CN105754628A - 一种废旧轮胎热解和裂解管裂解系统 - Google Patents

一种废旧轮胎热解和裂解管裂解系统 Download PDF

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Abstract

本发明创造属于废旧轮胎热解技术领域,主要是一种基于蓄热式辐射管加热的废旧轮胎热解和裂解管裂解系统,以制取清洁可燃气。本发明针对现有技术的不足,设计并开发一种废旧轮胎热解和裂解反应系统,该反应系统可进行热解和裂解两种作业,热解室产生的油气,可以进入裂解室内的裂解管进行深度裂解,油气在裂解管中停留时间长,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,该反应器可产生大量的裂解气,从而避免了生产热解油难以利用的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。

Description

一种废旧轮胎热解和裂解管裂解系统
技术领域
[0001] 本发明创造属于废旧轮胎热解技术领域,主要是一种基于蓄热式辐射管加热的废 旧轮胎热解和裂解管裂解系统,以制取清洁可燃气。
背景技术
[0002] 随着我国经济的快速发展和人民生活水平的普遍提高,汽车已经逐步进入人们 的日常生活之中,由此产生了大量的废旧轮胎。2006年我国轮胎产量高达2.8亿条,居世界 第一,当年产生的废旧轮胎也多达1.4亿条,约360万吨。大量废旧轮胎的堆积不仅占用土 地,还容易滋生蚊虫细菌,传播疾病,危害居民健康,而且极易引起火灾,造成环境污 染。对废旧轮胎进行回收处理,则不仅可以缓解其对环境的压力,减少污染,更可实现资 源的有效回收利用。目前处理废旧轮胎的方法有原型改制、生产再生胶和胶粉、焚烧以及热 解等,其中热解技术是一种很具潜力的处理废旧轮胎的方法。废旧轮胎热解技术是将废旧 轮胎在缺氧或惰性气体中进行热分解,可产生热解气、热解油和炭残渣等。这些产品经进一 步加工处理可转化成具有各种用途的高价值产品。与传统处理方法相比,热解法不仅可以 回收高附加值的产物,而且可以回收近70%的能源,具有较高的经济和环境效益。目前,废 旧轮胎的热解技术主要有移动床热解工艺、废轮胎回收系统等。然而,经过热解技术得到的 热解轮胎油组分极为复杂,PH值较低、含氧量高、热稳定性较差、粘度大等缺点使得其难以 直接利用和储存,难以工业化应用。因此,如何设计一种高效生产清洁可燃气成为本领域亟 需解决的问题。
发明内容
[0003] 本发明针对现有技术的不足,设计并开发一种废旧轮胎热解和裂解反应系统,该 反应系统可进行热解和裂解两种作业,热解室产生的油气,可以进入裂解室内的裂解管进 行深度裂解,油气在裂解管中停留时间长,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类, 该反应器可产生大量的裂解气,从而避免了生产热解油难以利用的问题,真正实现了废旧 轮胎的清洁高效利用。
[0004] 本发明提供了一种废旧轮胎热解和裂解系统,根据本发明的实施例,该系统包括: 加料斗;进料器,所述进料器与所述加料斗连接;热解和裂解反应器,包括:进料口、热解室、 裂解室和裂解气出口,所述进料口设置在所述热解室的顶壁上,所述裂解气出口设置在所 述裂解室的侧壁上;以及:蓄热式辐射管,所述蓄热式辐射管沿所述反应器的高度方向多层 布置在所述热解室和所述裂解室内部,每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射 管;隔热砖墙,所述隔热砖墙设置在所述反应器横向宽度的2/3处,竖直地贯穿于所述反应 器内,将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室;连通构件,所述连通构件 设置在所述隔热砖墙的下部,用于将所述热解室产生的油气,通过所述连通构件,通入到所 述裂解室;裂解通道,所述裂解通道位于所述裂解室内,所述裂解通道的一端与所述连通构 件位于所述裂解室的一端连接,所述裂解通道的另一端与所述裂解气出口连接;陶瓷过滤 器,所述陶瓷过滤器一端与所述裂解气出口连接,另一端与所述喷淋塔连接;喷淋塔,所述 喷淋塔与所述陶瓷过滤器连接;燃气罐,所述燃气罐与所述喷淋塔连接。
