CN102186949A - 废轮胎回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废轮胎回收系统，该系统包括：热解炉，其将投入的废轮胎使用载气并通过直接加热方式进行分解；集油单元，其冷却并凝结在所述热解炉产生的高热蒸汽，并收集油；所述废轮胎回收系统进一步包括：载气循环管线，其经由所述热解炉和集油单元，再次循环到热解炉；载气循环供给装置，其连接于所述载气循环管线且设有测量所述热解炉内的温度和载气循环管线内的压力的检测组件，载气循环供给装置收集并储藏在所述热解炉产生的不凝性气体，并将所述不凝性气体选择性地供给到热解炉并将所述不凝性气体用作载气。

Description

废轮胎回收系统
技术领域
本发明涉及一种将工业废弃物的废轮胎通过加热方式进行热分解，并提取各种能源的废轮胎回收系统，尤其涉及一种由于将在热分解过程中产生的不凝性气体作为载气循环使用的废轮胎回收系统，因此经济效果好，并可以良好地改善提取油的收率。
背景技术
近几年，随着汽车的普及，轮胎的需要递增，废轮胎的量也随此增加。
众所周知，废轮胎是主要为合成高分子化合物，发热量达34MJ/kg，其高于煤炭的标准热量的29MJ/kg。另外，轮胎块平均由如下构成；除铁心及尼龙等织物外，SBR共聚物(styrene-butadiene copolymer)43.5wt％，炭黑32.6wt％，油21.7wt％，硫磺以及氧化锌的添加剂2.2wt％。
燃烧所述构成的废轮胎时，产生污染环境物质的硫氧化物、未燃碳氢化合物、废气等，因此由环境部禁止作为燃料使用。
据此，提出除燃烧外可利用废轮胎的方法，可被用作人行道块料、再生轮胎、再生橡胶、人工礁、各种构造物的缓冲物等，但其利用范围有限，因为回收时的产品成形过程中，不仅发生废弃物及公害，而且废弃这些产品时存在因废弃物会污染环境的问题。
另外，人们也尝试不回收废轮胎而产生燃料化的方法，但是，为了使废轮胎燃料化使用用于热分解废轮胎的热解炉，此时根据所述热解炉的加热方式大致分为直接加热方式和间接加热方式。
所述直接加热式热解炉存在因加热废轮胎时发生的火花和加热炉内的空气中所含有的氧气发生化学反应而导致爆发的危险，并且，在直接加热时产生的油含有水分和玻璃碳，因此存在所述抽取油的质量降低的问题点。
所述间接加热方式与所述直接加热方式相比虽没有爆发的危险，但其热效率低而将以副产物获得的油大部分作为燃料使用，因此存在废轮胎的回收系统的经济性降低，很难处理以副产物获得的碳的问题。
为解决所述问题，曾由本申请人先行申请的大韩民国第10-0628890号的“废轮胎的回收系统”已授权。
由本申请人先行申请的废轮胎的回收系统，包括：热分解单元，作为载气使用二氧化碳(CO2)或氮(N2)并通过直接加热在热解炉热分解投入的废轮胎；碳处理单元，粉碎在所述热解炉中热分解而被分离的分解残物，并分离为碳和铁心；集油单元，冷却并凝结在所述热解炉中热分解而分离出来的废气并分离油成分；碳处理单元，烧结通过所述碳处理单元分离的碳，并利用此时发生的高温废气生产高压蒸汽之后，使蒸汽涡轮和吸收式冷冻机运行并生产电和冷水；废气处理单元，洗净在所述碳处理单元中使用之后被排出的废气排放无公害的气体，其中分离局部CO2或N2并回收。
如所述构成的废轮胎回收系统，由于使用利用载气的直接加热方式的热解炉，因此，防止热解炉爆发的同时可以抽取高纯度油，所述高纯度油中不含有水分和玻璃碳。
但是，本申请人的先行案件的废轮胎的回收系统，虽然通过直接加热方式进行热分解，但是由于使用二氧化碳(CO2)或氮(N2)，因此需要用于供给及排出载气的另外装置，还需要随时补充二氧化碳(CO2)或氮(N2)气的另外装置，所以存在会加重初期的设备投资费用，而且，需要确保设置用于供给二氧化碳(CO2)或氮(N2)气的装置以及设备的空间的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过将在废轮胎的热分解过程中产生的不凝性气体作为载气使用，可以提高经济性的废轮胎的回收系统。
