CN101328417B - 气、油混合式裂解炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废旧橡胶裂解领域，具体为一种废旧橡胶的气、油混合裂解炉，解决现有废旧橡胶采用热裂解技术存在裂解时加热不充分、不均匀以及裂解物冷却效果较差等问题，包括裂解仓、冷却仓，裂解仓由物料裂解腔与燃烧加热腔构成；物料裂解腔上方设有裂解气内循环出气管，与离心风机进风口连接，离心风机出风口连接有回风管，回风管下端与回风孔连接；燃烧加热腔底部安装燃烧室及燃烧器；冷却仓内设置干冰冷却喷射口。本发明采用裂解气内循环加热系统及加热腔外包围加热形式，进一步将裂解物料充分、均匀、无死区加热，使得废旧橡胶裂解更充分、速度更快；干冰对裂解产物进行快速冷却，效果很好；设备整体密封，能源利用率高，裂解产品性能高。

Description

气、油混合式裂解炉

技术领域

本发明涉及废旧橡胶裂解领域，具体为一种废旧橡胶的气、油混合裂解炉。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展及伴随着废旧轮胎的大量产生，其回收处理产业也有了较大发展。在现有技术中，普遍采取的方法是让轮胎翻新和生产再生胶，前者受翻新次数限制，最终仍对环境造成污染，而后者的不足之处是生产流程长、能源消耗多、环境污染严重、劳动强度大、利润低。随着本领域技术的不断发展，人们发现回收利用废橡胶可以节约生产合成橡胶所消耗的大量原油，即将废橡胶在催化剂的作用下经热裂解得到45％燃料油、35％炭黑、10％钢丝和10％的可燃气体，经济价值较大。

热裂解技术可实现废旧橡胶中各类资源的充分回收，不污染环境。而现有的裂解炉多为单体炉实现多种操作，裂解效率低，裂解产品性能不合要求；而且多为釜式裂解炉，以加热釜底的形式进行催化裂解，受热面积较小，废旧橡胶受热不均匀，热效率较低。为了解决这个问题，本申请人在专利申请号为200710061677.6的中国专利中公开了一种裂解炉，其裂解仓的结构采用一侧为燃烧室和混气室，另一侧为板式辐射加热器，混气室的侧壁与板式辐射加热器的板间空腔相连通，虽然在一定程度上使得裂解速度加快，裂解完全，但这种加热方式仍然无法完全达到加热充分、均匀、无死区的效果。

另外，经过裂解仓得到的高温裂解物都要进行强制冷却，得到最终裂解物， 现在通常采用的冷却方式是采用在氮气保护下再喷冷却水，冷却效果不是很理想，会影响最终产品的质量。

发明内容

本发明为了解决现有废旧橡胶采用热裂解技术存在裂解时加热不充分、不均匀以及裂解物冷却效果较差等问题，提供一种气、油混合式裂解炉。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种气、油混合式裂解炉，包括物料提升机、裂解仓、冷却仓及其下方的分拣系统，裂解仓出料口与冷却仓进料口连通，本发明的创新点是裂解仓由两个同心桶体相互套接而构成，其中内桶作为裂解仓的物料裂解腔，外桶与内桶之间的间隙作为燃烧加热腔；物料裂解腔上方设有与其相通的裂解气内循环出气管，裂解气内循环出气管与离心风机进风口连接，离心风机的出风口连接有回风管，回风管下端与物料裂解腔底部的回风孔连接；燃烧加热腔底部安装与燃气加热系统相连的燃烧室以及与燃烧室相通的燃烧器，燃烧加热腔上部设有与排烟烟囱连接的排烟口。裂解气是橡胶制品经高温裂解产生的含有燃油、可燃性气体、碳黑等的初级裂解产物。本发明所述的裂解气经内循环出气管、离心风机及回风管在物料裂解腔内形成内循环，裂解气的内循环作用是：将裂解腔内的气体(已裂解产生的高温裂解气)在封闭的的裂解腔内强制循环，将高温气体穿透密实的未裂解的橡胶物料的缝隙，加大高温气体与物料的接触和热交换，又不断的经燃料加热腔内的加热介质加热，成为有效的热交换介质。因为橡胶的导热性很差，如果没有强制内循环只能依靠炉壁的温度慢慢的向内部接触性的传递，裂解速度非常低。所以裂解气内循环的作用是：在将裂解气在无氧化无燃烧的安全的前提下，变成有效传递热能的介质、达到提高热效率，极大的加快裂解速度。

