管6-2的底部设置有风帽6-6；连通滤尘室6-3的底部与提升管6-2的底部的管道中设置有隔板6-7，第一螺旋送料机4，所述第一螺旋送料机4与所述轮胎预处理装置100和所述热解反应器5相连；热解油气处理装置200，所述热解油气处理装置200与所述热解油气出口5-3相连；第二螺旋送料机13，所述第二螺旋送料机13与所述炭黑出口5-2相连；炭黑处理装置300，所述炭黑处理装置300与所述第二螺旋送料机13相连。发明人发现，根据本实用新型实施例的该轮胎快速热解系统将除尘装置设置于热解反应器内部，采用热解反应器内的温度对除尘装置进行加热，无需添加外部热源，除尘装置温度略低于热解反应器内温度，可有效避免焦油的二次裂解或冷凝，除尘效率高，且操作简单。另外，该轮胎快速热解系统可以有效提高焦油产率，系统内部显热充分回收利用，能源利用率高。可选的，热解反应器5还包括锥形分料器5-6，所述锥形分料器5-6设于热解反应器5内且位于所述热解料入口5-1正下端。可选的，所述锥形分料器5-6与所述热解料入口5-1之间的距离为100～500mm。可选的，所述热解反应器5包括多个辐射管5-7，所述辐射管5-7在热解反应器5内采用交错布置方式，所述辐射管5-7之间的距离为100～500mm。可选的，所述轮胎预处理装置包括：抽丝机1；粉碎机2，所述粉碎机2与所述抽丝机1相连；料仓3，所述料仓3与所述粉碎机2和所述第一螺旋送料机4相连。可选的，所述热解油气处理装置200包括：旋风分离器7，所述旋风分离器7具有混合物料入口7-1、固体出口7-2和气体出口7-3，所述混合物料入口7-1与所述热解油气出口5-3相连；灰室8，所述灰室8与所述固体出口7-2相连；第一换热器9，所述第一换热器9具有热解油气入口9-1、二级换热空气入口9-2、三级换热空气出口9-3和热解油气出口9-4，所述热解油气入口9-1与所述气体出口7-3相连，所述三级换热空气出口9-3与所述风帽6-6相连；净化单元10，所述净化单元10具有热解油气入口10-1、热解油出口10-2和热解气出口10-3，所述热解油气入口10-1与所述热解油气出口9-4相连；油罐12，所述油罐12与所述热解油出口10-2相连，气柜11，所述气柜11与所述热解气出口10-3和所述燃气入口5-4相连。可选的，所述炭黑处理装置300包括：第二换热器14，所述第二换热器14具有炭黑入口14-1、炭黑出口14-2、一级换热空气入口14-3和二级换热空气出口14-4，所述炭黑入口14-1与所述第二螺旋送料机13相连，所述二级换热空气出口14-4与所述二级换热空气入口9-2相连；冷渣机16，所述冷渣机16与所述炭黑出口14-2相连；灰仓17，所述灰仓17与所述冷渣机16和所述灰室8相连；第三换热器15，所述第三换热器15具有空气入口15-1、一级换热空气出口15-2、烟气入口15-3和烟气出口15-4，所述一级换热空气出口15-2与所述一级换热空气入口14-3相连，所述烟气入口15-3与所述烟气出口5-5相连。可选的，所述孔道6-4的直径为2-10mm。可选的，所述孔道6-4均匀分布在所述滤尘室6-3和所述集气室6-9的侧壁上。可选的，所述隔板6-7是插板阀或蝶阀。可选的，所述滤尘室6-3中设有过滤介质。可选的，所述过滤介质的粒径为5-20mm。根据本实用新型的实施例，本实用新型至少具有以下有益效果：(1)针对废旧轮胎进行快速热解，提高焦油产率；(2)采用内置式除尘装置，温度略低于热解炉炉膛温度，避免焦油的冷凝及二次裂解；(3)采用炉膛温度对除尘装置进行加热，无需外加热源；(4)炭黑采用干法冷却，无废水产生；(5)系统内显热回收利用，能源利用效率高；(6)除尘装置内部过滤介质可以循环使用。附图说明图1显示了根据本实用新型一个实施例的轮胎快速热解系统的结构示意图。图2显示了根据本实用新型一个实施例的除尘装置的结构示意图。图3显示了根据本实用新型另一个实施例的轮胎快速热解系统的结构示意图。