轮胎快速热解的系统和方法_3

文档序号:9411097阅读:来源:国知局
对本发明实施例的轮胎快速热解的系统进行详细描述。根据本发明的实施例,该系统包 括:
[0096] 抽钢丝机100 :根据本发明的实施例,抽钢丝机100适于抽出轮胎中的钢丝。由此, 可以有效回收废旧轮胎中的钢丝,并且避免钢丝对后续橡胶颗粒快速热解反应的影响。
[0097] 粉碎机200 :根据本发明的实施例,粉碎机200与抽钢丝机100相连,且适于将抽 去钢丝后的轮胎进行粉碎,从而可以得到橡胶颗粒。根据本发明的一个实施例,橡胶颗粒的 粒径并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实 施例,橡胶颗粒的粒径可以为不高于1_。由此,可以使得橡胶颗粒在后续的快速热解反应 器的反应空间中均匀分散,从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率,进而提高热解油 的产率。
[0098] 快速热解反应器300 :根据本发明的实施例,参考图2,快速热解反应器300包括反 应器本体30,反应器本体30内限定出反应空间31,根据本发明的具体实施例,反应空间31 自上而下形成分散区32、热解区33和出料区34。
[0099] 根据本发明的实施例,反应空间31中具有多层蓄热式辐射管35和布料器36。
[0100] 根据本发明的实施例,反应器本体30上具有橡胶颗粒入口 301、布料气入口 302、 多个热解气出口 303和炭黑出口 304。
[0101] 根据本发明的实施例,橡胶颗粒入口 301位于分散区32且位于布料器36的上方, 并且橡胶颗粒入口 301与粉碎机200相连,且适于将粉碎机产生的橡胶颗粒供给至反应空 间31中并经布料器后均匀分散在热解区中。具体的,橡胶颗粒入口 301可以位于分散区32 的侧壁上。
[0102] 根据本发明的实施例,布料气入口 302位于分散区32内部且与布料器36相连通, 且适于向布料器36中供给布料气(氮气等),以便将布料器36中的橡胶颗粒吹出进入分散 区32,从而使得橡胶颗粒在热解区中均匀分布,进而进一步提高橡胶颗粒的快速热解效率。 具体的,布料气入口 301可以位于分散区32的侧壁上。
[0103] 根据本发明的实施例,多层蓄热式辐射管35在热解区33中沿反应器本体30高度 方向间隔分布,并且每层蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管,根 据本发明的具体实施例,每层蓄热式辐射管包括多个平行并且均匀分布的蓄热式辐射管且 每个蓄热式辐射管与相邻上下两层蓄热式辐射管中的每一个蓄热式辐射管平行并且沿反 应器本体高度方向错开分布。根据本发明的具体示例,蓄热式辐射管的管径可以为100~ 500mm。由此,可以显者提尚橡|父颗粒的快速热解效率,进而提尚热解油的广率。
[0104] 根据本发明的具体实施例,相邻蓄热式辐射管外壁间的水平距离和竖直距离分别 独立地为100~500mm。需要解释的是,相邻蓄热式辐射管外壁间的水平距离可以理解为在 同层上蓄热式辐射管外壁间的距离,而相邻蓄热式辐射管外壁间的竖直距离可以理解为相 邻上下两层间的相邻蓄热式辐射管外壁间的距离。
[0105] 根据本发明的具体实施例,多层蓄热式辐射管的层数可以为6-30层,优选8-15 层。发明人发现,该种结构布置可以使得热解区中温度场分布均匀,从而可以显著提高橡胶 颗粒的快速热解效率,进而提高热解油的产率。
[0106] 根据本发明的实施例,蓄热式辐射管可以为蓄热式燃气辐射管,即通过在辐射管 管体中燃烧燃气以热辐射的方式进行供热。根据本发明的具体实施例,蓄热式辐射管上可 以设置有燃气调节阀(未示出)。由此,可以通过调整燃气调节阀调节通入蓄热式辐射管 的燃气的流量来等实现对热解过程的精确控温,从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效 率,进而提尚热解油的广率。
[0107] 具体的,可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确 控温,并采用快速切换阀,使得单个辐射管的温度场相差不大于30°C,从而保证反应空间中 温度场的均匀性。
[0108] 根据本发明的实施例,热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段, 预热段的蓄热式辐射管温度为550~900°C,快速热解段的蓄热式辐射管温度为500~ 800°C,完全热解段的蓄热式辐射管温度为500~800°C。由此,可以进一步提高橡胶颗粒的 热解效率。
[0109] 根据本发明的实施例,布料器36可以位于分散区32内部,且适于采用氮气等惰性 气体将布料器36中的橡胶颗粒吹出进入分散区,均匀地落入热解区,从而使其均匀散落在 热解区中。由此,较传统快速热解工艺相比,本发明通过采用布料器可以省去转动(搅拌) 单元,进而显著降低装置的故障率。需要说明的是,本文中的"布料器"可以为现有技术中 采用气体将橡胶颗粒吹散的任意装置。具体的,布料器36可以位于分散区32的侧壁上。
[0110] 根据本发明的实施例,多个热解气出口 303可以分别设置在分散区32和/或热解 区33。根据本发明的具体实施例,多个热解气出口 303可以分别设置在分散区32的顶端 和/或热解区33的侧壁上。发明人发现,通过采用顶端出气和/或侧壁出气结合的方式, 可以使得热解气中的半焦被沉降分离,从而显著降低热解气的含尘率。从工艺设计的角度, 从热解区的侧壁出气的方式是优选的。
