CN112080305B - 废旧轮胎热解反应炉专用回转耙辊的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及废旧轮胎热解反应炉专用回转耙辊的制备方法。其特征是：回转耙辊体筒体卷制完毕后，将耙钉按类螺旋线排布及断面夹角要求一一固定在回转耙辊体筒体外表面上，然后将螺旋叶片焊接固定在管轴上，整体与十字支撑架拼装送入回转耙辊体卷制筒体内，为防止筒体因焊接局部变形，十字支撑架应采用点焊定位后段焊固定在回转耙辊体内，最后用封头将回转耙辊体两端封堵，将进气轴头、排气轴头与回转耙辊体连接后回火，再以回转耙辊体的筒体为加工基准，用落地车床车加工进气轴头、排气轴头的轴承位，从而保证回转耙辊体、进气轴头、排气轴头的同轴度。

Description

废旧轮胎热解反应炉专用回转耙辊的制备方法

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及废旧轮胎热解反应炉专用回转耙辊的制备方法。

背景技术

废旧轮胎是常见的固体废弃污染物，人们通过很多途径对其回收利用实现无害化处理，其中通过对废旧轮胎热解制备燃料油、碳黑就是解决方案之一。中国发明专利（专利申请号为02112328.4，专利名称为用于废轮胎裂解回收工业碳黑和燃料油的立式裂解塔）公开了用于废轮胎裂解回收工业碳黑和燃料油的立式裂解塔，其特征在于，它具有密闭立式塔体，在塔体上端设有上刮料搅拌装置、轮胎进料口及裂解气出口，塔体内依次设有上部空心加热圆盘、下部空心冷却圆盘，并分别与塔体外侧的烟道气分配***、冷却水进出口集箱相通，在塔体下设有下刮料搅拌装置及塔底碳黑出口。该裂解塔操作弹性大，裂解性能好，运转连续可靠，且劳动强度小，是一种性能良好的热裂解设备。其主要特点如下：1)能耗小；2)调节控制方便，适应性强；3)操作密闭，无杂质进入，无裂解气泄漏，品质与安全有保证；4)设备重量轻，采用立式结构，占地面积小；5)运转稳定，操作方便。中国发明专利（专利申请号为201610787571.3，专利名称为废旧轮胎热裂解装置）公开了废旧轮胎热裂解装置，包括废旧轮胎破碎装置、热裂解炉、油气回收***、烟气排放***、固料回收***，热裂解炉，设有炉体，炉体内设有竖向设置的炉膛，炉体外设有保温外壳，炉体的上部设有进料口、烟气排放口和油气出口，炉体的下部设有与固料回收***相接的固料出料口；烟气排放口通过排烟管与烟气排放***相接，油气出口通过油气排管与油气回收***相接；炉膛内设有封闭的炉床体，炉床体上端设有与进料口相接的内进料管，以及与油气出口相接的内油气管，炉膛内壁与炉床体之间的过烟室，烟气排放口与过烟室相通，炉体下端设有与固料出料口相接的内出料管；炉体下部设有与过烟室相通的燃烧室；炉床体的中心部设有旋转芯轴，炉床体内由上至下设有若干层物料室，所述的旋转芯轴上设有伸入到各个物料室内的炒拌装置，相邻物料室之间设有炉节，所述炉节包括中间轴管及上、下环形盘片，上、下环形盘片的内沿与中间轴管的上下沿对接，上、下环形盘片的外沿与炉床体壁对接，上、下环形盘片之间设有中间环形隔板，中间环形隔板的外环面与炉膛内壁连接，上环形盘片的外沿与中间环形隔板之间设有上出烟窗口，下环形盘片的外沿与中间环形隔板之间设有下进烟窗口，中间环形隔板的内环面与中间轴管的外管壁之间设置为过烟气道，炉节上设有连通上下物料室的下料通道，下料通道设置在中间轴管与旋转芯轴之间的炉节为内落料形炉节；下料通道设置在靠近外沿的上、下环形盘片之间的炉节为外落料形炉节，内落料形炉节和外落料形炉节间隔设置，炒拌装置包括与旋转芯轴固定的若干炒片臂，沿炒片臂的下表面设有朝向下料通道设置的炒片；固料回收***设有夹套式螺旋冷却输送机，夹套式螺旋冷却输送机包括带水冷式夹套的外壳，外壳内设有螺旋输送机构，外壳的进料口与热裂解炉炉体的固料出料口对接，外壳的出料口处设有对辊式破碎机，外壳的出料口下方设有橡胶输送带，橡胶输送带的下部设有磁铁，橡胶输送带的出料端设有钢丝接料斗；橡胶输送带的上方设有吸碳引风机，吸碳引风机的吸碳嘴正对橡胶输送带设置，吸碳引风机的排风管与除尘***相接。

