废旧胶粉在流化状态实现催化裂解油气联产的装置的制作方法

本实用新型公开了一种废旧胶粉在流化状态下实现催化裂解油气联产的装置。

背景技术：

交通运输业的发展，给人们生活带来了极大的方便，与此同时也带来了废旧橡胶数量的不断增长。废旧轮胎的存在不仅占用了大量土地，而且严重威胁着环境。废旧橡胶的堆积提供了蚊虫滋生的场所，而因为废旧橡胶失火造成的火灾也时有发生，同时橡胶燃烧过程中会产生大量的致癌物质、多环芳烃，导致严重的环境污染。

近年来,各国在废橡胶热解方面的研究取得了一些进展，废橡胶的热解有很多方法,如真空裂解、加氢裂解、自热裂解、干燥裂解、低温裂解、过热蒸汽气体裂解、煤共裂解和等离子体裂解等；按照加热方式又可分为外热式和内热式；对废旧胶粉进行热裂解可以得到燃料气，燃料油、炭黑和钢丝等再生资源，这些再生资源都可以用于燃料或者化工原材料。废旧轮胎处理量大、适用范围广、产物品种多、废物减容量大。不仅具有明显的环境效益，而且经济效益也十分可观。

对于热裂解采用的反应器形式也有很多，如固定床、回转窑、移动床、融浴以及流化床等。废旧橡胶的裂解方法不同，相应的裂解工艺和设备有诸多差异。然而目前的裂解设备的裂解效率十分低下，浪费了很多资源与能源。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型采用流化的方法进行废旧轮胎的催化裂解实现油气联产的装置。

本实用新型采用的技术方案为：

一种废旧胶粉在流化状态下实现催化裂解油气联产的装置，包括一个空气预热筒，在所述的空气预热筒的顶部设有一个套装在其内部的裂解套筒，所述的裂解套筒的上方设有料仓和催化剂仓，所述的料仓和催化剂仓的底部与一个搅拌室相连通，所述的搅拌室的底部与裂解套筒内部连通，且所述的裂解套筒的上方还设有与其内部连通的排烟管；所述的裂解套筒的底部为一个气体均布板，所述的气体均布板使气体均匀分布在裂解套筒的横截面上，所述的空气预热筒的底部设有一个气体入口，所述的气体入口与氮气源相连。

进一步的，所述的空气预热筒外设有一个电阻式加热炉对其进行加热。

进一步的，所述的搅拌室的下方设有一个进料阀。

进一步的，所述的氮气源与气体入口连接的管路上设有一个预热装置。

进一步的，所述的气体均布板为可拆卸的安装在裂解套筒的底部。

进一步的，所述的氮气源与气体入口连接的管路上还设有一个氮气控制阀。

在裂解套筒中设置气体均布板，使裂解套筒在一定距离内形成等压风室，空气均匀分布在裂解套筒的横截面上，并提供足够的动压头，使物料均匀的流化。上部设置进料系统实现定温裂解；下部通有高温气体，通过与轮胎胶粉直接接触实现高效换热和高效传质，使胶粉进行催化裂解反应，提高附加值产物——裂解油的产率。

利用上述装置进行具体的硫化裂解的方法如下：

(1)轮胎胶粉经过粉碎之后分成不同目数的胶粉颗粒进入加料仓；催化剂也进行相应的处理后进入催化剂仓；然后催化剂与轮胎胶粉一同进入搅拌仓，进行均匀搅拌；

(2)当裂解套筒被加热到预设温度之后，将进料阀打开，使得物料均匀散落在气压均布板上，高温氮气通过气体预热筒达到预设温度后，在气压均布板的作用下使得裂解套筒形成等压室，通过高温氮气的流动带动轮胎胶粉与催化剂混合物料的流化，实现高效的裂解。

进一步，通过修改气压均布板上的布孔的形式与数量配合合适的流化风速可以达到裂解不同目数、不同种类物料的作用。

进一步，裂解套筒下面通入氮气完全保证了热裂解的惰性氛围，使得产生的裂解产物更加高质。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型将胶粉与催化剂进行充分搅拌，待加热系统将裂解套筒加热至所需温度，打开加料阀，实现胶粉的催化裂解。目前裂解所用的反应装置都为回转窑和一般的电阻式加热炉，裂解反应效率低，反应不完全；本实用新型的流化技术借鉴流化床反应原理，从下部进入流化气体，将裂解物料处于流化态，加快裂解反应速率，使裂解反应更加充分。

此外，中间的气压均布板可以拆卸更换，一个裂解套筒可以适用于不同的裂解物料。本装置可以达到定温裂解的目的，即将裂解套筒加热到指定温度后将物料与催化剂加入到装置中进行裂解。这样得到的裂解油产品的品质和质量都有所提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是废旧胶粉在流化状态下实现催化裂解油气联产装置图；

图2是废旧胶粉在流化状态下实现催化裂解油气联产工艺流程图；

图3试验温度为550℃在催化剂NaOH含量为35％左右的时候裂解产物油的分布情况；

图中：1，料仓 2，催化剂仓 3，搅拌室 4，排烟管 5，裂解套筒 6，电阻式加热炉 7，空气预热筒 8，气体均布板 9，气体入口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明；