所述回风管由上段及下段经膨胀节连接而成，下段末端与回风孔连接。回风管是强制内循环系统的一部分，高温裂解气经裂解气内循环出气管进入高温离心风机，并从风机出风口经上段→膨胀节→下段，由回风孔进入裂解腔底部。因离心风机壳体与炉体刚性连接，回风管的底端与炉体焊接，炉体与回风管都处于不断被加热状态，膨胀量不一样，而膨胀节的作用是防止出现结构薄弱点被拉裂的现象。回风管分上下两段是便于结构安装。

所述物料裂解腔底部设有导风罩，可使裂解气经回风管进入裂解仓内，形成良好的内循环。

所述燃烧器为气、油混用燃烧器。燃烧系统为气电气混合式还是气油混用式都是出于对裂解炉冷态初始工作时的启动方式的选择。现有技术中选用气电混合式是用电热作启动能源，需要设置电热室、电热元件、控温系统、鼓风系统及切换装置，并需要较大的启动功率；而改用气油混用只需采用油气两用烧嘴，用瓶装液化气作启动能源，结构简化、不需耗用大功率的电能，简单易行。

所述冷却仓侧壁设置冷却喷射口，位于冷却仓外的干冰瓶经调压阀及高压软管并穿过冷却仓仓体钢板与冷却喷射口连接，本发明采用上述结构对裂解物进行冷却，效果较好。

所述裂解仓上方增设物料滑道，物料滑道上部设有与物料提升机连接的导向槽板，物料滑道下部开有出料口，出料口与裂解仓进料口连通，与原有储料仓相比，物料不仅可依靠自身重力而且使物料有序的落入裂解仓内，而且适用于整体橡胶轮胎的入料。

与现有技术相比，本发明所述的裂解仓结构采用外桶套内桶的结构形式，使得物料裂解腔内的废旧橡胶在燃烧加热腔内热风的完全包围下进行加热、裂 解，与传统的釜底加热或一侧受热相比，物料受热更均匀；同时裂解仓内产生的高温裂解气依次经裂解气内循环出气管、离心风机、回风管、回风孔及导风罩再次进入裂解仓内，形成很好的裂解气的内循环加热系统，进一步将裂解物料充分、均匀、无死区加热，使得废旧橡胶裂解更充分，裂解速度更快，裂解更完全；另外，利用干冰对裂解后的裂解产物进行快速冷却，效果非常好。本发明设备整体密封，裂解效果较好，能源利用率高，裂解产品性能高，是一种变废为宝、效率高、污染小、性价比高、符合环保要求的节能型高科技设备。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为裂解仓的结构示意图

图3为冷却仓的结构示意图

图4为冷却仓侧壁冷却喷射口的结构示意图

图中：1-物料提升机；2-裂解仓；3-冷却仓；4-物料裂解腔；5-燃烧加热腔；6-裂解气内循环出气管；7-离心风机；8-回风管；9-燃烧室；10-燃烧器；11-排烟烟囱；12-排烟口；13-膨胀节；14-导风罩；15-冷却喷射口；16-干冰瓶；17-调压阀；18-高压软管；19-物料滑道；20-导向槽板；21-硅酸盐纤维保温套。

具体实施方式

气、油混合式裂解炉，包括物料.提升机1、裂解仓2、冷却仓3及其下方的分拣系统，裂解仓2出料口与冷却仓3进料口连通，如图1所示，

1)、物料提升机1：采用链式垂直料勾提升机构，将物料经物料滑道19经开启的裂解仓密封门投入裂解仓2；

2)、物料滑道19：位于裂解仓2上方，物料滑道上部设有与物料提升机1 连接的导向槽板20，物料滑道19下部开有出料口，出料口与裂解仓进料口连通；

3)、裂解仓2：如图2所示，裂解仓2由两个同心桶体相互套接而构成，其中内桶作为裂解仓的物料裂解腔4，外桶与内桶之间的间隙作为燃烧加热腔5，燃烧加热腔外还包覆硅酸盐纤维保温套21；物料裂解腔4上方设有与其相通的裂解气内循环出气管6，裂解气内循环出气管6与离心风机7进风口连接，离心风机7的出风口连接有回风管8，回风管8下端与物料裂解腔4底部的回风孔连接，回风管8由上段及下段经膨胀节13连接而成，下段末端与回风孔连接，物料裂解腔4底部还设有导风罩14；裂解仓是核心设备，针对物料的裂解特性和形态，裂解仓采用裂解气内循环的加热系统将物料充分均匀无死区加热，高效加热裂解充分，达到裂解速度快，裂解完善，温度自动控制；