现有技术一用于废轮胎裂解回收工业碳黑和燃料油的立式裂解塔对废旧轮胎裂解制备燃料油、碳黑连续生产提出了解决方案，立式裂解塔参考了板式塔的工作原理设计多级塔盘（空心圆盘），但是板式塔适合气液两相流体，并不适合废旧轮胎胶块，何况是内含钢丝的胶块，原因很简单，裂解状态中的胶块为粘稠的胶状物，将空心圆盘中用于流体流动的通道堵塞导致裂解反应过程停止，集聚成团的钢丝除了会堵塞流动通道外陷入耙叶与圆盘中，导致搅拌轴抱死；现有技术二废旧轮胎热裂解装置类似外加热套、内置搅拌器的反应釜工作原理，炉膛内壁与炉床体之间的过烟室通高温烟气对炉床体加热，通过旋转芯轴和炒片臂对废旧轮胎胶块进行炒拌，为增加热交换面积，上、下环形盘片设计了过烟气道通高温烟气，缺点就是内含钢丝的胶块在热解过程中形成粘稠的含钢丝团球的混合物粘附堵塞下料通道等一切流道，从而使热解过程停止。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供废旧轮胎热解反应炉专用回转耙辊的制备方法，其特征是：

步骤一，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头均选用Q345R钢卷制，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头分别卷制后应达到Ⅱ级焊缝标准。

步骤二，将螺旋叶片焊接固定在管轴上，整体与十字支撑架拼装送入回转耙辊体卷制筒体内，为防止筒体因焊接局部变形，十字支撑架应采用点焊定位后段焊固定在回转耙辊体内，最后用封头将回转耙辊体两端封堵。

步骤三，进气轴头、排气轴头卷制筒体内埋隔热瓦、外固定螺旋盘管，然后将汽水混合室外盖板焊合，将波纹板安装完毕后应进行水压试验，1.0MPa压力下应保证迷宫冷却槽无渗漏现象。

步骤四，将进气轴头、排气轴头与回转耙辊体连接后回火，再以回转耙辊体的筒体为加工基准，用落地车床车加工进气轴头、排气轴头的轴承位，从而保证回转耙辊体、进气轴头、排气轴头的同轴度。

步骤五，最后将耙钉一一固定在回转耙辊体筒体外表面上，耙钉在回转耙辊体外表面符合类螺旋线排布要求，调整耙钉与回转耙辊体断面的夹角，¾数量的耙钉的夹角为9～16º，方向斜向上，¼数量的耙钉的夹角为9～20º，方向斜向下。

发明人发现，轮胎由外胎、内胎和垫带构成，外胎由胎体、胎面和胎圈三个主要部分组成，胎体由多层挂胶帘布按一定的角度贴合而成，帘布通常用高强钢丝、合成纤维挂胶制作；胎面与地面接触，常用耐热、耐剪切的胶料制作；胎圈的用途是使轮胎紧密的固定在轮辋上，胎圈主要由钢丝圈、三角填充胶、钢丝圈包布组成。按充气轮胎用途可分为轿车轮胎、载重轮胎、农业轮胎、工程轮胎、特种车辆轮胎、航空轮胎、摩托车轮胎、自行车胎，而回收的废旧轮胎通常为轿车轮胎、载重轮胎、农业轮胎、摩托车轮胎、自行车胎,其结构通常为斜交轮胎、子午线轮胎。废旧轮胎回收后用于建筑填料、公路填料、制备再生橡胶、热解制备燃料油及碳黑等用途。