[0005] 发明人发现,根据本发明实施例的系统工艺简单,操作方便,该反应系统可进行热 解和裂解两种作业,热解室产生的油气,可以进入裂解室内的裂解管进行深度裂解,油气在 裂解管中停留时间长,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,该反应器可产生大 量的裂解气,从而避免了生产热解油难以利用的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利 用。同时,该反应器采用了蓄热式辐射管加热技术无需气、固热载体加热,提高了反应器的 热效率的同时简化了系统工艺。
[0006] 根据本发明的实施例,所述连通构件为设置在所述隔热砖墙上的包括多个孔的孔 带;或者所述连通构件为所述隔热砖墙纵向长度上,位于下部位置的开口。
[0007] 根据本发明的实施例,所述隔热砖墙的厚度为5-15cm,所述孔带的高度为3-15cm, 所述孔的直径为l-3cm,所述开口的高度为3-15cm〇
[0008] 根据本发明的实施例,所述系统进一步包括燃气引风机,其中,所述燃气引风机一 端与所述喷淋塔的出口连接,另一端与所述燃气罐进口连接。
[0009] 根据本发明的实施例,所述系统还包括气化炉,所述气化炉分别与所述蓄热式辐 射管的燃气入口和半焦输送装置连接;废热锅炉,所述废热锅炉与所述蓄热式辐射管的烟 气出口相连接。
[0010] 根据本发明的实施例,所述裂解通道为裂解管,优选的,所述裂解管为易传热材 料,所述裂解管盘旋分布于所述裂解室内,更优选的,所述裂解管围绕着所述蓄热式辐射管 蜿蜒分布,多层布置;更优选的,所述裂解管的另一端焊接在所述裂解气出口上。
[0011] 根据本发明的实施例,所述加料斗通过所述进料器与所述进料口相连。
[0012] 根据本发明的实施例,所述系统还包括半焦出口,所述半焦出口设置在所述热解 室的下部,所述半焦出口与所述半焦输送装置连接。
[0013] 在本发明的另一个方面,本发明提供了一种利用前面所述的系统进行废旧轮胎热 解和裂解的方法。根据本发明的实施例,该方法包括以下步骤: a. 将废旧轮胎颗粒通过进料口加入到反应器中,在所述反应器的热解室中完成热解过 程; b. 热解产生的油气,通过所述反应器隔热砖墙上设置的连通构件,进入到所述反应器 的裂解室的裂解通道内; c. 所述热解产生的油气在所述裂解室的所述裂解通道内,进行深度裂解,产生裂解 气; d. 所述裂解气通过裂解气出口进入到喷淋塔中,对所述裂解气进行净化处理; e. 经净化的净裂解气经燃气引风机进入燃气罐中,进行储存。
[0014] 根据本发明的实施例,所述步骤a中,所述废旧轮胎颗粒从所述反应器上部的所述 进料口加入到所述反应器中,并被所述反应器内的蓄热式辐射管打散,热解半焦从所述反 应器底部的半焦出口排出;所述步骤a中,所述废旧轮胎颗粒被所述反应器热解室中的所述 蓄热式辐射管加热到500-700°C,所述步骤b中,所述热解油气被所述反应器裂解室中的所 述蓄热式辐射管加热到650-900°C ;优选的,所述废旧轮胎颗粒的粒度为20mm以下。
[0015]本发明的有益效果在于: 1)采取蓄热式辐射管移动床工艺加热20mm以下的废旧轮胎,温度分布均匀,加热效果 好,反应系统结构简单,操作方便。
[0016] 2)裂解室内盘旋分布着裂解管,裂解管围绕着辐射管蜿蜒分布,热解室产生的油 气,可以进入裂解室内的裂解管进行深度裂解,油气在裂解管中停留时间长,大分子的焦油 分子裂解为小分子的气态烃类。
[0017] 3)该反应系统可产生大量的裂解气产品,避免了热解油难以利用的问题,真正实 现了废旧轮胎的清洁高效利用。
[0018] 4)-个炉体内可进行两种作业,合二为一,节省建造成本和占地面积。
附图说明
[0019] 图1为本发明废旧轮胎热解和裂解管裂解系统的结构图。
[0020] 图2为本发明废旧轮胎热解和裂解管裂解系统的反应器结构图。
[0021] 图3为本发明反应器中的隔热砖墙的正视图。
[0022] 其中,1.加料斗;2.进料器;3.蓄热式移动床反应器;310.裂解气出口; 311.烟气出 口; 320.进料口; 321.空气入口; 322.燃气入口; 330.半焦出口; 340.裂解室;350.热解室; 360.连通构件;370.隔热砖墙;380.蓄热式辐射管;4.陶瓷过滤器;5.喷淋塔;6.燃气引风 机;7.燃气罐;8.气化炉;9.螺旋输送机;10.废热锅炉;11.裂解管。