燃烧加热腔5底部安装与燃气加热系统相连的燃烧室9以及与燃烧室9相通的燃烧器10，燃烧器10为气、油混用燃烧器，燃烧加热腔5上部设有与排烟烟囱11连接的排烟口12，排烟口出还设置烟气流量控制闸门，排烟烟囱穿出厂房通入大气，所述燃气加热系统还包括供油系统、助燃风机、雾化用压缩空气系统、管道、调压阀、截止阀等，为现有公知系统；所述裂解仓的进料密封门、出料密封门可采用现有公知结构，至少可为专利申请号200710061677.6的中国专利中公开的结构；

4)、冷却仓3：如图3、4所示，冷却仓由钢板并与裂解炉的四个支撑柱采用可拆卸的密封连接，形成封闭的仓体。冷却仓侧壁距倾斜底板50mm高处设置若干冷却喷射口15，从两侧高速喷射低温干冰气化气体，其数量可根据冷却仓容积大小确定，位于冷却仓3外的干冰瓶16经调压阀17及高压软管18并穿 过冷却仓3仓体钢板与冷却喷射口15连接，冷却仓的底部是20度斜度的钢板，冷却仓下部开有出料口并安装冷却仓出料门；

冷却仓经上一次出料完毕空仓，封闭出料口，空仓氮气洗炉，待料，等待裂解仓中的裂解剩余物；当裂解仓2裂解完毕，打开裂解仓出料密封门，将裂解后的物料落入冷却仓，关闭裂解仓出料密封门；通入干冰对物料进行强制冷却；冷却完成后，开启冷却仓排料门，将冷却后的物料顺斜坡排出，运出，进入分拣系统，所述分拣系统也可至少为专利申请号200710061677.6的中国专利中公开的结构；

为了进一步完善本发明的结构，还可以包括气动系统、燃气燃油加热系统、控温系统、机械控制系统、燃气及燃油回收系统等辅助装置。均可采用专利申请号200710061677.6的中国专利中公开的结构。

Claims (5)

1.一种气、油混合式裂解炉，包括物料提升机(1)、裂解仓(2)、冷却仓(3)及其下方的分拣系统，裂解仓(2)出料口与冷却仓(3)进料口连通，其特征是裂解仓(2)由两个同心桶体相互套接而构成，其中内桶作为裂解仓的物料裂解腔(4)，外桶与内桶之间的间隙作为燃烧加热腔(5)；物料裂解腔(4)上方设有与其相通的裂解气内循环出气管(6)，裂解气内循环出气管(6)与离心风机(7)进风口连接，离心风机(7)的出风口连接有回风管(8)，回风管(8)下端与物料裂解腔(4)底部的回风孔连接；燃烧加热腔(5)底部安装与燃气加热系统相连的燃烧室(9)以及与燃烧室(9)相通的燃烧器(10)，燃烧加热腔(5)上部设有与排烟烟囱(11)连接的排烟口(12)，物料裂解腔(4)底部设有导风罩(14)。

2.根据权利要求1所述的气、油混合式裂解炉，其特征是所述回风管(8)由上段及下段经膨胀节(13)连接而成，下段末端与回风孔连接。

3.根据权利要求1或2所述的气、油混合式裂解炉，其特征是所述燃烧器(10)为气、油混用燃烧器。

4.根据权利要求1或2所述的气、油混合式裂解炉，其特征是所述冷却仓(3)侧壁设置冷却喷射口(15)，位于冷却仓(3)外的干冰瓶(16)经调压阀(17)及高压软管(18)并穿过冷却仓(3)仓体钢板与冷却喷射口(15)连接。

5.根据权利要求1或2所述的气、油混合式裂解炉，其特征是裂解仓(2)上方增设物料滑道(19)，物料滑道上部设有与物料提升机(1)连接的导向槽板(20)，物料滑道(19)下部开有出料口，出料口与裂解仓进料口连通。

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