TWI494352B - 廢輪胎熱裂解設備及以其進行熱裂解之方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種加熱回收裝置，特別是一種用於廢棄輪胎之連續式熱裂解設備及熱熔鹽低溫恆溫加熱方式。
因廢輪胎衍生的環境及衛生問題日益嚴重，以熱裂解方法來再生廢輪胎中的相關材料，是目前用來解決上述問題最先進的方法之一。廢棄輪胎經由微負壓熱裂解後，可以產生裂解油及碳黑供回收使用。由於熱裂解的過程需要在密閉微負壓的狀態進行，而現有的方式因為無法有效解決連續式的密封及加熱問題，只有採用批次生產設計，而容易造成嚴重的汙染、高耗能及低效能等問題。
一般先前技術都採高溫熱氣加熱裂解，容易結焦阻礙傳熱，降低裂解效果，且為解決密封問題採用了批次生產，但裂解完後需降溫再開蓋清理積碳，將產生嚴重環境汙染，如果採連續式生產則會因密封不良造成油氣及炭黑洩漏而造成汙染。
再者，如中華民國公告第M443138號所揭露之裂解保溫散熱裝置，是一種利用裂解產生的可燃物質作為燃料源以重複進行裂解動作的方式。然而，上述方式無法產生定量之可燃物質，需要以高精度的調控設備以控制裂解品質，而高精度之調控設備的建置以及維護，又會導致生產成本的增加。
有鑑於此，本發明之一目的，即在提
供一種能提供微負壓連續製程，亦能降低汙染及生產成本的熱裂備設備。該熱裂解設備適用於對複數廢輪胎碎片進行熱裂解，並包含一承接裝置、分別連通該承接裝置的送料裝置、一裂解裝置、一加熱裝置，及一出料裝置。
該承接裝置是用以承接所述廢輪胎
碎片，並包括一承接槽。該送料裝置與該承接槽連通，所述廢輪胎碎片會由該承接槽進入該送料裝置。該裂解裝置包括一與該送料裝置連通之裂解爐，及一設置於該裂解爐上之油氣出口。該加熱裝置包括一熱熔鹽加熱爐，及一設置於該裂解爐外之加熱夾套，該出料裝置與該裂解爐連通，並包括一碳黑出口。
其中，該承接槽、該送料裝置、該裂
解爐，及該出料裝置之間是密閉式連通。
本發明之另一目的，即在提供一種以
上述之廢輪胎熱裂解設備進行熱裂解之方法，其包含一承接步驟、一送料步驟、一裂解步驟，及一出料步驟。
該承接步驟是以上述之承接槽承接
該複數廢輪胎碎片，該送料步驟是使該複數廢輪胎碎片由該承接槽進入該送料裝置中，該裂解步驟是使該複數廢輪胎碎片由該送料裝置進入該裂解爐中，並以熱熔鹽加熱該裂解爐，使該裂解爐內的複數廢輪胎碎片進行裂解後產生油氣及碳黑，該出料步驟是將該複數廢輪胎碎片裂解後產生的碳黑排出。
本發明之有益功效在於，藉由該承接
槽、該裂解裝置、該送料裝置，及該出料裝置之
間是密閉式連通，讓所述廢輪胎碎片從進入該承接裝置後即維持在密閉狀態，不需在送入該裂解裝置之前再進行抽氣的程序，以達到連續操作的製程，使整個製程連貫，並用以低溫恆溫的加熱方式，縮短整個製程完成所需時間，進而降低生產成本。
4‧‧‧廢輪胎碎片
5‧‧‧廢輪胎熱裂備設備
51‧‧‧承接裝置
511‧‧‧承接槽
512‧‧‧氣密閥
513‧‧‧第一限位計
514‧‧‧第二限位計
52‧‧‧送料裝置
521‧‧‧第一螺旋輸送器
522‧‧‧輸送口
53‧‧‧裂解裝置
531‧‧‧裂解爐
532‧‧‧接收口
533‧‧‧第二螺旋推送器
534‧‧‧油氣出口
535‧‧‧排放口
54‧‧‧加熱裝置
541‧‧‧熱熔鹽加熱爐
542‧‧‧加熱夾套
55‧‧‧出料裝置
551‧‧‧第三螺旋推送器
5511‧‧‧第一螺旋段
5512‧‧‧第二螺旋段
552‧‧‧碳黑出口
91‧‧‧承接步驟
92‧‧‧送料步驟
93‧‧‧裂解步驟
94‧‧‧出料步驟
圖1是一示意圖，說明本發明廢輪胎熱裂解設備之較佳實施例；圖2是一示意圖，輔助說明圖1；及圖3是一流程圖，說明本發明廢輪胎熱裂解方法之較佳實施例。