图4显示了根据本实用新型再一个实施例的轮胎快速热解系统的结构示意图。图5显示了根据本实用新型又一个实施例的轮胎快速热解系统的结构示意图。图6显示了根据本实用新型一个实施例的除尘装置中孔道的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本实用新型的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种轮胎快速热解系统。根据本实用新型的实施例，参照图1，该轮胎快速热解系统包括：轮胎预处理装置100，热解反应器5，第一螺旋送料机4，热解油气处理装置200，第二螺旋送料机13和炭黑处理装置300。根据本实用新型的实施例，参照图3，轮胎预处理装置100进一步包括抽丝机1，粉碎机2和料仓3。其中，粉碎机2与抽丝机1相连，料仓3与粉碎机2和第一螺旋送料机4相连。根据本实用新型的实施例，在生产过程中，将废旧轮胎输送至抽丝机1，将废旧轮胎中的钢丝等抽出，然后抽丝后的轮胎送至粉碎机2进行粉碎，得到的热解料输送至料仓3进行储存。根据本实用新型的实施例，第一螺旋送料机4与料仓3和热解反应器5的热解料入口5-1相连，用于将料仓3中的热解料输送至热解反应器5中进行快速热解。根据本实用新型的实施例，热解反应器5具有热解料入口5-1、炭黑出口5-2、热解油气出口5-3、燃气入口5-4和烟气出口5-5，除尘装置6部分嵌入到所述热解反应器5中。根据实用新型的实施例，热解料由热解料入口5-1进入热解反应器5中进行热解反应，热解产生的炭黑由炭黑出口5-2排出热解反应器5，热解产生的热解油气经过除尘装置6、热解油气出口5-3排出热解反应器5进入后处理工序。根据本实用新型的实施例，热解反应器5还包括锥形分料器5-6，所述锥形分料器5-6设于热解反应器5内且位于所述热解料入口5-1正下端。通过设置锥形分料器5-6，可以使得热解料均匀分布于热解反应器内，有利于热解料充分、均匀受热，进而有利于提高热解反应的效率和速率、促进热解反应充分进行和提高热解油气产率。根据本实用新型的实施例，锥形分料器5-6与热解料入口5-1之间的距离可以为100～500mm。由此，有利于进一步提高热解料在热解反应器内均匀分布，进而有利于热解反应的进行。根据本实用新型的实施例，热解反应器5包括多个辐射管5-7，所述辐射管5-7在热解反应器5内采用交错布置方式，辐射管5-7之间的距离为100～500mm。由此，能够快速有效地对热解料进行加热，不需要气体或固体加热载体，有利于提高热解气的热值，且有利于简化热解油气的后处理工序，辐射管的上述设置方式可以使得热解反应器内温度场均匀，且各部分温度可控。在本实用新型的一些实施例中，通过燃气入口5-4向辐射管5-7中通入可燃气，可燃气在辐射管内燃烧对热解反应供热，燃烧后的烟气通过烟气出口5-5排出。一些实施例中，供辐射管的燃气可以为热解气，由此可以对资源进行循环利用，燃烧产生的烟气携带的热量也可以用于其他工序。根据本实用新型的实施例，参照图2，除尘装置6可以包括滤尘室6-3、提升管6-2、集气室6-9，其中，提升管6-2的顶部与滤尘室6-3的顶部连通，提升管6-2的底部与滤尘室6-3的底部连通，滤尘室6-3与提升管6-2相连通构成环形回路；滤尘室6-3位于热解反应器5内，提升管6-2和集气室6-9位于热解反应器5外；滤尘室6-3伸入热解反应器5内部的侧壁上设有孔道6-4孔道的结构示意图见图6，滤尘室6-3与集气室6-9相邻且滤尘室6-3与集气室6-9共用的侧壁上同样设有孔道6-4；集气室6-9远离滤尘室6-3的侧壁上设有热解油气出口5-3；提升管6-2的顶部设置有含尘气出口6-1，提升管6-2的底部设置有风帽6-6；连通滤尘室6-3的底部与提升管6-2的底部的管道中设置有隔板6-7。