CN105647563A - 干热处理的废橡胶的回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供干热处理的废橡胶的回收利用装置，包括热风炉，所述热风炉通过热风管道分别与一段裂解炉和二段裂解炉的进气口相连接，所述一段裂解炉的进气口还与所述二段裂解炉的烟气出口相连接，所述二段裂解炉的进气口与三段裂解炉的烟气出口相连接，所述一段裂解炉、所述二段裂解炉、所述三段裂解炉的油气出口分别与冷凝器相连接，所述冷凝器分别与油气分离器和储气柜相连接，所述储气柜的出气口与所述热风炉相连接。本发明中废气可储存循环利用，烟气热能充分利用，节约了大量能源，从而提高废橡胶热解回收利用的经济性。

Description

干热处理的废橡胶的回收利用装置

技术领域

本发明涉及一种只用干热处理的废料的回收加热装置及方法，特别是涉及一种只用干热处理的废橡胶的回收利用加热装置及方法。

背景技术

废弃轮胎原来被人们视为黑色垃圾。我国每年废弃轮胎的生成量约有1000多万吨，世界上废弃轮胎的积存量也已经达到了几十亿条，造成了巨大的黑色污染。废弃物资源化循环利用技术已成为当今世界的重大课题。废旧轮胎回收利用，是发展循环经济，走可持续发展道路的一项“朝阳产业”。尤其是废旧轮胎热裂解处理的方法以其较高的资源回收率和较低的二次污染已引起广泛关注，但是废轮胎热裂解回收利用是个比较复杂的过程。传统的废橡胶热裂解回收利用工艺及装置是间歇式回转裂解炉和连续式单段裂解炉裂解处理。间歇式回转裂解炉裂解时加热、升温、降温、出渣，能源浪费很多，出钢丝打开炉门会带出少量炭黑，这些都会影响生产环境。而单段连续式裂解炉通常采用的是热风转换裂解处理方式，因为单段连续式裂解炉只是停留在一个区间温度，裂解室温度最高只能达到420℃。温度在420℃时裂解反应进行得相当激烈，几种物质同时和过于激烈裂解不仅会影响炭黑品质，使炭黑带有刺激气味并有粗硬颗粒存在，同时会导致热解油含有更多的重组分。以上两种裂解炉已达不到节能环保要求，尤其是单段连续式，热解过程中如不能按已定工艺控制升温速率和热解终温，这样热解碳渣处理后达不到工业炭黑产品使用要求，还会给环境造成二次污染，如果只能生产低品质的热解炭黑最终会影响废橡胶热解回收利用的经济性。

发明内容

为了提供一种废弃轮胎能够连续裂解加热的装置及方法，能够使天然气、不凝裂解气（废气）自动切换的回收利用装置，本发明提供一种干热处理的废橡胶的回收利用装置，包括热风炉，所述热风炉通过热风管道分别与一段裂解炉和二段裂解炉的进气口相连接，所述一段裂解炉的进气口还与所述二段裂解炉的烟气出口相连接，所述二段裂解炉的进气口与三段裂解炉的烟气出口相连接，所述一段裂解炉、所述二段裂解炉、所述三段裂解炉的油气出口分别与冷凝器相连接，所述冷凝器分别与油气分离器和储气柜相连接，所述储气柜的出气口与所述热风炉相连接。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述三段裂解炉还连接有燃烧室，所述储气柜的出气口还与所述燃烧室相连接。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述储气柜的出气口设置有气体流量计分别与所述燃烧室的燃烧器、所述热风炉的燃烧器相连接。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述气体流量计分别经三通阀、控制阀和调压阀后，与所述燃烧室的燃烧器、所述热风炉的燃烧器相连接。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述一段裂解炉、所述二段裂解炉、所述三段裂解炉的油气出口分别通过分汽包与冷凝器相连接。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述油气分离器包括储油罐。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述油气分离器的出气口与阻火器的进气口相连接，所述阻火器的出气口与防爆器的进气口相连接，防爆器的出气口连接罗茨风机后与储气柜的进气口相连接。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述储气柜还设置有压力表和安全阀。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述一段裂解炉的烟气出口与烟气洗涤塔的烟气管道相连接。