具体实施方式
[0023] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本 发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解 为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技 术或条件或者按照产品说明书进行。
[0024] 根据本发明的一个方面,本发明提供了一种废旧轮胎热解和裂解管裂解系统,图1 为废旧轮胎热解和裂解管裂解系统的结构图,如图1所示,该系统包括加料斗1、进料器2,所 述加料斗1和所述进料器2连接;热解和裂解反应器3,所述热解和裂解反应器3包括:进料口 320、热解室350、裂解室340、裂解气出口 310、蓄热式辐射管380、隔热砖墙370、连通构件360 、裂解通道11,其中,所述进料口设置在所述热解室的顶壁上,所述裂解气出口设置在所述 裂解室的侧壁上,所述隔热砖墙竖直地贯穿于所述反应器内,将所述反应器的内部空间分 隔成所述热解室和所述裂解室,所述连通构件设置在所述隔热砖墙上,将热解室和裂解室 连通,优选的,所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部,用于将所述热解室产生的油气, 通过所述连通构件,通入到所述裂解室,所述裂解通道位于所述裂解室内,所述裂解通道的 一端与所述连通构件位于所述裂解室的一端连接,所述裂解通道的另一端与所述裂解气出 口连接;陶瓷过滤器4,所述陶瓷过滤器与所述裂解气出口连接;喷淋塔5,所述喷淋塔与所 述陶瓷过滤器连接;燃气罐7,所述燃气罐与所述喷淋塔连接。
[0025] 发明人发现,根据本发明实施例的系统工艺简单,操作方便,该反应系统可进行热 解和裂解两种作业,热解室产生的油气,可以进入裂解室内的裂解管进行深度裂解,油气在 裂解管中停留时间长,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,该反应器可产生大 量的裂解气,从而避免了生产热解油难以利用的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利 用。同时,该反应器采用了蓄热式辐射管加热技术无需气、固热载体加热,提高了反应器的 热效率的同时简化了系统工艺。
[0026] 根据本发明的具体实施例,适用于该废旧轮胎热解和裂解系统的废旧轮胎的具体 粒径不受特别限制,根据本发明的实施例,废旧轮胎可以为块状也可以为小颗粒,在本发明 的一些优选实施例中,该反应器采用的废旧轮胎颗粒的粒度为20mm以下,由此,可以充分利 用小颗粒废旧轮胎,资源利用率高,且能够解决大量堆积污染环境的问题。
[0027] 根据本发明的具体实施例,适用于该系统的所述反应器3的炉型不受特别限制,可 以是蓄热式移动床热解和裂解反应器3也可以是其它类型,如非蓄热式或非移动式等,只要 能通过隔热砖墙一体化的分割为热解室和裂解室即可。在本发明的一些优选实施例中,该 反应器3采用蓄热式移动床反应器3。
[0028] 根据本发明的具体实施例,图2为该废旧轮胎热解和裂解管裂解系统的热解和裂 解反应器3结构图,如图2所示,所述隔热砖墙设置在反应器内,优选的,位于反应器横向宽 度的2/3处,隔热砖墙的厚度为5-15cm。隔热砖墙竖直地贯穿于反应器内,将反应器的内部 空间分隔成热解室和裂解室,该结构使得在一个炉体内设置了热解室和裂解室,热解室产 生的油气,可以进入裂解室进行深度裂解,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类, 产生大量的裂解气,从而避免了生产热解油含尘的问题。并且,一个炉体内可进行两种作 业,合二为一,节省建造成本和占地面积。
[0029] 根据本发明的实施例,裂解通道11的具体材质和形状不受特别限制,本领域技术 人员可以根据需要灵活选择。在本发明的一些实施例中,裂解通道11可以采用圆形的裂解 管11,材质为易传热材料,优先的情况下,为铁管,由此,有利于热解油气在裂解室中进行加 热和运输,进而提尚生广效率。