该除尘装置6部分嵌入在热解反应器5内部，可以利用热解反应器内的温度在除尘过程中对热解油气进行保温，不需要外加热源，充分利用了系统的热量，提高了能源利用率，节约能耗，且该除尘装置除尘效率高，除尘效果好，同时除尘装置的温度略低于热解反应器内的温度，可以有效避免或降低热解油气的冷凝及二次裂解。根据本实用新型的实施例，上述孔道6-4的直径可以为2-10mm。由此，有利于热解油气的进入和排出。根据本实用新型的实施例，上述孔道6-4均匀分布在滤尘室6-3和集气室6-9的侧壁上。由此，加工简单、方便，有利于提高除尘效果和除尘效率。根据本实用新型的实施例，上述滤尘室6-3中设有过滤介质。过滤介质的具体种类不受特别限制，可以为本领域已知的任何过滤介质，例如包括但不限于陶瓷球等。本实用新型一些实施例中，过滤介质的粒径可以为5-20mm。由此，有利于提高除尘效率和除尘效果。根据本实用新型的实施例，上述隔板6-7可以是插板阀或蝶阀。由此，能够有效调节过滤介质的进出流量平衡，同时便于启动热解反应器时过滤介质的装入。根据本实用新型的实施例，除尘装置6的工作原理如下：热解油气通过滤尘室6-3伸入到热解反应器5内部的侧壁上的孔道6-4进入滤尘室6-3并流过过滤介质，通过过滤介质的碰撞可以除去灰尘，由此除去热解油气中的灰尘，接着经除尘的热解油气通过滤尘室6-3另一侧侧壁(即滤尘室6-3与集气室6-9共用的侧壁)上的孔道6-4进入集气室6-9，由此从热解油气出口5-3排出。通过提升管6-2底部的风帽6-6向提升管6-2内部吹入气体，一方面吹扫掉吸附有灰尘的过滤介质上的灰尘，另一方面将经吹扫处理的过滤介质吹动循环回至滤尘室6-3，以循环利用。根据本实用新型的实施例，热解油气处理装置200与所述热解油气出口5-3相连，用于对热解油气进行后处理。在本实用新型的一些实施例中，参照图4，热解油气处理装置200可以包括：旋风分离器7，灰室8，第一换热器9，净化单元10，油罐12和气柜11。其中，旋风分离器7具有混合物料入口7-1、固体出口7-2和气体出口7-3，混合物料入口7-1与热解油气出口5-3相连；灰室8与固体出口7-2相连；第一换热器9具有热解油气入口9-1、二级换热空气入口9-2、三级换热空气出口9-3和热解油气出口9-4，热解油气入口9-1与气体出口7-3相连，三级换热空气出口9-3与风帽6-6相连；净化单元10具有热解油气入口10-1、热解油出口10-2和热解气出口10-3，热解油气入口10-1与热解油气出口9-4相连；油罐12与热解油出口10-2相连，气柜11与热解气出口10-3和燃气入口5-4相连。由此，热解油气处理装置200可以有效对热解油气进行除尘、净化分离等操作，设备结构简单，操作容易，且处理效果较佳。根据本实用新型的实施例，第二螺旋送料机13与炭黑出口5-2和炭黑处理装置300相连，用于将热解反应器5中产生的炭黑输送至炭黑处理装置30。根据本实用新型的实施例，参照图5，炭黑处理装置300可以包括：第二换热器14，冷渣机16，灰仓17和第三换热器15。其中，第二换热器14具有炭黑入口14-1、炭黑出口14-2、一级换热空气入口14-3和二级换热空气出口14-4，炭黑入口14-1与第二螺旋送料机13相连，二级换热空气出口14-4与二级换热空气入口9-2相连；冷渣机16与炭黑出口14-2相连；灰仓17与冷渣机16和灰室8相连；第三换热器15具有空气入口15-1、一级换热空气出口15-2、烟气入口15-3和烟气出口15-4，一级换热空气出口15-2与一级换热空气入口14-3相连，烟气入口15-3与烟气出口5-5相连。热解产生的炭黑通过换热、冷渣机冷却于灰仓中储存，本实用新型中通过干法冷却炭黑，无废水产生，有利于保护环境。发明人发现，根据本实用新型实施例的该轮胎快速热解系统将除尘装置设置于热解反应器内部，采用热解反应器内的温度对除尘装置进行加热，无需添加外部热源，除尘装置温度略低于热解反应器内温度，可有效避免焦油的二次裂解或冷凝，除尘效率高，且操作简单。