本发明干热处理的废橡胶的回收利用装置具体的包括：热风炉、一段裂解炉、二段裂解炉、三段裂解炉、燃烧器、烟气洗涤塔、分汽包、冷凝器、油气分离器、阻火器、防爆罐和储气柜。其中所述热风炉包括燃烧器、燃烧室、热风管道；其中所述裂解炉包括加热层、裂解室；所述烟气洗涤塔包括烟气管道、吸附装置、洗烟装置；所述冷凝器包括油气分离器。其中所述三段裂解炉设有燃烧室，所述三段裂解炉燃烧室直接用燃烧器加热，所述三段裂解炉燃烧室热能进入加热层，所述三段裂解炉加热层余热从烟气出口进入热风管道，所述热风管道与热风炉相连，所述热风炉燃烧器燃烧加热热风炉燃烧室，所述热风炉燃烧室热风通过热风管道进入二段裂解炉加热层，所述二段裂解炉加热层余热从烟气出口经热风管道进入一段裂解炉加热层，所述一段裂解炉加热层烟气经烟气管道进入烟气洗涤塔，所述进入烟气洗涤塔中烟气经中和水洗涤后再经过两层磁环吸附除味，所述烟气经过3个烟气洗涤塔处理后达标排放；所述裂解炉裂解室的裂解气出气口与分汽包的进气口相连；所述分汽包的出气口与列管冷凝器的入口相连，所述列管冷凝器出口与油气分离器入口相连；所述油气分离器排气口与阻火器入气口相连；所述阻火器出气口与防爆罐进气口相连，所述防爆器出气口与罗茨风机进气口相连，所述罗茨风机出气口与储气柜入气口相连；所述储气柜出气口和天然气管道与裂解炉的燃烧器的进气口相连；所述燃烧器进口前的天然气管道和裂解气管道装有调压阀和电磁控制阀，所述的储气罐顶部设有安全阀和压力表。

本发明的有益效果：

本发明干热处理的废橡胶的回收利用装置只在点火时使用天然气，裂解炉的裂解室温度达到产气条件，裂解气进入分汽包，由分汽包进入冷凝器，裂解气经冷凝后所得液体为燃料油，所得气体是不凝裂解气，气体输入储气柜；储气柜中的不凝热解气稳压后，待压力与天然气压力相当时，切换为输入不凝热解气至燃烧器内燃烧，天然气阀自动关闭。

1、把热裂解分成加温阶段、裂解阶段、碳化阶段三个温度区段，既可满足裂解炭黑从新使用的工艺要求，又可使油品重组分减少，有效提高燃料油和热解炭黑产品质量；2、三段加温工艺技术充分利用废烟气热能，第三阶段烟气出口温度可达570℃，其热能正好满足第二阶段裂解室升温到380℃至420℃需要；第二段烟气出口温度可达450摄氏度，正好满足第一段裂解室200℃至240℃需要。当裂解室低于设定温度时热风炉燃烧器大火燃烧补充热量，当裂解室温度达到设定温度时，热风炉燃烧器大火关闭，自动转小火恒温燃烧；裂解气和烟气的循环利用，不仅可以彻底的消除废旧轮胎热裂解过程所产生的废气污染，还大大提高了废烟气热能利用的经济性；3、不凝热解经过稳压后与天燃气自动转换，自动化程度提高，提高了工作效率；4、废气可储存循环利用，烟气热能充分利用，节约了大量能源，从而提高废橡胶热解回收利用的经济性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：

1、热风炉，2、一段裂解炉，3、二段裂解炉，4、三段裂解炉，5、燃烧器，6、分汽包，7、冷凝器，8、油气分离器、9、阻火器，10、防爆罐，11、罗茨风机，12、储气柜，13、烟气洗涤塔，14、电磁控制阀，15、调压阀，16、燃烧器，17、压力表，18、安全阀，19、气用流量计，20、燃烧室，21、调压阀22、电磁控制阀23、天然气24、风机25、进料器26、出渣器27、三通阀28电磁控制29调压阀。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。

另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向（旋转90度或其他朝向），并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

下面结合附图对本发明干热处理的废橡胶的回收利用装置及方法进一步说明。

如图1所示，本发明干热处理的废橡胶的回收利用装置：热风炉1热风管道与二段裂解炉3进气口相连，三段裂解炉4烟气余热出气口与二段裂解炉3进气口相连，二段裂解炉3温度达不到时，热风炉1通过热风管道向二段裂解炉3补充热能；热风炉1通过热风管道与一段裂解炉2进气口相连，二段裂解炉3烟气出口与一段裂解炉2进气口相连，一段裂解炉2温度达不到时，热风炉1通过热风管道向一段裂解炉2补充热能；一段裂解炉2烟气出口与烟气洗涤塔13烟气管道相连，热能充分利用过的废烟气进入烟气洗涤塔13中，烟气经中和水洗涤后再经过两层磁环吸附除味，烟气经过3个烟气洗涤塔13处理后达标排放；三段裂解炉4为碳化阶段温度达530℃至560℃，三段裂解炉4设燃烧室20，燃烧室20有两支燃烧器5直接加热，可满足三段裂解炉4温度需求；一段裂解炉2、二段裂解炉3、三段裂解炉4热裂解油气出口分别与分汽包6进口相连，分汽包6出口与冷凝器7进口相连，冷凝器7中油气经冷凝进入油气分离器8，冷凝后的液体为燃料油进入油气分离器8的储油罐，不可降凝裂解气由油气分离器8出气口进阻火器9进气口，不凝裂解气从阻火器9出气口进入防爆器10进气口，不凝热解气由罗茨风机11从防爆器10中抽走打入储气柜12，储气柜12设有压力表17和安全阀18，储气柜12出气口装有气体流量计19分别与三段裂解炉4的燃烧器5相连、与热风炉1燃烧器16相连；稳压后的热解气通过流量计19经三通阀27进入管道中的电磁控制阀28和调压阀29供入燃烧器5燃烧加温三段裂解炉4；稳压后的热解气通过流量计19经三通阀27进入管道中的电控制阀14和调压阀15供热风炉1的燃烧器16燃烧加热温度。

