CN104789268A

CN104789268A - 一种橡胶气化装置及运行方法

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Publication number: CN104789268A
Application number: CN201510199678.1A
Authority: CN
Inventors: 赵今勇; 王友才; 于培峰
Original assignee: Tian Tuo Technology Co Ltd Of Beijing Siwei
Current assignee: Tian Tuo Technology Co Ltd Of Beijing Siwei
Priority date: 2015-04-25
Filing date: 2015-04-25
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2035-04-25
Also published as: CN104789268B

Abstract

一种橡胶气化装置，包括热解气化室、密封进料口、气化室、净化室等。热解气化室底部收缩为渣室，渣室出口水封。热解气化室底部设炉篦，炉篦底部与进风管出口端焊接形成风室。炉篦中间固定支撑，四周与热解气化室内壁之间有落渣通道，左右或前后侧落渣通道设两组逆向旋转且在落渣通道内均为向下旋转的齿状拨轮。气化室为两端窄中间宽的结构，净化室中部设脱污板。本发明为梯级热解气化，强化橡胶热解气化的效果，可获得中热值合成气。

Description

一种橡胶气化装置及运行方法

技术领域

本发明涉及的是一种橡胶气化装置及橡胶气化方法。

背景技术

随着废轮胎的日益增多，废轮胎废橡胶的处理得到了越来越多的关注。废橡胶热解、气化由于在处理废橡胶的同时能获得焦油和合成气或单独获得合成气，相比燃烧更受到青睐。高温热解多以产油为主，气化则以气态产物为主。目前有固定床和流化床等多种方式的橡胶或轮胎气化炉。固定式炉床容易造成物料堆积在底部，而流化床属于等温气化。

发明内容

本发明提供了一种梯级热解气化的橡胶气化炉装置，以及相应的橡胶气化方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种橡胶气化装置，包括热解气化室、密封进料口、炉篦、进风管、气化室和净化室；所述密封进料口位于热解气化室的顶部；热解气化室底部收缩形成渣室，渣室底部出口插入渣水封槽的液面下；热解气化室底部收缩处，即渣室顶部设置炉篦。炉篦中间固定支撑，四周与热解气化室内壁之间有落渣通道。进风管从渣室进入热解气化室，进风管出口位于炉篦下方；进水管出口端与炉篦底部焊接密封，形成风室。按气流方向，热解气化室上部与气化室前端相连，气化室后端与净化室相连。所述净化室底部设有下落管，下落管插入净化水封槽的液面下，净化室中部设置脱污板，脱污板上装填脱污剂；净化室顶部设脱污剂进料口。所述热解气化室下部设有第一气化剂口，热解气化室上部设有第二气化剂口。

上述技术方案中，所述热解气化室底部设有两组逆向旋转且在落渣通道内均为向下旋转的齿状拨轮；所述齿状拨轮对称地设在热解气化室底部的左右两侧或者前后两侧。所述齿状拨轮齿高小于20mm，即外齿半径R与内齿半径r之差（R-r）<20mm；齿状拨轮外轮廓与炉篦之间的落渣通道宽度L为100-200mm。

上述技术方案中，所述气化室内壁敷设耐火材料；气化室两端窄中间宽，中间设一个以上气体隔离墙；所述气化室前端设置第三气化剂口。

上述技术方案中，所述炉篦为梯级结构的倒钟形，梯级台面为倾斜状，倾斜状台面与水平方向的夹角a<60°，梯级的竖直面设有出气孔。

本发明提供的一种橡胶气化方法，其特征在于：

1）使橡胶颗粒批次从热解气化室顶部的密封进料口落入热解气化室的炉篦上；

2）进风管从热解气化室底部的渣室通入，进风管出口位于炉篦下方形成的风室；空气或者富氧由进风管送入风室，从炉篦上的出气孔穿过炉篦上的橡胶颗粒，使橡胶颗粒发生热解。通过调节氧化剂（空气或富氧）量，使橡胶颗粒料层温度为200-450℃，生成油和热解气；无法热解的炭黑、金属丝在向下拨转运动的齿状拨轮的拨动下，从炉篦与热解气化室内壁之间的落渣通道掉入渣室；

3）热解气化室下部设有第一气化剂口，第一气化剂口位于炉篦上方；热解气化室上部还设有第二气化剂口；从第一气化剂口和第二气化剂口通入气化剂，气化剂为空气和水蒸气，或富氧和水蒸气，使橡胶热解气及携带的焦油逐级气化；通过调节气化剂的量调节热解气化室内温度为800-1000℃；

4）橡胶热解气化后的气体混合物从热解气化室顶部进入气化室；气化室前端的第三气化剂口喷入气化剂，气化剂为空气和水蒸气，或富氧和水蒸气，使气体混合物彻底气化；通过调节气化剂的量调节气化室内温度为1000-1200℃；