有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖1、2，為本發明廢輪胎熱裂解設備5之較佳實施例，該廢輪胎熱裂解設備5適用於對複數廢輪胎碎片4進行熱裂解，並包含一承接裝置51、一連通該承接裝置51的送料裝置52、一連通該送料裝置52的裂解裝置53、一對該裂解裝置53進行加熱的加熱裝置54，及一連通該裂解裝置53的出料裝置55。要特別說明的是，該承接裝置51、該送料裝置52、該裂解裝置53，及該出料裝置55之間是密閉式的連通。
參閱圖3，為本發明廢輪胎熱裂解方法之較佳實施例，包含一承接步驟91、一送料步驟92、一裂解步驟93，及一出料步驟94。
參閱圖1至3，於該承接步驟91中，
是以該承接裝置51承接所述廢輪胎碎片4，該承接裝置51包括一承接槽511、一用以控制該承接槽511中廢輪胎碎片4之落料與否的氣密閥512，及縱向間隔地設置於該承接槽511內用以偵測該承接槽511內之內容物高度的一第一限位計513及一第二限位計514。
當該第一限位計513作用時，該氣密
閥512開啟以進行廢輪胎碎片4落料動作，當該第二限位計514作用時，該氣密閥512關閉而停止落料動作。值得一提的是，該第一、二限位計513、514可為光線偵測器當落下之複數廢輪胎碎片4逐漸堆積至該第一、二限位計513、514的所在位置高度時，就會引發該第一、二限位計513、514作動，由於該第一、二限位計513、514之種類及型式眾多並為相關領域具通常知識者所熟悉且非本案重點，故於此不再多加贅述。
於該送料步驟92中，是使該送料裝
置52將所述廢輪胎碎片4送入該裂解裝置53。該送料裝置52與該承接槽511連通，所述廢輪胎碎片4會透過該氣密閥512由該承接槽511進入該送料裝置52。該送料裝置52包括一第一螺旋輸送器521，及一連通該裂解裝置53之輸送口522，且該第一螺旋輸送器521是一呈橫置式螺旋推料結構，並以螺旋推送方式將該複數廢輪胎碎片4輸入至該裂解裝置53中。
該裂解裝置53包括一裂解爐531、
一設於該裂解爐531一端並與該送料裝置52之輸送口522連通之接收口532、一設於該裂解爐531中之第二螺旋推送器533、一設置於該裂解爐531
上之油氣出口534，及一設於該油氣出口534下方之排放口535，該油氣出口534是設於該裂解爐531中相反於該接收口532的另一端。該送料裝置52具密封功能，可阻止外界空氣進入該裂解裝置53之裂解爐531。由於該裂解爐531採用先進的出料密封系統，改善了爐體的密封性能，使廢輪胎碎片4處於無氧(或貧氧)狀態下裂解，並加入催化劑，不僅減少了能源的消耗，並可提升裂解效率，還使該裂解爐531的安全生產有了保障。
該加熱裝置54包括一加熱爐541，及一設置於該裂解爐531外之加熱夾套542，該加熱裝置54是以熱熔鹽對該裂解爐531進行加熱。在本較佳實施例中，使用400~500℃左右的熱熔鹽提供恆溫與大比熱熱源，代替一般使用之高溫低比熱氣體加熱，藉由加入熱熔鹽作為催化劑以降低裂解熱量，提高加熱效率，並在低溫裂解可減少高溫形成的有害物質，更可減少對人體及環境的危害。經該加熱爐541加熱之熱熔鹽會形成流動狀態並流入該加熱夾套542中，以對該裂解爐531內的廢輪胎碎片4進行加熱而進行該裂解步驟93，使廢輪胎碎片4產生熱裂解並形成油氣與碳黑。
該出料步驟94是將廢輪胎碎片4熱裂解形成碳黑後，由該出料裝置55排出的過程。該出料裝置55包括一與該裂解爐531之排放口535連通的第三螺旋輸送器551，及一碳黑出口552。該第三螺旋輸送器551是一橫置式螺旋推料結構，並具有一位於該排放口535下方的第一螺旋段5511，及一連接該第一螺旋段5511之第二螺旋段5512，該碳黑出口552是位於該第一、二螺
旋段5511、5512之交界處上方，且該第一、二螺旋段5511、5512產生相反之推送方向，用以將碳黑往位於上方之碳黑出口552送出。
實際實施時，熱裂解形成的油氣是由該裂解爐531上之油氣出口534排出，而碳黑是透過該碳黑出口552排出，該碳黑是利用輸送器551尾部上方出口方式達到氣密效果。以防止外界空氣再經由該碳黑出口552進入該裂解爐531內。
經由以上實施例之敘述，可知本案確實具有以下功效增進之處：
一、製程連續
