CN104059683A - 一种废旧橡胶连续波裂解装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废旧橡胶连续波裂解装置，包括支架、安装在支架上的微波裂解机构、与微波裂解机构相连的进料机构和出料机构，微波裂解机构包括安装在支架上的裂解腔体、安装在裂解腔体顶部的微波加热装置；裂解腔体包括安装在裂解腔体内部的裂解传输机构，裂解传输机构承载并传输进料机构输送进来的物料，裂解腔体两端下部分别与出料机构相连，裂解腔体与水平方向呈5-10°倾斜安装，且裂解腔体进料端低于另一端；本发明还涉及一种利用上述装置进行连续微波裂解的方法；本发明的有益效果是裂解装置紧凑可靠、可实现连续化，可提高裂解产物的品质和工作效率。

Description

一种废旧橡胶连续波裂解装置及方法

技术领域

本发明属于微波裂解领域，尤其涉及一种废旧橡胶连续波裂解装置，以及使用该装置进行波裂解的方法。

背景技术

目前，废旧橡胶的回收再利用一般采用热裂解技术进行处理，常规的热裂解方法就是利用外部热源通过热传导或热辐射方式，在高温状态下进行裂解，其中气相产品进入洗涤塔冷凝冷却，冷凝下来的燃料油品经冷却后送罐区储存，不可凝的轻组分回收做为热裂解炉的燃气。这种方法是在高温下完成，在裂解的均匀性、裂解产物的品质、裂解效率、裂解工作环境诸方面都存在缺陷，制约了大范围地推广应用。近年来，微波裂解技术得到广泛的关注，微波裂解技术利用微波将高分子聚合物的化学键打断，分离得到裂解产物。由于微波具有很强的穿透性，废旧橡胶在裂解过程中物料的表层和内部几乎同时加热，加热速度快，加热均匀。这种裂解方法还避免了对环境的再次污染，且裂解产物的品质有所提升。

中国专利文献中，公开号为CN103333709A、名称为圆盘式微波连续裂解装置及裂解废旧橡胶的方法的文献中公开了一种技术方案(具体参见说明书全文)，包括依次连接的供料组件、微波裂解组件、出料组件和控制组件，微波裂解组件包括微波发生器、裂解腔体、非金属密封板将裂解腔体分隔成上下两部分、位于裂解腔体下部的旋转圆盘、与圆盘驱动电机驱动旋转配合，微波发生器布置在裂解腔体上面的圆形法兰上。

上述技术方案实现了废旧橡胶波裂解反应的连续性，提高了微波裂解效率。但是上述方案采用圆盘式裂解腔体，在圆盘上添加物料时难以保证铺设厚度的均匀一致，易造成裂解不均匀，且圆盘在高温环境下易变形，采用环形导轨支撑也难以避免上述问题，增加了设备的复杂性，维护困难。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种废旧橡胶连续波裂解装置及方法，目的是提供一种简易可靠的、可实现连续化裂解的装置，提高裂解产物的品质和工作效率。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是一种废旧橡胶连续波裂解装置，包括支架、安装在支架上的微波裂解机构、与微波裂解机构相连的进料机构和出料机构，微波裂解机构包括安装在支架上的裂解腔体、安装在裂解腔体顶部的微波加热装置；裂解腔体包括安装在裂解腔体内的裂解传输机构，裂解传输机构承载并传输进料机构输送进来的物料，裂解腔体两端下部分别与出料机构相连，裂解腔体与水平方向呈5-10°倾斜安装，且裂解腔体进料端低于另一端。

和现有技术相比，本方案基于连续裂解的构思，对微波裂解机构进行改进，考虑到裂解后产物的储存，在裂解腔体两端下部设置了两个与裂解腔体相通的出料机构，用于存储裂解产物；废旧橡胶裂解产物主要有燃气、炭黑、裂解油，为了实现连续化生产，需要连续进料，同时需要将裂解产物分别储存、输送，尤其是炭黑与裂解油需要分别储存。为此，本方案设计了裂解传输机构，裂解传输机构既满足了废旧橡胶的连续输送，又有利于裂解物料的分类储存。裂解腔体整体倾斜安装，进一步实现了裂解物料的分类储存。