5）气化后的气体混合物进入到气化室后端相连的净化室，气体混合物经过装有填料的脱污板后，粘附的固体悬浮物被阻隔，气体里的H₂S被吸收脱除，净化后的气体进入后续收集系统；脱污剂从净化室顶部的脱污剂进料口装填或者补充。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：1）炉篦的应用强化了橡胶热解的效果，减少团聚；2）梯级热解气化兼顾炭黑和合成气的生成，多级气化可以获得中等热值的合成气。

附图说明

图1是本发明所涉及的一种橡胶气化装置结构示意图。

图2是本发明所涉及的一种橡胶气化装置的俯视示意图：a）拨轮在左右两侧；b）拨轮在前后两侧。

图3是本发明所涉及的一种橡胶气化装置的拨轮示意图。

图中：1－热解气化室；2－密封进料口；3－炉篦；4－进风管；5－气化室；6－净化室；7－落渣通道；8a－第一气化剂口；8b－第二气化剂口；8c－第三气化剂口；9a－渣水封槽；10－脱污板；11－渣室；12－齿状拨轮；13－风室；14－脱污剂进料口。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的具体结构、运行方法和实施方法进行详细论述。

如图1所示，本发明包括热解气化室1、密封进料口2、气化室5、净化室6等。热解气化室1底部收缩形成渣室11，渣室11底部出口插入渣水封槽9a的液面下，以达到较好的密封。热解气化室1底部收缩处，即渣室11顶部设置炉篦3。炉篦3采用中间固定支撑、四周定位的方式设置。密封进料口2位于热解气化室1的顶部，橡胶颗粒批次从密封进料口2落入热解气化室的炉篦3上。进风管4从渣室11进入，进风管出口位于炉篦3下方，进水管4出口端与炉篦3底部焊接密封，形成风室13。炉篦3底部与进风管4的焊接同时起到中间支撑的作用。空气或者富氧由进风管4送入炉篦3下方的风室13。炉篦3为梯级结构的倒钟形，梯级台面倾斜，斜面与水平方向的夹角a<60°，便于橡胶或热解后的固体残余物下滑；梯级的竖直面设有出气孔。空气或者富氧从炉篦3竖直面的出气孔穿过炉篦上的橡胶颗粒，使橡胶颗粒发生热解反应。通过调节氧化剂（空气或富氧）量，使橡胶颗粒料层温度为200-450℃，生成焦油和热解气，无法热解的炭黑、金属丝顺着炉篦3的倾斜台面下落。

炉篦3四周与热解气化室1内壁之间有落渣通道7。为防止炭黑和金属丝团聚在落渣通道，热解气化室1底部设有两组齿状拨轮12，两组齿状拨轮12的旋转方向相反（如图1所示），即在落渣通道内的每组齿状拨轮12的旋转方向均为向下旋转，形成在落渣通道内的相向向下转动。如图2所示，齿状拨轮12设在热解气化室1底部的左右两侧的中部或者前后两侧的中部，为对称布置。如图2a，当齿状拨轮12在热解气化室底部1呈左右两侧对称布置时，右侧齿状拨轮12为逆时针旋转而左侧齿状拨轮顺时针旋转，两者形成相对运动，且在落渣通道7内均形成下拨的扰动。如图2b，当齿状拨轮12在热解气化室1底部的前后两侧（或称纵深方向）布置时，后方（或称里侧）齿状拨轮12为逆时针旋转而前方（或称外侧）齿状拨轮顺时针旋转，两者形成相对运动，且在落渣通道7内均形成下拨的扰动。如图3所示，齿状拨轮齿高小于20mm，即外齿半径R与内齿半径r之差（R-r）<20mm。在向下拨转运动的齿状拨轮12的拨动下，炭黑和金属丝从炉篦与热解气化室内壁之间的落渣通道7掉入渣室11。齿状拨轮外轮廓与炉篦之间的落渣通道宽度L为100-200mm，尽可能防止橡胶颗粒直接掉落渣室。

热解气化室下部设有第一气化剂口8a，第一气化剂口8a位于炉篦3上方；热解气化室上部还设有第二气化剂口8b；从第一气化剂口8a和第二气化剂口8b通入气化剂，气化剂为空气和水蒸气，或富氧和水蒸气，携带着焦油和部分粉末炭黑的热解气混合物从热解气化室1由下往上逐级气化；通过调节气化剂的量调节热解气化室内温度为800-1000℃。