[0030] 根据本发明的实施例,裂解通道的具体长度不受特别限制,本领域技术人员可以 根据需要灵活选择。在本发明的一些实施例中,裂解通道可以为总长度5-50m的裂解管,所 述裂解管围绕着沿垂直方向的蓄热式辐射管蜿蜒分布,呈多层布置,由此,热解油气在裂解 管中停留时间长,有利于热解油气进行深度裂解,从而提高了裂解效率。
[0031] 根据本发明的实施例,裂解通道的一端与所述连通构件位于所述裂解室的一端连 接,裂解通道的另一端与所述裂解气出口连接,所述裂解通道两端的连接方式不受特别限 制,本领域技术人员可以根据实际工作条件进行选择。在本发明的一些实施例中,裂解通道 与所述裂解气出口的连接方式包括但不限于可拆卸地或焊接地连接至所述裂解气出口,并 且,裂解通道与所述连通构件位于所述裂解室的一端的连接方式包括但不限于可拆卸地或 用钢制铆钉固定于隔热砖墙的格子砖上去连接所述连通构件位于所述裂解室的一端。
[0032] 根据本发明的具体实施例,所述连通构件360的具体种类不受特别限制,只要可以 将热解室和裂解室连通,从而将热解室产生的油气通入到裂解室即可。在本发明的一些实 施例中,图3为从反应器的左向右看时,隔热砖墙的正视图,如图3所示,连通构件可以为设 置在隔热砖墙上的包括多个孔的孔带,优选情况下,所述孔带的高度为3-15cm,所述孔的直 径为l-3cm。连通构件也可以为隔热砖墙纵向长度上,位于下部位置的开口,优选情况下,所 述开口的高度为3_15cm〇
[0033] 根据本发明的具体实施例,如图1所示,所述进料口设置在热解室上部的顶壁上, 加料斗通过进料器与所述进料口相连。根据本发明的实施例,如图1所示,该系统可以进一 步包括:加料斗和进料器,所述加料斗的出口与所述进料器的入口连接,所述进料器的出口 与所述进料口连接。根据本发明的实施例,进料器的具体种类不受特别限制,只要可以将加 料斗中的废旧轮胎有效地输送至反应器中即可。在本发明的一些实施例中,进料器可以为 星形送料机或螺旋送料机。由此,能够实现对热加料的自动化输送,输送量可控,且设备结 构简单,操作方便。
[0034] 根据本发明的具体实施例,如图1所示,所述反应器进一步还包括半焦出口 330,所 述半焦出口设置在所述热解室的下部,所述半焦出口与所述半焦输送装置9连接。由此,可 以利用半焦输送装置将反应器中获得的半焦进行输送。半焦输送装置的具体种类不受特别 限制,包括但不限于星形或螺旋输送机9。由此,能够实现对半焦的自动化输送,且输送量可 控,设备结构简单,操作方便。
[0035] 根据本发明的实施例,参照图2,所述反应器内部布置有多层沿所述反应器的高度 方向布置在所述热解室和所述裂解室内部的蓄热式辐射管,每层蓄热式辐射管可以包括多 个彼此平行且沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管。根据本发明的实施例,所述热解室和 裂解室内分别分布了至少一根所述蓄热式辐射管,优选的,所述至少一根蓄热式辐射管均 匀分布。蓄热式辐射管能够有效用于对热解料和裂解室内的油气进行加热,使其进行热解 和裂解反应,具体地,可以向蓄热式辐射管内通入可燃气和空气,使可燃气燃烧实现对热解 料和裂解室内的油气的加热功能。该反应器采用蓄热式辐射管加热技术,无需气、固热载体 加热,热解气不会被稀释,热值高,且反应器内温度分布均匀,表面温差小,排烟温度低,热 效率高,提高了反应器的热效率的同时简化了系统工艺,反应系统结构简单,操作方便。
[0036] 根据本发明的实施例,在所述反应器的热解室中,热解料自上而下运动,所述反应 器中设置的蓄热式辐射管可以将热解料打散使其均匀分布。根据本发明的实施例,蓄热式 辐射管的形状不受特别限制,在本发明的一些实施例中,可以为圆柱形,由此有利于物料的 打散,实现混合热解料在热解室中的均匀分散。辐射管的水平间距为200-500mm,垂直间距 为200-700mm,辐射管层数为10-25层,反应器宽度为2-6m,反应器高度为3-20m。另外,蓄热 式辐射管可以为均匀布置的单向蓄热式辐射管,管壁温度利用燃气调节阀控制在500~700 °C范围,物料在反应器中自上而下停留1-50分钟,并加热到500~600°C,完成热解过程。同 时,蓄热式辐射管可以采取定期换向的燃烧方式,使得单根蓄热式辐射管的表面温差只有 30°C左右,没有局部高温区,由此,有利于提高热效率。