本实用新型公开的废旧胶粉在流化状态下实现催化裂解油气联产的装置，此套装置分为外部加热系统、内部流化系统、上部的加料系统组成，内部的流化系统又分为上部的裂解套筒装置和下部的空气预热装置，上部的裂解套筒装置与下部的气体预热筒使用螺栓无缝连接，上部的裂解套筒装置最下方有一个可以拆卸的气压均布板，可以更换不同形式的气压均布板以实现不同的流化状态。当准备裂解胶粉进行油气联产技术的时候，利用外部的加热系统将内部的流化系统加热到指定温度，打开上部的加料阀，使得物料在重力的作用下自然分散到流化系统中的气压均布板上，同时打开下部的氮气控制阀，使得氮气通过气体预热筒与气压均布板将要裂解的胶粉颗粒吹散进行流化裂解，裂解之后的裂解气通过排烟管进入冷凝系统，进行下面的冷凝除尘与搜集工作。裂解所产生的固体炭渣落在气压均布板上，试验完成之后可以通过拆卸裂解套筒在气压均布板上得到。上部的进料系统可以在电机的带动下进行胶粉与催化剂的搅拌，胶粉与催化剂搅拌均匀之后，再打开加料阀进行加料，通过催化剂的作用得到质量更优的裂解油，与热能更高的裂解气。

具体的结构如下：

如图1所示，包括一个空气预热筒7，在所述的空气预热筒7的顶部设有一个套装在其内部的裂解套筒5，所述的裂解套筒5的上方设有料仓1和催化剂仓2，所述的料仓1和催化剂仓2的底部与一个搅拌室3相连通，所述的搅拌室3的底部与裂解套筒5内部连通，且所述的裂解套筒5的上方还设有与其内部连通的排烟管4；所述的裂解套筒5的底部为一个气体均布板8，所述的空气预热筒7的底部设有一个气体入口9，所述的气体入口9与氮气源相连。

氮气通过气体均布板之后在裂解套筒中距离气体均布板一定距离内形成等压风室，气体均匀了，物料也就可以均匀的流化起来，使得裂解更加完全，产生的裂解油品质更高。

该装置中的料仓1、催化剂仓2和搅拌室3均安装在裂解套筒5和空气预热筒7的顶部，具体见附图1。

进一步的，所述的空气预热筒外设有一个电阻式加热炉6对其进行加热。

进一步的，所述的搅拌室的下方设有一个进料阀。

进一步的，所述的氮气源与气体入口连接的管路上设有一个预热装置。

进一步的，所述的气体均布板为可拆卸的安装在裂解套筒的底部。

进一步的，所述的料仓1用于盛装轮胎胶粉，催化剂仓2用于盛装催化剂，搅拌室主要是用于将轮胎胶粉和催化剂进行搅拌。

进一步的，裂解之后的裂解气通过排烟管进入冷凝系统，进行下面的冷凝除尘与搜集工作

在裂解套筒5的底部设置气体均布板8，使裂解套筒在一定距离内形成等压风室，空气均匀分布在裂解套筒的各个横截面上，并提供足够的动压头，使物料均匀的流化。上部设置进料系统实现定温裂解；下部通有高温气体，通过与轮胎胶粉直接接触实现高效换热和高效传质，使胶粉进行催化裂解反应，提高附加值产物——裂解油的产率。

流化风速是通过物料的质量，颗粒的大小以及物料的各种属性系数由公式计算出来的临界流化速度得来的，然后通过氮气瓶上的气体流量表控制氮气的速度，使之达到计算所得到的临界流化速度。

具体的裂解方法如图2所示，如下：

(1)轮胎胶粉经过一级、二级、三级粉碎之后分成不同目数的胶粉颗粒，进入加料系统，催化剂也进行相应的处理后与胶粉一同进入加料系统的搅拌装置，进行均匀搅拌；

(2)当裂解套筒加热到预设温度之后，将进料阀打开，使得物料均匀散落在气压均布板上，高温氮气通过气体预热筒达到预设温度后，在气压均布板的作用下使得裂解套筒形成等压室，通过高温氮气的流动带动轮胎胶粉与催化剂混合物料的流化，实现高效的裂解。

进一步，通过修改气压均布板上的布孔的形式与数量配合合适的流化风速可以达到裂解不同目数、不同种类物料的作用。

进一步，裂解套筒下面通入氮气完全保证了热裂解的惰性氛围，使得产生的裂解产物更加高质。

本实施例所述一种废旧胶粉在流化状态下实现催化裂解油气联产技术如下：

选取整只废轮胎作为原料，通过高效低能耗破碎系统对轮胎原料进行破碎预处理，破碎后轮胎胶粉粒径可控制在3-5mm以下，将破碎之后的轮胎胶粉加入上部的加料系统，按照催化剂含量10％、15％、25％、35％、45％、50％加入到催化剂加料系统，然后进行胶粉和催化剂的搅拌，将加热系统加热到550℃后将搅拌均匀的物料散入到裂解套筒中，然后通入氮气， 是物料进入流化状态，进行催化裂解反应，生成炭黑、裂解油和不可冷凝气。不同的催化剂含量所得到不同的裂解产物分布，试验温度为550℃在催化剂NaOH含量为35％左右的时候裂解产物油的分布情况最好如图3。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。