本发明的另一目的在于提供一种由于可通过简单的设备燃烧并消除不凝性气体中所含有的氧气，因此可以提高集油收率，并且具有高品质的经济性的废轮胎的回收系统。
根据本发明的废轮胎回收系统包括：热解炉，其将投入的废轮胎使用载气并通过直接加热方式进行分解；集油单元，其冷却并凝结在所述热解炉产生的高热蒸汽，并收集油；其中，进一步包括：载气循环管线，经由所述热解炉和集油单元，再次循环到热解炉；载气循环供给装置，其连接于所述载气循环管线且设有测量所述热解炉内的温度和载气循环管线内的压力的检测组件，载气循环供给装置收集并储藏在所述热解炉产生的不凝性气体，并将所述不凝性气体选择性地供给到热解炉并将所述不凝性气体用作载气。
作为本发明的优选一特征，所述载气循环供给装置包括：测压器和测温器，以用作检测组件：测压器测量所述载气循环管线的内部压力；测温器测量所述热解炉内的温度。
作为本发明的优选另一特征，所述载气循环供给装置，包括：不凝性气体储罐，其连接于所述载气循环管线，选择性地接受不凝性气体并储藏；阀，其设于连接所述不凝性气体储罐和所述载气循环管线的管路内，并选择性地将所述载气循环管线内的不凝性气体供给到不凝性气体储罐或者相反的将已储藏的不凝性气体供给至载气循环管线。
作为本发明的优选其它另一特征，所述载气循环供给装置，在所述载气循环管线内的压力为100mmAq以上，所述热解炉内的分解温度为200℃以上时，将流动在所述载气循环线管内的不凝性气体储藏在不凝性气体储罐。
作为本发明的优选其它另一特征，在所述载气循环管线内设置有除氧加热装置，所述除氧加热装置包括为了燃烧包含于不凝性气体中的氧气通过供给电源选择性地发热的电热线。
作为本发明的优选其它另一特征，所述除氧加热装置是包括可发热成300℃以上的热线的电加热器。
本发明的特征及优点可通过基于附图的详细说明将会更加明确，本说明书及申请专利范围中所使用的术语及单词不得解释为通常的辞典上的概念。为了以最佳的方法说明本发明，可适当地定义术语的概念，应解释为符合本发明的技术思想的概念。
根据本发明，由于收集在燃烧投入到热解炉内部的废轮胎的过程中产生的不凝性气体并将其用作载气，因此不需要现有供给由二氧化碳(CO2)或氮(N2)而成的载气的另外的载气供给装置或设备，因此可以减轻初期的设备投资费用以及系统保修费用，其结果可以提高经济效果。
而且，可通过除氧加热装置将氧气与不凝性气体一同燃烧，由此通过除氧可以大幅度提高抽油的收率，并期待工业上的利用效果。
附图说明
图1是表示根据现有技术的废轮胎回收系统的概略结构的模式图。
图2是表示根据本发明的废轮胎回收系统的概略结构的模式图。
图3是用于说明根据本发明的废轮胎回收系统的结构的构成图。
图中
1：热解炉，2：粉碎机，3：输送链，4：碳储藏槽，5：铁心储藏槽，6：冷凝器，7：油箱，8：旋风分离器，9：第三次分离箱，10：碳炉，11：第一次热交换器，12：第二次热交换器，13：蒸气涡轮，14：吸收式冷冻机，15：高压泵，16：洗涤塔，17：载气分离装置，18：气体循环鼓风机
具体实施方式
所述本发明的目的、特征及优点通过以下详细说明将会更加明确。
以下根据图示说明本发明优选实施例。
首先，图中，以同样的符号表示相同的构成组件。说明本发明时，为了使本发明的要旨更加明确，省略相关公知功能及构成的具体说明。
图2及图3是为说明根据本发明的废轮胎回收系统的整体结构的模式图。
首先，说明主要组件的符号。
符号1是热解炉1，热解炉1使用二氧化碳(CO2)，氮(N2)等气体作为载气，通过直接加热进行热分解，在所述热解炉1的上部一侧设置用于投入废轮胎的投入口，在其一侧设置热解时产生的高热蒸气循环的排出口以及在初期起动时排出空气的空气排出口，在其下部设置排出被热分解的分解残物的排出口。
符号2是粉碎机，其设置在所述热解炉1的排出口下方，粉碎热分解残物，符号3是分离被粉碎的碳及铁心的输送链，符号4是分别储藏在所述输送链3分离的碳及铁心的碳储藏槽4以及铁心储藏槽5。