[0037] 根据本发明的具体实施例,所述反应器设有燃气入口 322、空气入口 321以及烟气 出口 311,其中,燃气入口和烟气出口分别与蓄热式辐射管连接,分别用于通入可燃气和排 出烟气,空气入口分别与气源和蓄热式辐射管连接,用于将气源产生的空气通入蓄热式辐 射管中。由此,可以通过燃气入口将热解室中获得半焦输送至气化炉中,对半焦进行气化处 理,以获得可燃气和灰渣,得到的可燃气可以通过燃气入口进入到蓄热式辐射管中,同时, 可以通过空气入口来使用风机向蓄热式辐射管中通入空气,使可燃气燃烧对热解室中的热 解料进行加热。另外,通过烟气出口将蓄热式辐射管中的烟气输送到废旧锅炉中,回收烟 气,使烟气不会排放到空气中。由此,可以对半焦进行充分的利用,不造成浪费,经济性好, 并且,对烟气进行回收,不造成环境污染,绿色环保。
[0038] 根据本发明的实施例,该系统可以进一步包括:陶瓷过滤器,所述陶瓷过滤器设置 在所述裂解室的裂解气出口和所述喷淋塔之间。所述陶瓷过滤器的入口与所述裂解室的裂 解气出口连接,所述陶瓷过滤器的出口和所述喷淋塔的入口连接。陶瓷过滤器的具体种类 不受特别限制,只要可以将裂解气出口排出的裂解气有效地进行除尘处理即可。
[0039] 根据本发明的实施例,如图1所示,该系统可以进一步包括:喷淋塔,所述喷淋塔设 置在所述陶瓷过滤器和所述燃气引风机之间。所述喷淋塔的入口与所述陶瓷过滤器的出口 连接,所述喷淋塔的出口与所述燃气引风机的入口连接。喷淋塔的具体种类不受特别限制, 只要能够洗涤净化裂解气即可。
[0040] 根据本发明的实施例,如图1所示,该系统可以进一步包括:燃气引风机6,其中,所 述燃气引风机布置在所述喷淋塔和所述燃气罐之间。所述燃气引风机入口与所述喷淋塔的 出口连接,所述燃气引风机出口与所述燃气罐进口连接。
[0041] 根据本发明的实施例,如图1所示,该系统可以进一步包括:燃气罐,所述燃气罐设 置在所述燃气引风机的一端。所述燃气罐的入口与所述燃气引风机的出口连接。燃气罐的 具体种类不受特别限制,只要能够储存裂解气即可。
[0042] 根据本发明的实施例,如图1所示,该系统可以进一步包括:气化炉8,所述气化炉 设置在所述蓄热式辐射管的燃气入口和半焦输送装置之间。所述气化炉入口与所述半焦输 送装置的出口连接,所述气化炉出口与所述蓄热式辐射管的燃气入口连接。气化炉的具体 种类不受特别限制,只要能够将半焦进行气化处理,以获得可燃气和灰渣即可,并且,气化 后得到的灰渣排出,得到的可燃气可以通过蓄热式辐射管的燃气入口进入到蓄热式辐射管 中,通过可燃气燃烧对热解室中的热解料进行加热。由此,能够实现对半焦进行充分的利 用,不造成浪费,经济性好。
[0043] 根据本发明的实施例,如图1所示,该系统可以进一步包括:废热锅炉10,所述废热 锅炉设置在所述蓄热式辐射管的烟气出口一端。所述废热锅炉的入口与所述蓄热式辐射管 的烟气出口相连接。废旧锅炉的具体种类不受特别限制,只要能够回收烟气即可。由此,对 烟气进行回收,不造成环境污染,绿色环保。
[0044] 在本发明的另一个方面,本发明提供了一种利用前面所述的系统进行废旧轮胎热 解和裂解管裂解的方法。根据本发明的实施例,该方法包括以下步骤: a.将废旧轮胎颗粒通过进料口加入到反应器中,在所述反应器的热解室中完成热解过 程。其中,所述废旧轮胎从加料斗进入到进料器中,经反应器上部的进料口加入到蓄热式移 动床反应器中,并被所述反应器内的蓄热式辐射管打散,热解半焦从反应器底部的半焦出 口排出,并经半焦输送装置(优选为螺旋输送机)排出。
[0045]根据本发明的实施例,废旧轮胎的具体粒径不受特别限制,废旧轮胎可以为块状 废旧轮胎也可以为小颗粒废旧轮胎,在本发明的一些优选实施例中,该反应器采用的废旧 轮胎颗粒的粒度为20mm以下,由此,可以充分利用小颗粒废旧轮胎,资源利用率高,且能够 解决大量堆积污染环境的问题。
[0046] 根据本发明的实施例,在热解室中,废旧轮胎自上而下运动,热解室中设置的15蓄 热式辐射管可以将废旧轮胎打散使其均匀分布,废旧轮胎颗粒在反应器中自上而下停留1-50分钟,废旧轮胎颗粒被反应器热解室中的蓄热式辐射管加热到500~600°C。具体的,可以 通过燃气阀控制蓄热式辐射管管壁的温度在500~700°C范围,并加热到500~600°C,完成 热解过程。