发明人发现，废旧轮胎热解制备燃料油、碳黑工艺要求在真空、有惰性气体保护、乏氧的密闭环境中进行，目前投入工业化生产方法有反应釜热解法、回转反应炉热解法、立式塔热解法等。反应釜热解法虽然有整胎进料无需破碎的优点，但是其耗能高、成品得率低且无法实现连续生产的原因难以推广；回转反应炉热解法由于进出料较为困难、高温动密封容易泄露污染物等原因难以推广；立式塔热解法从热动力学角度来看无疑较前两种方法具有优势，物料自上而下的动力由重力提供，热空气自下而上与物料完成热交换，进出料和热交换较容易实施，再有立式塔为静设备，高温密封问题较容易解决，但是废旧轮胎热解过程中存在橡胶长链断链后重整为沥青胶状物与钢丝团堵塞出料通道的技术难题，且废旧轮胎表面进一步热解生成热解碳硬壳并阻止内部继续热解的技术难题，再有就是废旧轮胎导热系数较低导致的热解效率低的技术难题。

发明人发现，针对上述技术难题，本申请设计了回转耙辊，所述回转耙辊包括回转耙辊体、进气轴头、排气轴头，进气轴头与排气轴头分别设计在回转耙辊体的下端和上端，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头绕同一中心轴回转。所述进气轴头、排气轴头内孔通450～500℃高温烟气，从内孔向外依次设计隔热瓦、迷宫冷却槽、轴承位，所述迷宫冷却槽包括螺旋盘管、汽水混合室、波纹板，螺旋盘管固定在汽水混合室内壁，冷却水从螺旋盘管进入汽水混合室受热蒸发汽化，沸腾产生的气泡撞击螺旋盘管、波纹板迅速破裂为更为细小的气泡，从而使气泡在冷却水中均匀分布，换言之就是避免水汽导热系数相差过大导致室壁金属局部过热产生蠕变。所述回转耙辊体外表面类螺旋线排布耙钉，通过调整耙钉与回转耙辊体断面的夹角，¾数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向下的推力，¼数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向上的推力，耙钉对胶块施加向下的推力帮助沥青胶状物与钢丝团顺利出料，两种耙钉的合力对胶块形成搓切作用，搓碎热解碳硬壳使胶块继续热解，同时搅动胶块堆积层形成空隙，热解油气能够从堆积层空隙逸出，热解油气向上流动的过程中与胶块传质传热，这种气液固传质传热效率远远超过回转耙辊体与胶块固固传导热效率。所述回转耙辊体内两端安装有十字支撑架，十字支撑架通过管轴将螺旋叶片固定，高温烟气沿螺旋叶片形成的通道螺旋上升，均匀加热回转耙辊体，避免高温烟气无法流经回转耙辊体死角造成鼓包的问题。

发明人发现，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头均选用Q345R钢卷制，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头分别卷制后应达到Ⅱ级焊缝标准；将螺旋叶片焊接固定在管轴上，整体与十字支撑架拼装送入回转耙辊体卷制筒体内，为防止筒体因焊接局部变形，十字支撑架应采用点焊定位后段焊固定在回转耙辊体内，最后用封头将回转耙辊体两端封堵；进气轴头、排气轴头卷制筒体内埋隔热瓦、外固定螺旋盘管，然后将汽水混合室外盖板焊合，将波纹板安装完毕后应进行水压试验，1.0MPa压力下应保证迷宫冷却槽无渗漏现象。将进气轴头、排气轴头与回转耙辊体连接后回火，再以回转耙辊体的筒体为加工基准，用落地车床车加工进气轴头、排气轴头的轴承位，从而保证回转耙辊体、进气轴头、排气轴头的同轴度；最后将耙钉一一固定在回转耙辊体筒体外表面上，耙钉在回转耙辊体外表面符合类螺旋线排布要求，调整耙钉与回转耙辊体断面的夹角，¾数量的耙钉的夹角为9～16º，方向斜向上，¼数量的耙钉的夹角为9～20º，方向斜向下。

相对于现有技术，本发明至少含有以下优点：第一，回转耙辊体外表面类螺旋线排布耙钉，通过调整耙钉与回转耙辊体断面的夹角，¾数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向下的推力，¼数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向上的推力，耙钉对胶块施加向下的推力帮助沥青胶状物与钢丝团顺利出料，两种耙钉的合力对胶块形成搓切作用，搓碎热解碳硬壳使胶块继续热解，同时搅动胶块堆积层形成空隙，热解油气能够从堆积层空隙逸出，热解油气向上流动的过程中与胶块传质传热，这种气液固传质传热效率远远超过回转耙辊体与胶块固固传导热效率；第二，回转耙辊体内两端安装有十字支撑架，十字支撑架通过管轴将螺旋叶片固定，高温烟气沿螺旋叶片形成的通道螺旋上升，均匀加热回转耙辊体，避免高温烟气无法流经回转耙辊体死角造成鼓包的问题。