透過藉由前述密閉式的連通方式，讓切割完成之廢輪胎碎片4從進入該承接裝置51後即維持在密閉狀態，不需在送入裂解爐531之前再進行抽氣的程序，使整個製程連貫，縮短整個製程完成所需時間。
二、熱裂解之低溫恆溫及催化技術
由於該加熱裝置54是以熱熔鹽對該裂解爐531進行加熱，因此可以使熱裂解之溫度穩定地維持在大約400~500℃左右，提供恆溫及大比熱熱源，代替一般使用之高溫低比熱氣體加熱，並加入催化劑可降低裂解熱量，提高了加熱效率，並在低溫裂解可減少高溫形成的有害物質，更可減少對人體及環境的危害。
三、採用無氧(或貧氧)及催化微負壓熱裂解技術
該裂解爐531由於採用先進、出料密封系統，改善了爐體的密封性能，使廢輪胎碎片4處於無氧(或貧氧)狀態下裂解，並加入催化劑，不僅減少了能源的消耗，並可提升裂解效率，還
使裂解爐531的安全生產有了保障。
四、降低生產成本
如前所述，本發明透過密閉的連續製程、維持穩定的熱裂解溫度，並提升出料的順暢度，使整個製程連貫並可消除汙染及縮短整個製程完成所需時間，整體而言確實能降低生產成本。
綜上所述，本發明之廢輪胎熱裂解裝置及熱裂解方法，透過密閉的連續製程、維持穩定的熱裂解溫度，並提升出料的順暢度，使整個製程連貫並可消除汙染及縮短整個製程完成所需時間，進而降低生產成本及符合環保要求，故確實可以達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
4‧‧‧廢輪胎碎片
5‧‧‧廢輪胎熱裂備設備
51‧‧‧承接裝置
511‧‧‧承接槽
512‧‧‧氣密閥
513‧‧‧第一限位計
514‧‧‧第二限位計
52‧‧‧送料裝置
521‧‧‧第一螺旋輸送器
522‧‧‧輸送口
53‧‧‧裂解裝置
531‧‧‧裂解爐
532‧‧‧接收口
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535‧‧‧排放口
54‧‧‧加熱裝置
541‧‧‧熱熔鹽加熱爐
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551‧‧‧第三螺旋推送器
5511‧‧‧第一螺旋段
5512‧‧‧第二螺旋段
552‧‧‧碳黑出口
Claims (11)
- 一種廢輪胎熱裂解設備，適用於對複數廢輪胎碎片進行熱裂解，並包含：一承接裝置，用以承接所述廢輪胎碎片，並包括一承接槽；一送料裝置，與該承接槽連通，所述廢輪胎碎片會由該承接槽進入該送料裝置；一裂解裝置，包括一與該送料裝置連通之裂解爐，及一設置於該裂解爐上之油氣出口，所述廢輪胎碎片是經由該送料裝置進入該裂解爐中進行裂解後產生油氣及碳黑，且油氣自該油氣出口排出；一加熱裝置，包括一熱熔鹽加熱爐，及一設置於該裂解爐外之加熱夾套；及一出料裝置，與該裂解爐連通，並包括一碳黑出口，該複數廢輪胎碎片裂解後之碳黑是自該碳黑出口排出；其中，該承接槽、該送料裝置、該裂解爐，及該出料裝置之間是密閉式連通；其中，該承接裝置更包括一用以控制該承接槽中廢輪胎碎片之落料與否的氣密閥，及縱向間隔地設置於該承接槽內用以偵測該承接槽內之內容物高度的一第一限位計及一第二限位計，該第一限位計位於該第二限位計的上方。
- 依據申請專利範圍第1項所述之廢輪胎熱裂解設備，其中，該送料裝置包括一第一螺旋輸送器，及一連通該裂解爐之輸送口，且該第一螺旋輸送器是一呈橫置式螺旋推料結構，並以螺旋推送方式將該複數廢輪胎碎片輸入至該裂解爐中。
- 依據申請專利範圍第2項所述之廢輪胎熱裂解設備，其中，該裂解裝置更包括一設於該裂解爐一端並與該輸送口連接之接收口、一設於該裂解爐中之第二螺旋推送器，及一設於該油氣出口下方之排放口，該油氣出口是設於該裂解爐中相反於該接收口的另一端。
- 依據申請專利範圍第3項所述之廢輪胎熱裂解設備，其中，該熱熔鹽加熱爐中具有熱熔鹽，加熱後之熱熔鹽會自該熱熔鹽加熱爐流入該加熱夾套中再回溯至該熱熔鹽加熱爐中，藉由該加熱夾套包覆於該裂解爐外以對該裂解爐中之複數廢輪胎碎片進行加熱，該複數廢輪胎碎片受熱裂解後會產生油氣，並於該油氣出口排出，而廢輪胎碎片裂解後之殘餘物則自該排放口排出。