基于上述方案，本发明还做了如下改进：

裂解传输机构包括安装在裂解腔体上的主动辊筒、从动辊筒，安装在两辊筒之间的刮板输送链、安装在两辊筒之间用于承载刮板输送链的链条托板，及驱动主动辊筒转动从而实现刮板输送链运转的驱动装置。本改进方案中刮板输送链与链条托板相配合，刮板输送链在两辊筒的带动下运转，从而带动物料前进，在微波照射下完成裂解。刮板输送链带动物料运转到裂解腔体另一端的辊筒处时，刮板输送链回返，裂解固体产物落入炭黑暂存仓；裂解产生的气体部分在链条托板下方冷凝后，沿腔体倾斜壁流入裂解油暂存仓。

刮板输送链由两链条和均匀分布在链条上连接并垂直两链条的刮板组成。本改进方案是对刮板输送链的进一步改进，本方案链条输送链仅由两链条和均匀分布在链条上的、垂直链条的刮板组成，刮板随着链条运动时，与链条托板相配合、推动位于链条托板上的物料移动。

链条托板为两层合成，上层为非金属材料，下层为不锈钢材料。

出料机构包括位于裂解腔体下部、废旧橡胶进料端侧的油料暂存仓，位于裂解腔体下部、废旧橡胶进料端对侧的炭黑暂存仓，与炭黑暂存仓相连的螺旋输送机，与油料暂存仓相连的裂解油出口管路，分别安装油料暂存仓和炭黑暂存仓内的上、下料位计，设在油料暂存仓下端的裂解油出口管路及安装在裂解腔体上部的裂解气出口管路；

本改进方案为了实现未冷凝裂解气体、炭黑、油料的排出，在裂解腔体侧面设有裂解气出口管路。在油料暂存仓和炭黑暂存仓内设有上、下料位计。当炭黑暂存仓料达到上料位计时，与暂存仓相连的螺旋输送机启动，将裂解固体产物炭黑排出，直至炭黑到达下料位计的位置，始终保持下料位计高度的目的是为了保证整个裂解腔体的气密性。油料暂存仓的上、下料位计的作用同炭黑暂存仓类似。

裂解腔体与进料机构相连处至少设置两处并联的可转动的、用于挡波隔热的挡板；本改进方案是为了防止微波外泄，同时防止腔体内的热量传递到进料端，造成进料机构中的胶料受热发粘，不利于下料。

进料机构包括废旧橡胶储仓，以及设置在废旧橡胶储仓下端、与裂解腔体相连的数台并联的输送机；本改进方案是为了保证物料输送的连续性，数台输送机并行输送保证稳定、均匀下料，同时调整输送机的转速可改变胶料的厚度。

废旧橡胶储仓内设置搅拌装置，输送机为螺带式输送机；本改进方案是为了进一步提高下料的稳定性。

本发明还提供一种使用所述装置进行废旧橡胶裂解的方法，包括进料机构将废旧橡胶搅拌后均匀输送至裂解腔体中不停运转的裂解传输机构上，废旧橡胶在裂解传输机构的运转和微波加热装置的照射下被裂解，裂解固体产物落至炭黑暂存仓，裂解油在裂解腔体的底部冷凝后流入油料暂存仓，裂解气经裂解气出口管路导出，连续重复上述步骤，当炭黑暂存仓或油料暂存仓的物料达到上料位计的位置时，自动将物料输出直至物料到下料位计处。

通过调节螺带式输送机的转速实现裂解传输机构上铺设不同厚度废旧橡胶以及调节主动辊筒的驱动装置的转速实现调整裂解传输机构的运动速度。

附图说明

图1是本发明的主立面结构示意图

图2是本发明的图1的俯视结构示意图

图3是本发明的图1的左视结构示意图

图中，1.裂解腔体；2.刮板输送链；3.链条托板；4.主动辊筒；5.炭黑上料位计；6.炭黑下料位计；7.炭黑暂存仓；8.支架；9.微波发生器；10.波导管；11.挡板；12.搅拌装置；13.废旧橡胶储仓；14.螺带式输送机；15.从动辊筒；16.裂解油上料位计；17.裂解油下料位计；18.裂解油出口管路；19.油料暂存仓；20.电机；21.保温层；22.螺旋输送机；23.裂解气出口管路。