按气流方向定义气化室的前后方向，气流来向为前。热解气化室1上部与气化室5前端相连，气化室5后端与净化室6相连。气化室5内壁敷设耐火材料，以便更好的蓄热实现更高的气化温度。气化室5两端窄中间宽，中间设一个以上气体隔离墙，增加反应度。气化室前端设置第三气化剂口8c，可以喷入气化剂，气化剂为空气和水蒸气，或富氧和水蒸气。橡胶热解气化后的气体混合物从热解气化室1顶部进入气化室5，在第三气化剂口8c喷入的气化剂作用下彻底气化。通过调节气化剂的量调节气化室5内温度为1000-1200℃。

气化后的气体混合物进入到气化室后端相连的净化室6，净化室中部设置脱污板10，脱污板10上装填脱污剂。脱污剂从净化室6顶部的脱污剂进料口14装填或者补充。气体混合物经过装有填料的脱污板10后，粘附的固体悬浮物被阻隔，气体里的H₂S被吸收脱除，净化后的气体进入后续收集系统。净化室6底部设有下落管，便于收集跌落的固体物质，下落管插入净化水封槽的液面下以达到密封的目的。

Claims

1.一种橡胶气化装置，其特征在于：所述装置包括热解气化室（1）、密封进料口（2）、炉篦（3）、进风管（4）、气化室（5）和净化室（6）；所述密封进料口（2）位于热解气化室（1）的顶部；热解气化室（1）底部收缩形成渣室（11），渣室（11）底部出口插入渣水封槽（9a）的液面下；热解气化室（1）底部设置炉篦（3），炉篦（3）四周与热解气化室（1）内壁之间有落渣通道（7）；进风管（4）从渣室（11）进入热解气化室（1），进风管（4）出口位于炉篦（3）下方，进风管出口端与炉篦底部焊接形成风室（13）；热解气化室（1）上部与气化室（5）前端相连，气化室（5）后端与净化室（6）相连；所述净化室（6）底部设有下落管，下落管插入净化水封槽（9b）的液面下。

2.根据权利要求1所述的一种橡胶气化装置，其特征在于：所述热解气化室（1）下部设有第一气化剂口（8a），所述热解气化室（1）上部设有第二气化剂口（8b）。

3.根据权利要求1所述的一种橡胶气化装置，其特征在于：所述热解气化室（1）底部设有两组逆向旋转的齿状拨轮（12）；所述齿状拨轮对称地设在热解气化室（1）底部的左右两侧或者前后两侧。

4.根据权利要求1或3所述的一种橡胶气化装置，其特征在于：所述齿状拨轮（12）齿高小于20mm；所述齿状拨轮外轮廓与炉篦（3）之间的落渣通道（7）的宽度L为100-200mm。

5.根据权利要求1所述的一种橡胶气化装置，其特征在于：所述气化室（5）内壁敷设耐火材料；气化室（5）两端窄中间宽，中间设一个以上气体隔离墙；所述气化室（5）前端设置第三气化剂口（8c）。

6.根据权利要求1或3所述的一种橡胶气化装置，其特征在于：所述净化室（6）顶部设脱污剂进料口（14），净化室（6）中部设置装填了脱污剂的脱污板（10）。

7.采用如权利要求1所述装置的橡胶气化方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1）使橡胶颗粒批次从热解气化室（1）顶部的密封进料口（2）落入热解气化室（1）的炉篦（3）上；

2）进风管（4）从热解气化室（1）底部的渣室（11）通入，进风管（4）出口位于炉篦（3）下方形成的风室（13）；空气或者富氧由进风管（4）送入风室（13），从炉篦（3）竖直面的出气孔进入热解气化室（1），使炉篦（3）上的橡胶颗粒发生热解，产生焦油和热解气，无法热解的炭黑、金属丝在向下拨转运动的齿状拨轮（12）的拨动下，从炉篦（3）与热解气化室（1）内壁之间的落渣通道（7）掉入渣室（1）；

3）热解气化室（1）下部设有第一气化剂口（8a），第一气化剂口（8a）位于炉篦（3）上方；热解气化室（1）上部还设有第二气化剂口（8b）；从第一气化剂口（8a）和第二气化剂口（8b）通入空气和水蒸气，或富氧和水蒸气，逐级对橡胶热解气进行气化；

4）橡胶热解气化后的气体混合物从热解气化室（1）顶部进入气化室（5）；气化室（5）前端的第三气化剂口（8c）喷入空气和水蒸气，或富氧和水蒸气，使气体混合物彻底气化；

5）彻底气化后的气体混合物进入到气化室后端相连的净化室（6），气体混合物经过装有填料的脱污板（10）后，粘附的固体悬浮物被阻隔，气体里的H₂S被吸收脱除，净化后的气体进入后续收集系统；脱污剂从净化室（6）顶部的脱污剂进料口（14）装填或者补充。