符号6是冷凝器，其冷却及凝结通过所述热解炉1的排出口排出的高热蒸气，符号7是油箱，其收集在冷却及凝结过程中分离的油，符号8是旋风分离器，其收集未在冷却及凝结过程中收集而与载气一同如气体一样移动的油成份。
符号9是第三次分离箱，其使在所述旋风分离器8也未收集的油成份(油雾)以曝气式与液化油直接接触进行回收(收集)。
符号10是碳炉，其是通过自身发热烧结来自所述碳储藏槽4的碳，符号11是第一次热交换器，接受在所述碳炉10产生的高温废气，将被冷却的载气加热为高温之后，再将高温载气供给至所述热解炉1。符号12是第二次热交换器，其利用通过所述1次热交换器11的废气制作高压蒸汽，符号13是蒸气涡轮，其利用高压蒸汽发电。
符号14是冷冻机，其用于所述蒸气涡轮13，利用所排出的低压蒸气(大约5Kg/cm2)生产冷却水并使之冷结，符号15是高压泵，其抽泵凝结水，并使之循环在所述第二次热交换器12。
符号16是洗涤塔，其洗涤自所述第二次热交换器12排出的废气，符号18是鼓风机。
以下说明如所述构成的废轮胎回收系统的各组件的动作。
热解炉1是通过后面叙述的载气循环供给装置20接受不凝结气体，并使之作为载气使用，通过直接加热热分解废轮胎的组件，热解炉1包括投入口，经其投入废轮胎；排出口，排出被热分解的残物；排出口，排出经热分解的高热蒸气。所述热解炉1通过注入载气向外排出内部空气，排出空气之后，开放循环排出口，在废轮胎的燃烧过程中产生的不凝结气体循环。此时，所述不凝结气体的循环路径如图3中c1所示。即，在投入到热解炉1的废轮胎燃烧的过程中所产生的加热蒸气经由冷凝器6、旋风分离器8以及第三次分离箱9并通过鼓风机18以及第一次热交换器11循环至热解炉1。
热解残物处理单元，包括：粉碎机2，由一对滚轮构成，粉碎被投入至两滚轮之间的残物；输送链3，将粉碎的碳以及铁心在输送机移动时分离；碳储藏槽4及铁心储藏槽5，分别储藏在输送链3分离的碳及铁心。
集油单元自在热解炉1所发生的高热蒸气中分离提取油，包括：冷凝器6，冷却并凝结高热蒸气；油箱7，储藏通过所述冷凝器6的冷却及凝结一次分离的油；旋风分离器8，将气体状态的油成份以强烈的漩涡进行第二次收集，并使之传送至所述油箱7；第三次分离箱9，使于所述旋风分离器8未收集的油成份以曝气式直接与液化油接触进行回收并收集。
碳处理单元，包括：碳炉10，烧结自碳储藏槽4供给的碳生产高温废气；第一、二次热交换器11、12，高温加热废气；蒸气涡轮13，接受自第二次热交换器产生的高压蒸汽发电；吸收式冷冻机14，接受低压蒸气产生凝结水；高压泵15，使凝结水循环在第二次热交换器12。
所述构成与由本申请人的先行授权案件的废轮胎回收系统的构成大同小异。只是，本发明并非另外具备用于供给及循环由二氧化碳或氮构成的载气的装置或设备，而是收集在废轮胎的燃烧过程中自然产生的不凝性气体，并将其作为载气循环供给，从而构成可提高经济性以及抽油收率的载气循环供给装置20以及除氧加热装置30。这是本发明的特征。
本发明的载气循环供给装置20连接于载气循环管线c1。
此处，所述载气循环管线c1是指经由热解炉1和集油单元后再次循环到热解炉1的路径，图中用符号c1表示。
设于所述载气循环管线c1的载气循环供给装置20具备测量所述热解炉1内的温度和所述载气循环管线c1内的压力的检测组件，并具有以下作用，即，收集在所述热解炉1中产生的不凝性气体并储藏，然后将其选择性地循环供给到热解炉1侧。
此时，所述载气循环供给装置20，作为检测组件具备：测压器21，其测量所述载气循环管线c1的内部压力；测温器23，其测量所述热解炉1内的温度。此时的所述测压器21和测温器23可通过公知的机械或电子传感器实现，因此省略详细说明。