具体实施方式

本发明为了实现废旧橡胶波裂解反应的连续化、及提高裂解产物的品质和生产效率，其总的构思是这样的：结合废旧橡胶微波裂解工艺的特点，将微波裂解机构进行了改进；考虑到物料的密闭输送、裂解产物的储存、输出等工艺要求，将进出料机构和微波裂解机构进行组合，并且优化具体组合方式，最终实现本发明。

下面将结合具体实施例和附图对本发明做详细说明。

实施例

如图1、2所示，本发明包括支架8、安装在支架8上的微波裂解机构、与微波裂解机构相连的进料机构和出料机构，微波裂解机构包括安装在支架8上的裂解腔体1、安装在裂解腔体1顶部的微波加热装置；裂解腔体1包括安装在裂解腔体内的裂解传输机构，裂解传输机构承载进料机构输送进来的物料，裂解腔体1两端下部分别与出料机构相连，裂解腔体1与水平方向呈5-10°倾斜安装，且裂解腔体1进料端低于另一端。

裂解传输机构包括安装在裂解腔体1上的主动辊筒4、从动辊筒15，安装在两辊筒之间的刮板输送链2、安装在两辊筒之间用于承载刮板输送链2的链条托板3，及驱动主动辊筒转动从而实现刮板输送链2运转的电机20；刮板输送链2由两链条和均匀分布在链条上连接并垂直两链条的刮板组成；链条托板3由两层材料合成，上层为非金属材料、下层为不锈钢材料。

裂解腔体1与螺带输送机14相连处至少设置两处并联的可转动的、用于挡波隔热的挡板11；裂解腔体1外部设有保温层21，用于保证裂解腔体内的温度满足裂解条件，避免对外散热；裂解腔体1上还设有压力表、温度表和氧分仪用于检测裂解腔体1内的压力、温度大小及氧分含量(本发明图中未体现)。

微波加热装置安装在裂解腔体1顶部，包括微波发生器9和波导管10，均匀分布。微波加热装置沿裂解腔体1的纵切面每组布置3-6套为宜，在裂解反应时，可根据需要全部或部分开启微波发生器。

出料机构包括位于裂解腔体1下部、废旧橡胶进料端的油料暂存仓19，以及位于裂解腔体1下部、废旧橡胶进料端对侧的炭黑暂存仓7。与油料暂存仓19相连的裂解油出口管路18，与炭黑暂存仓7相连的螺旋输送机22。油料暂存仓内设有用于检测裂解油存储量的裂解油上料位计16、裂解油下料位计17，裂解油下料位计17是为了保证裂解腔体的气密性而设置。炭黑暂存仓7内装有用于检测炭黑存储量的炭黑上料位计5、炭黑下料位计6，炭黑下料位计16是为了保证炭黑暂存仓7始终保持一定量的炭黑，以便炭黑在此进一步裂解挥发残余油气，同时可以形成仓体封料，保证裂解腔体的气密性。

油料暂存仓7下端设有裂解油出口管路18，炭黑暂存仓下设螺旋输送机22，裂解气出口管路23安装在裂解腔1的侧面。

进料机构包括废旧橡胶储仓13，以及设置在废旧橡胶储仓13下端、与裂解腔体1相连的数台并联的螺带式输送机14；废旧橡胶储仓13内设置用于搅拌废旧橡胶的搅拌装置12。本实施例中采取了三台并联的螺带式输送机14，这种设置方式可保证废旧橡胶能够稳定、均匀地下料。