[0047] b.热解产生的油气,通过所述反应器隔热砖墙上设置的连通构件,进入到所述反 应器的裂解室的裂解通道内。
[0048] 根据本发明的实施例,隔热砖墙设置在反应器内,优选的,位于反应器横向宽度的 2/3处,隔热砖墙的厚度为5-15cm,隔热砖墙竖直地贯穿于反应器内,将反应器的内部空间 分隔成热解室和裂解室,该结构使得在一个炉体内设置了热解室和裂解室,热解室产生的 油气,可以进入裂解室进行深度裂解,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类。由 此,一个炉体内可进行两种作业,合二为一,节省建造成本和占地面积。根据本发明的实施 例,连通构件可以为设置在隔热砖墙上的包括至少一个孔的孔带,也可以为隔热砖墙纵向 长度上,位于下部位置的开口。具体的,热解产生的油气,通过反应器隔热砖墙下部的孔带 或者开口,进入到裂解室。
[0049] c.所述热解产生的油气在所述裂解室的所述裂解通道内,进行深度裂解,产生裂 解气。
[0050] 根据本发明的实施例,该系统用于热解和裂解废旧轮胎,裂解废旧轮胎采用的裂 解通道11的具体材质、形状和长度不受特别限制,本领域技术人员可以根据需要灵活选择。 在本发明的一些实施例中,裂解通道11可以采用圆形的裂解管,材质为易传热材料(优先的 情况下,为铁管),总长度可以为5-50m,由此,有利于热解油气在裂解室中进行深度裂解,使 得大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,产生大量的裂解气,避免了生产热解油难 以利用的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。
[0051] 根据本发明的实施例,所述裂解室内分布了至少一根所述蓄热式辐射管,优选的, 所述至少一根蓄热式辐射管均匀分布,并且,裂解通道围绕着所述蓄热式辐射管蜿蜒分布, 呈多层布置。蓄热式辐射管能够有效用于对裂解室内的油气进行加热,使其在热解通道中 进行深度裂解。在本发明的一些优选实施例中,热解油气被反应器裂解室中的蓄热式辐射 管加热到650-900°C,具体地,裂解通道围绕着蓄热式辐射管蜿蜒分布,呈多层布置,可以通 过燃气阀控制蓄热式辐射管管壁的温度为650~900°C,热解油气在热解管中停留时间长, 在裂解室内被加热到650-900°C,完成深度裂解过程,由此,大分子的焦油分子裂解为小分 子的气态烃类,产生大量的裂解气,避免了热解油难以利用的问题,真正实现了废旧轮胎的 清洁高效利用。
[0052] d.所述裂解气通过裂解气出口排出,经陶瓷过滤器进行除尘处理后进入到喷淋塔 中,对所述裂解气进行净化处理。
[0053]根据本发明的实施例,与裂解气出口连接的是陶瓷过滤器,所述陶瓷过滤器还与 喷淋塔相连,其中,所述的陶瓷过滤器是用于将裂解气出口排出的裂解气有效地进行除尘 处理,所述的喷淋塔是用于将除尘后的裂解气进行洗涤净化处理。具体的,裂解气通过裂解 气出口,进入陶瓷过滤器中除尘净化,然后进入喷淋塔中洗涤净化,得到净化后的裂解气, 从而避免了生产热解油含尘的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。
[0054] e.经净化的净裂解气经燃气引风机进入燃气罐中,进行储存。
[0055] 根据本发明的实施例,与喷淋塔相连的是燃气罐,所述燃气罐是用于储存裂解气 的,净化后的裂解气经燃气引风机送入燃气罐,进行储存。
[0056] 实施例一: (1)破碎至粒度< 20mm的废旧轮胎在加料斗1中经进料器2进入蓄热式移动床反应器3, 移动床反应器3被隔热砖墙分为热解室和裂解室。
[0057] (2)热解室中均匀布置了单向蓄热式辐射管,管壁温度利用燃气调节阀控制在500 ~700°C范围,废旧轮胎在反应器中自上而下停留1-50分钟,并加热到500~600°C,完成热 解过程。
[0058] (3)热解产生的油气,通过反应器下部隔热砖墙的开口,进入到裂解室内的裂解通 道11(优先为裂解管)中,裂解管围绕着辐射管蜿蜒分布,多层布置,油气在热解管中停留时 间长,进行深度裂解。裂解室中均匀布置了单向蓄热式辐射管,管壁温度利用燃气调节阀控 制在650~900°C范围,热解油气在裂解室内被加热到650-900°C,完成热裂解过程,大分子 的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,产生大量的裂解气,避免了热解油含尘的问题,真正 实现了真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。