- 依據申請專利範圍第4項所述之廢輪胎熱裂解設備，其中，該出料裝置更包括一與該排放口相連通的第三螺旋輸送器，該第三螺旋輸送器是一橫置式螺旋推料結構，並具有一位於該排放口下方的第一螺旋段、一連接該第一螺旋段之第二螺旋段，該碳黑出口 是位於該第一、二螺旋段之交界處上方，該第一、二螺旋段產生相反之推送方向。
- 一種以申請專利範圍第1項所述之廢輪胎熱裂解設備進行熱裂解之方法，適用於對複數廢輪胎碎片進行熱裂解，並包含：一承接步驟，以該承接槽承接該複數廢輪胎碎片；一送料步驟，使該複數廢輪胎碎片由該承接槽進入該送料裝置中；一裂解步驟，使該複數廢輪胎碎片由該送料裝置進入該裂解爐中，並以熱熔鹽加熱該裂解爐，使該裂解爐內的複數廢輪胎碎片進行裂解後產生油氣及碳黑；及一出料步驟，將該複數廢輪胎碎片裂解後產生的碳黑排出。
- 依據申請專利範圍第6項所述之廢輪胎熱裂解方法，其中，於該裂解步驟中，是以400~500℃的熱熔鹽加熱該裂解爐。
- 依據申請專利範圍第7項所述之廢輪胎熱裂解方法，其中，於該承接步驟中，該承接槽中之複數廢輪胎碎片，受該第一限位計作用時，該氣密閥會開啟以進行廢輪胎碎片落料動作而進入該送料裝置中，該第二限位計作用時，該氣密閥關閉而停止該複數廢輪胎碎片落料。
- 一種廢物質熱裂解設備，適用於對複數廢物質碎片進行熱裂解，並包含：一承接裝置，用以承接所述廢物質碎片，並包括一承接槽；一送料裝置，與該承接槽連通，所述廢物質碎片會由該承接槽進入該送料裝置；一裂解裝置，包括一與該送料裝置連通之裂解爐，及一設置於該裂解爐上之油氣出口，所述廢物質碎片是經由該送料裝置進入該裂解爐中進行裂解後產生油氣及碳黑，且油氣自該油氣出口排出；一加熱裝置；及一出料裝置，與該裂解爐連通，並包括一碳黑出口，該複數廢物質碎片裂解後之碳黑是自該碳黑出口排出；其中，該承接槽、該送料裝置、該裂解爐，及該出料裝置之間是密閉式連通；其中，該出料裝置更包括一第三螺旋輸送器，該第三螺旋輸送器具有一第一螺旋段，及一連接該第一螺旋段之第二螺旋段，該碳黑出口是位於該第一、二螺旋段之交界處上方，該第一、二螺旋段產生相反之推送方向，用以將碳黑往位於上方之碳黑出口送出。
- 依據申請專利範圍第9項所述之廢物質熱裂解設備，其中，該出料裝置的該第三螺旋輸送器是 一橫置式螺旋推料結構且與該排放口相連，該第三螺旋輸送器的該第一螺旋段是位於該排放口下方。
- 一種以申請專利範圍第9項所述之廢物質熱裂解設備進行熱裂解之方法，適用於對複數廢物質碎片進行熱裂解，並包含：一承接步驟，以該承接槽承接該複數廢物質碎片；一送料步驟，使該複數廢物質碎片由該承接槽進入該送料裝置中；一裂解步驟，使該複數廢物質碎片由該送料裝置進入該裂解爐中，並加熱該裂解爐，使該裂解爐內的複數廢物質碎片進行裂解後產生油氣及碳黑；及一出料步驟，將該複數廢物質碎片裂解後產生的碳黑排出，其中，該出料裝置更包括一第三螺旋輸送器，該第三螺旋輸送器具有一第一螺旋段，及一連接該第一螺旋段之第二螺旋段，該碳黑出口是位於該第一、二螺旋段之交界處上方，該第一、二螺旋段產生相反之推送方向，用以將碳黑往位於上方之碳黑出口送出。
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| US3962045A (en) * | 1973-09-07 | 1976-06-08 | National Research Development Corporation | Apparatus for pyrolysis of domestic and other waste materials |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| TW201508017A (zh) | 2015-03-01 |
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