本发明实现废橡胶裂解的方法，包括在开始裂解反应前，首先通过废旧橡胶储仓13和螺带式输送机14向炭黑暂存仓7中放入部分炭黑至下料位计6。随着微波加热装置的开启，炭黑与裂解腔体1内的氧气反应，消耗了裂解腔体1内的氧气同时还产生热量，提高了裂解腔体1内的温度。当压力表、温度表、氧分仪上的指标达到裂解要求时，螺带输送机14将废旧橡胶搅拌后均匀输送至裂解腔体1中连续运转的裂解传输机构上，废旧橡胶在裂解传输机构地前进和微波加热装置地照射下被裂解，裂解固体产物落至炭黑暂存仓7，部分裂解油气在裂解腔体1的底部冷凝后流入油料暂存仓19，部分裂解油气经裂解气出口管路23导出，连续重复上述步骤，当炭黑暂存仓7达到上料位计5的高度或油料暂存仓19的物料达到上料位计16的高度时，自动将物料输出直至物料到下料位计处。

通过调节螺带式输送机14的转速可实现裂解传输机构上铺设不同厚度的废旧橡胶，以及调节驱动主动辊筒4运转的电机20的转速可实现调整裂解传输机构的运动速度。

Claims (10)

1.一种废旧橡胶连续波裂解装置，包括支架、安装在支架上的微波裂解机构、与微波裂解机构相连的进料机构和出料机构，微波裂解机构包括安装在支架上的裂解腔体、安装在裂解腔体顶部的微波加热装置，其特征在于：裂解腔体包括安装在裂解腔体内的裂解传输机构，裂解传输机构承载进料机构输送进来的物料，裂解腔体两端下部分别与出料机构相连，裂解腔体与水平方向呈5-10°倾斜安装，且裂解腔体进料端低于另一端。

2.根据权利要求1所述的废旧橡胶连续波裂解装置，其特征在于：裂解传输机构包括安装在裂解腔体上的主动辊筒、从动辊筒，安装在两辊筒之间的刮板输送链、安装在两辊筒之间用于承载刮板输送链的链条托板，及驱动主动辊筒转动从而实现刮板输送链运转的驱动装置。

3.根据权利要求2所述的废旧橡胶连续波裂解装置，其特征在于：刮板输送链由两链条和均匀分布在链条上连接并垂直两链条的刮板组成。

4.根据权利要求2所述的废旧橡胶连续波裂解装置，其特征在于：链条托板由两层材料合成，上层为非金属材料、下层为不锈钢材料。

5.根据权利要求1或2所述的废旧橡胶连续微波裂解装置，其特征在于：出料机构包括位于裂解腔体下部、废旧橡胶进料端的油料暂存仓，位于裂解腔体下部、废旧橡胶进料端对侧的炭黑暂存仓，与炭黑暂存仓相连的螺旋输送机，与油料暂存仓相连的裂解油出口管路，分别安装在油料暂存仓内和炭黑暂存仓内的上、下料位计，设在油料暂存仓下端的裂解油出口管路及安装在裂解腔体上的裂解气出口管路。

6.根据权利要求1或2所述的废旧橡胶连续波裂解装置，其特征在于：裂解腔体与进料机构相连处至少设置两处并联的可转动的、用于挡波隔热的挡板。

7.根据权利要求1或2所述的废旧橡胶连续波裂解装置，其特征在于：进料机构包括废旧橡胶储仓，以及设置在废旧橡胶储仓下端、与裂解腔体相连的数台并联的输送机。

8.根据权利要求7所述的废旧橡胶连续波裂解装置，其特征在于：废旧橡胶储仓内设置搅拌装置，输送机为螺带式输送机。

9.一种利用权利要求1-8所述装置实现废旧橡胶裂解的方法，其特征在于：包括进料机构将废旧橡胶搅拌后均匀输送至裂解腔体中不停运转的裂解传输机构上，废旧橡胶在裂解传输机构的运转和微波加热系统的照射下被裂解，裂解固体产物落至炭黑暂存仓，裂解油在裂解传输机构的底部冷凝后流入油料暂存仓，裂解气经裂解气出口管路导出，连续重复上述步骤，当炭黑暂存仓或油料暂存仓的物料达到上料位计的检测高度时，自动将物料输出直至物料到下料位计处。

10.根据权利要求9所述的废旧橡胶裂解方法，其特征在于：通过调节螺带式输送机的转速实现裂解传输机构上铺设不同厚度废旧橡胶以及调节主动辊筒的驱动装置的转速实现调整裂解传输机构的运动速度。