附图说明

图1为本发明废旧轮胎热解反应炉专用回转耙辊的制备方法的主视结构示意图。

图2为本发明废旧轮胎热解反应炉专用回转耙辊的制备方法的A大样结构示意图。

图3为本发明废旧轮胎热解反应炉专用回转耙辊的制备方法的B局部放大结构示意图。

1－回转耙辊体 2－进气轴头 3－排气轴头 4－隔热瓦 5－轴承位

6－迷宫冷却槽 7－螺旋盘管 8－汽水混合室 9－波纹板

10－耙钉 11－管轴 12－螺旋叶片 13－十字支撑架。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1、图2、图3所示，废旧轮胎热解反应炉专用回转耙辊的制备方法，其特征是：

步骤一，回转耙辊体1、进气轴头2、排气轴头3均选用Q345R钢卷制，回转耙辊体1、进气轴头2、排气轴头3分别卷制后应达到Ⅱ级焊缝标准。

步骤二，将螺旋叶片12焊接固定在管轴11上，整体与十字支撑架13拼装送入回转耙辊体1卷制筒体内，为防止筒体因焊接局部变形，十字支撑架13应采用点焊定位后段焊固定在回转耙辊体1内，最后用封头将回转耙辊体1两端封堵。

步骤三，进气轴头2、排气轴头3卷制筒体内埋隔热瓦4、外固定螺旋盘管7，然后将汽水混合室8外盖板焊合，将波纹板9安装完毕后应进行水压试验，1.0MPa压力下应保证迷宫冷却槽6无渗漏现象。

步骤四，将进气轴头2、排气轴头3与回转耙辊体1连接后回火，再以回转耙辊体1的筒体为加工基准，用落地车床车加工进气轴头2、排气轴头3的轴承位，从而保证回转耙辊体1、进气轴头2、排气轴头3的同轴度。

步骤五，最后将耙钉10一一固定在回转耙辊体1筒体外表面上，耙钉10在回转耙辊体1外表面符合类螺旋线排布要求，调整耙钉10与回转耙辊体1断面的夹角，¾数量的耙钉10的夹角为9～16º，方向斜向上，¼数量的耙钉10的夹角为9～20º，方向斜向下。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (1)

1.废旧轮胎热解反应炉专用回转耙辊的制备方法，其特征是：步骤一，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头均选用Q345R钢卷制，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头分别卷制后应达到Ⅱ级焊缝标准；步骤二，回转耙辊体筒体卷制完毕后，将耙钉按类螺旋线排布及断面夹角要求一一固定在回转耙辊体筒体外表面上，通过调整耙钉与回转耙辊体断面的夹角，¾数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向下的推力，¼数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向上的推力，耙钉对胶块施加向下的推力帮助沥青胶状物与钢丝团顺利出料，两种耙钉的合力对胶块形成搓切作用，搓碎热解碳硬壳使胶块继续热解，同时搅动胶块堆积层形成空隙，热解油气能够从堆积层空隙逸出，热解油气向上流动的过程中与胶块传质传热，这种气液固传质传热效率远远超过回转耙辊体与胶块固固传导热效率，然后将螺旋叶片焊接固定在管轴上，整体与十字支撑架拼装送入回转耙辊体卷制筒体内，为防止筒体因焊接局部变形，十字支撑架应采用点焊定位后段焊固定在回转耙辊体内，最后用封头将回转耙辊体两端封堵；步骤三，进气轴头、排气轴头卷制筒体内埋隔热瓦、外固定螺旋盘管，然后将汽水混合室外盖板焊合，将波纹板安装完毕后应进行水压试验，1.0MPa压力下应保证迷宫冷却槽无渗漏现象；步骤四，将进气轴头、排气轴头与回转耙辊体连接后回火，再以回转耙辊体的筒体为加工基准，用落地车床车加工进气轴头、排气轴头的轴承位，从而保证回转耙辊体、进气轴头、排气轴头的同轴度。

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