并且，所述载气循环供给装置20，包括：储罐27，其连接于所述载气循环管线c1，选择性地接受不凝性气体并储藏；阀25、29，其设于连接所述不凝性气体储罐27和所述载气循环管线c1的管路内，并选择性地将不凝性气体供给到所述不凝性气体储罐27或者将已储藏在所述不凝性气体储罐27的不凝性气体传送至所述载气循环管线c1，并供给到所述热解炉1侧。
另外，所述载气循环供给装置20，在投入到所述热解炉1内部的废轮胎燃烧的过程中为了判断不凝性气体的产生与否，作为所述检测组件使用测压器21和测温器23。
本发明中，设于所述载气循环管线c1并测量其内部压力的测压器21为设定值100mmAq以上，且测量所述热解炉1内的温度的测温器23为设定值200℃以上时，判断在所述热解炉1产生不凝性气体，从而在阀25、29中打开图3的符号25的阀，连接所述载气循环管线c1和不凝性气体储罐27，使一侧的冷凝器(省略图示)运作从而将流动在所述载气循环管线c1内部的不凝性气体供给到不凝性气体储罐27并进行储藏。
与此相反，所述测压器21和测温器23低于设定值时，关闭对应于符号25的阀，并开放对应于符号29的阀，使储藏于所述不凝性气体储罐27内的不凝性气体传送到载气循环管线c1，并供给到所述热解炉1。
另外，本发明为了去除热解炉1内的残氧，在所述载气循环管线c1上进一步设置除氧加热装置30。
即，在所述载气循环管线c1内设置有除氧加热装置30，所述除氧加热装置包括为了燃烧包含于不凝性气体中的氧气通过供给电源选择性地发热的电热线。所述除氧加热装置30可以使用包括热线的电热器，所述热线优选发热300℃以上。
本发明将适用部位以搬运车为例进行了说明，但是并不限定于所述实施例，也可以改变适用部位使用，可以设想，本领域的技术人员可在本发明的思想以及范围内进行各种修改及变形。因此，所述变形例或修改例应属于本发明的权利要求范围。

Claims (6)

1.一种废轮胎回收系统，其包括：热解炉，其将投入的废轮胎使用载气并通过直接加热方式进行分解；集油单元，其冷却并凝结在所述热解炉产生的高热蒸汽，并收集油；所述废轮胎回收系统进一步包括：
载气循环管线，其经由所述热解炉(1)和集油单元，再次循环到热解炉；
载气循环供给装置(20)，其连接于所述载气循环管线(c1)且设有测量所述热解炉(1)内的温度和载气循环管线(c1)内的压力的检测组件，载气循环供给装置(20)收集并储藏在所述热解炉(1)产生的不凝性气体，并将所述不凝性气体选择性地供给到热解炉(1)并将所述不凝性气体用作载气。
2.根据权利要求1所述的废轮胎回收系统，其特征在于：
所述载气循环供给装置(20)具备：测压器(21)和测温器(23)，以用作检测组件；
所述测压器(21)测量所述载气循环管线(c1)的内部压力；
所述测温器(23)测量所述热解炉(1)内的温度。
3.根据权利要求1所述的废轮胎回收系统，其特征在于：
所述载气循环供给装置(20)，包括：
不凝性气体储罐(27)，其连接于所述载气循环管线(c1)，选择性地接受不凝性气体并储藏；
阀(25、29)，其设于连接所述不凝性气体储罐(27)和所述载气循环管线(c1)的管路上，并选择性地将所述载气循环管线(c1)内的不凝性气体供给到不凝性气体储罐(27)或者相反地将已储藏的不凝性气体供给至载气循环管线(c1)。
4.根据权利要求1所述的废轮胎回收系统，其特征在于：
在所述载气循环管线(c1)内的压力为100mmAq以上，所述热解炉(1)内的分解温度为200℃以上时，所述载气循环供给装置(20)将流动在所述载气循环线管(c1)内的不凝性气体储藏在不凝性气体储罐(27)。
5.根据权利要求1所述的废轮胎回收系统，其特征在于：
在所述载气循环管线(c1)内设置有除氧加热装置(30)，所述除氧加热装置包括电热线，通过选择性地供给电源而加热，从而将包含于不凝性气体中的氧气燃烧掉。
6.根据权利要求5所述的废轮胎回收系统，其特征在于：
所述除氧加热装置(30)是包括可发热至300℃以上的电热线的电加热器。
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