另外，该轮胎快速热解系统可以有效提高焦油产率，系统内部显热充分回收利用，能源利用率高。在本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种利用前面所述的轮胎快速热解系统快速热解轮胎的方法。根据本实用新型的实施例，该方法包括以下步骤：利用抽丝机1、粉碎机2依次对轮胎依次进行抽丝及破碎处理，得到热解料，得到的热解料于料仓3中储存；在热解反应器5中、通过辐射管加热使上述热解料进行热解反应，得到热解油气和炭黑；利用除尘装置6、旋风分离器7、第一换热器9对热解油气依次进行除尘、换热处理，然后利用净化单元10对上述步骤得到的热解油气进行净化及分离处理，得到热解油和热解气，分别储存于油罐12和气柜11中；利用第二换热器14、冷渣机16依次对炭黑进行换热及冷却处理，得到热解炭黑，储存于灰仓17中。发明人发现，利用根据本实用新型实施例的该方法，能够快速有效地针对轮胎进行快速热解，且步骤简单、操作方便，同时该方法能够有效提高焦油产率，且采用内置式除尘装置可以利用热解反应器内的温度对除尘装置进行保温，无需外加热源，除尘装置的温度略低于热解反应器内温度，可以有效避免焦油的冷凝以及二次裂解。另外，该方法可以充分回收利用系统显热，能源利用效率高。下面参照图5对工作状态的本实用新型的轮胎快速热解系统和方法进行描述：通过入口将废弃轮胎供给至抽丝机1，对废弃轮胎进行抽丝处理，经过抽丝处理的轮胎输送至粉碎机2进行粉碎处理，得到热解料，储存于料仓3中，利用第一螺旋送料机4将料仓3中的热解料通过热解料入口5-1输送至热解反应器5中，热解料经过锥形布料器5-6均匀分布于热解反应器5中，在辐射管5-7提供的温度场下，热解料进行热解反应，得到热解油气和炭黑，其中，辐射管通过燃气入口5-4通入的燃气燃烧对热解料进行加热，燃烧后的烟气通过烟气出口5-5排出，然后在第三换热器15中与空气换热，冷却的烟气外排，得到的一级换热空气可以进一步用于炭黑的冷却，热解反应得到的热解油气依次通过除尘装置6和旋风分离器7进行除尘处理，得到的灰尘进入灰室8，然后输送至灰仓17储存，经过除尘的热解油气在第一换热器9与二级换热空气进行换热，得到的换热油气进入净化单元进行净化分离处理，得到热解油和热解气，分别储存于油罐12中和气柜11中备用，气柜11中的热解气可以供给至辐射管5-7为热解反应器5提供热量；热解得到的炭黑通过第二螺旋送料机13排出热解反应器5，在第二换热器14中与一级换热空气换热，换热后的炭黑在冷渣机16中冷却，得到的热解炭黑于灰仓17中储存，换热得到的二级换热空气可以供给至第一换热器用于冷却除尘后的热解油气。下面详细描述本实用新型的实施例。实施例1：该实施例通过本实用新型图5所示的轮胎快速热解系统进行，步骤简述如下：废旧轮胎由抽丝机进行抽丝处理后进入粉碎机，粉碎至粒径≤3mm，由进料螺旋4输送至快速热解炉5内，经锥形分料器5-6分料后与辐射管5-7(600℃)接触发生热解反应，反应得到的炭黑堆至炉底，由出料螺旋13排出，经二号换热器14与一级换热空气换热后，炭黑送至冷渣机16冷却，得到二级换热空气(150℃)，冷却后的炭黑送入炭黑仓17储存；热解油气(500℃)经由除尘装置6和旋风分离器7除尘处理后与二级换热空气换热，得到三级换热空气(230℃)，换热后的热解油气进入到后续处理工序；其中滤尘室内过滤介质为粒径为5mm的陶瓷球，除尘装置6孔道孔径为3mm；辐射管5-7排出的烟气(115℃)与空气换热，得到一级换热空气(70℃)；三级换热空气用于对陶瓷球进行活化处理。实验结果见表1和表2。表1除尘前后焦油含尘量比较除尘前焦油含尘量除尘后焦油含尘量14.59％0.15％表2热解产物分布名称焦油/％半焦/％热解气/％热解产率45.1543.1111.74在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页1 2 3