[0111] 根据本发明的实施例,炭黑出口 304可以设置在出料区34,且适于将热解生成的 半焦排出出料区。具体的,炭黑出口 304可以设置在出料区34的底端。
[0112] 根据本发明的实施例,分散区32的内壁面可以呈球面型或锥形。由此,可以使得 经布料器打散的物料经分散区后均匀洒落在热解区,从而进一步提高橡胶颗粒的热解效 率。
[0113] 根据本发明的实施例,出料区34可以呈倒锥形。由此,可以使得热解生成的半焦 顺利排出出料区。
[0114] 根据本发明的实施例,反应器本体30的高度可以为2~20m。由此,可以实现对橡 胶颗粒的完全热解。
[0115] 根据本发明的实施例,快速热解反应器适于采用蓄热式辐射管对橡胶颗粒进行快 速热解处理,从而可以得到炭黑和热解气。由此,可以实现废旧轮胎利用价值的最大化。根 据本发明的再一个实施例,橡胶颗粒的快速热解时间为5~15秒。由此,可以有效降低热 解产物的二次热解反应和交联反应程度,从而显著提高热解油的产率。
[0116] 旋风分离器400 :根据本发明的实施例,旋风分离器400与多个热解气入口 303相 连,且适于对热解气进行气固分离处理,从而可以得到炭黑颗粒和净化的热解气。根据发明 的一个实施例,所得炭黑颗粒的粒径小于0. 1_。由此,通过采用旋风分离器可以将热解气 中携带的粒径较细的炭黑颗粒分离出来,从而不需要对炭黑产品再进行破碎,同时可以有 效降低后续喷淋塔所得的热解油的含尘率。
[0117] 冷渣机500 :根据本发明的实施例,冷渣机500与旋风分离器400相连,且适于对 炭黑颗粒进行冷却处理,从而可以得到冷却的炭黑颗粒。具体的,从旋风分离器中分离得到 的炭黑颗粒温度为450~500°C,经过冷渣机得到的冷却的炭黑颗粒的温度低于50°C。
[0118] 喷淋塔600 :根据本发明的实施例,喷淋塔600与旋风分离器400相连,且适于采 用冷却液对净化的热解气进行喷淋处理,从而可以得到热解油和燃气。根据本发明的具体 实施例,喷淋塔600内部可以设置有多层喷嘴61,并且喷淋塔600内部位于每层喷嘴的下方 均设置有填料62。由此,可以实现燃气的捕捉和净化,从而显著提高燃气和热解油的分离效 率。具体的,喷淋塔内部可以设置有两层喷嘴。需要说明的是,每层喷嘴中可以包括多个喷 嘴。根据本发明的一个实施例,冷却液的具体类型并不受特别限制,本领域技术人员可以根 据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,冷却液可以采用热解油。根据本发明的再 一个实施例,热解气在喷淋塔中在1~2秒内从450~500摄氏度降至50摄氏度以下。由 此,可以进一步提高燃气和热解油的分离效率。
[0119] 根据本发明实施例的轮胎快速热解的系统通过使用多层蓄热式辐射管为快速热 解反应器提供热源,可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精 确控温,并且蓄热式辐射管通过两端的快速换向和蓄热式燃烧,保证了温度场的均匀性,从 而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率,进而提高热解油的产率,同时较传统的使用气 体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比,本发明的快速热解反应器不需 要设置预热单元和载体分离单元,从而可以极大简化快速热解反应工艺流程,进而显著降 低装置的故障率,其次本发明通过使用布料器,可以使得橡胶颗粒在热解区中均匀分散,并 且又能防止橡胶颗粒对辐射管的磨损,进而显著提高系统的运行稳定性,另外本发明所得 炭黑产品粒度较细,不需要后续粉碎。
[0120] 参考图3,根据本发明实施例的轮胎快速热解的系统进一步包括:
[0121] 磁选机700 :根据本发明的实施例,磁选机700与粉碎机200相连,且适于对橡胶 颗粒进行磁选处理,从而可以有效去除橡胶颗粒中夹带的钢丝。由此,不仅可以实现对钢丝 的有价回收,而且可以进一步降低钢丝对后续快速热解反应的影响。
[0122] 筛选机800 :根据本发明的实施例,筛选机800与磁选机700相连,且适于对去除 钢丝的橡胶颗粒进行筛选处理,从而可以得到细橡胶颗粒。由此,通过筛选可以得到粒径小 于1_的细橡胶颗粒,从而使得橡胶颗粒在后续的快速热解反应器的热解区中均匀分散, 从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率,进而提高热解油的产率。
[0123] 橡胶料斗900 :根据本发明的实施例,橡胶颗斗900分别与筛选机800和快速热解 反应器300相连,且适于储存细橡胶颗粒,并将细橡胶颗粒供给至快速热解反应器300。需 要说明的是,本文中的"橡胶颗粒料斗"可以为现有技术中存在的可以用于储存橡胶颗粒的 任何装置。
[0124] 参考图4,根据本发明实施例的轮胎快速热解的系统进一步包括:
[0125] 提升机1000:根据本发明的实施例,提升机1000分别与炭黑出口 304和橡胶料斗 900相连,且适于将炭黑出口 304处得到的大颗粒炭黑返回至橡胶料斗900中。由此,通过 快速热解反应器继续对大颗粒炭黑进行热解处理,可以使得大颗粒的
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