为了更加清楚的说明本发明所涉及的方案内容，下面结合附图及工作过程，对本发明的技术内容进一步说明。

本发明干热处理的废橡胶的回收利用装置其工作过程为：把裂解工艺过程分成了三个阶段，也就是三个区间温度。第一个区间一段裂解炉的温度是升温阶段，温度要求200℃至240℃左右，主要实现低沸点增塑剂和橡胶助剂的分解；第二个区间二段裂解炉的温度裂解阶段，温度要求380℃至420℃左右，是天然橡胶与合成橡胶的长链分子断裂、分解；第三个区间三段裂解炉的温度是炭化阶段，温度要求530℃至560℃左右，此阶段可使炭黑纳米结构表面小分子链枝及炭黑晶体内部可挥发性物质的全部析出。本发明干热处理的废橡胶的回收利用装置，废轮胎热裂解过程中产生的废烟气热能非常高，而符合炭黑使用条件的工艺要求碳化阶段裂解终温达到550℃，烟气出口温度高达570℃，其热能完全可以循环利用，补充到废轮胎热裂解过程中。

本发明干热处理的废橡胶的回收利用装置只在升温阶段和裂解阶段使用热风转换加热方式，在碳化阶段则使用燃烧器直接加热燃烧室，燃烧室温度能达到1100℃，可使碳化阶段裂解室温度达到560℃。这样，三段加温工艺技术充分利用废烟气热能，第三阶段烟气出口温度可达570℃，其热能正好满足第二阶段裂解室升温到380℃至420℃需要；第二段烟气出口温度可达450摄氏度，正好满足第一段裂解室200℃至240℃需要。裂解气和烟气的循环利用，不仅可以彻底的消除废旧轮胎热裂解过程所产生的废气污染，还大大提高了不凝裂解气回收利用和废烟气热能利用的经济性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.干热处理的废橡胶的回收利用装置，包括热风炉，所述热风炉通过热风管道分别与一段裂解炉和二段裂解炉的进气口相连接，所述一段裂解炉的进气口还与所述二段裂解炉的烟气出口相连接，所述二段裂解炉的进气口与三段裂解炉的烟气出口相连接，所述一段裂解炉、所述二段裂解炉、所述三段裂解炉的油气出口分别与冷凝器相连接，所述冷凝器分别与油气分离器和储气柜相连接，所述储气柜的出气口与所述热风炉相连接。

2.如权利要求1所述的干热处理的废橡胶的回收利用装置，其特征在于，所述三段裂解炉还连接有燃烧室，所述储气柜的出气口还与所述燃烧室相连接。

3.如权利要求2所述的干热处理的废橡胶的回收利用装置，其特征在于，所述储气柜的出气口设置有气体流量计分别与所述燃烧室的燃烧器、所述热风炉的燃烧器相连接。

4.如权利要求3所述的干热处理的废橡胶的回收利用装置，其特征在于，所述气体流量计分别经三通阀、控制阀和调压阀后，与所述燃烧室的燃烧器、所述热风炉的燃烧器相连接。

5.如权利要求1所述的干热处理的废橡胶的回收利用装置，其特征在于，所述一段裂解炉、所述二段裂解炉、所述三段裂解炉的油气出口分别通过分汽包与冷凝器相连接。

6.如权利要求1所述的干热处理的废橡胶的回收利用装置，其特征在于，所述油气分离器包括储油罐。

7.如权利要求1所述的干热处理的废橡胶的回收利用装置，其特征在于，所述油气分离器的出气口与阻火器的进气口相连接，所述阻火器的出气口与防爆器的进气口相连接，防爆器的出气口连接罗茨风机后与储气柜的进气口相连接。

8.如权利要求1所述的干热处理的废橡胶的回收利用装置，其特征在于，所述储气柜还设置有压力表和安全阀。

9.如权利要求1所述的干热处理的废橡胶的回收利用装置，其特征在于，所述一段裂解炉的烟气出口与烟气洗涤塔的烟气管道相连接。