[0059] (4)裂解气通过反应器出口,进入陶瓷过滤器4中除尘,经过除尘后的裂解气进入 喷淋塔5中洗涤进一步净化,洗涤后的净裂解气经燃气风机6送入燃气罐7,可用于生产人造 天然气等广品。
[0060] (5)废旧轮胎热解产生的半焦,通过螺旋输送机9送入气化炉8,气化气可供给辐射 管燃烧,气化后的灰渣排出。
[0061] (6)蓄热式辐射管燃烧产生的烟气,进入废热锅炉10回收热量,产生高品质蒸汽。
[0062] 发明人发现,根据本发明实施例的该方法,根据本发明实施例的系统结构简单,操 作方便,温度分布均匀,加热效果好。反应器分为热解室和裂解室,热解室产生的油气,可以 进入裂解室在裂解通道中进行深度裂解,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类, 产生大量的裂解气,从而避免了生产热解油含尘的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效 利用。并且,该系统中将一个炉体内设置了热解室和裂解室,使得一个炉体内可进行两种作 业,合二为一,节省建造成本和占地面积。同时,该反应器采用了蓄热式辐射管加热技术无 需气、固热载体加热,提高了反应器的热效率的同时简化了系统工艺。
[0063]利用废旧轮胎热解和裂解系统对废旧轮胎进行处理,原料的基础数据见表1。
[0064]表1:废旧轮胎基础数据
Figure CN105754628AD00111
[0065]利用该反应系统处理废旧轮胎,得到的气体产品产率为58%,热解焦油几乎全部裂 解为气态产物,产气率高。
[0066] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语"第一"、"第二"仅用于描述目的,而不能 理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有"第 一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0067] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连 接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情 况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0068] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0069] 在本说明书的描述中,参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不 必针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一 个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0070] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例 性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型,同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思 想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (10)

1. 一种废旧轮胎热解和裂解系统,其特征在于,包括: 加料斗; 进料器,所述进料器与所述加料斗连接; 热解和裂解反应器,包括:进料口、热解室、裂解室和裂解气出口,所述进料口设置在所 述热解室的顶壁上,所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上;以及: 蓄热式辐射管,所述蓄热式辐射管沿所述反应器的高度方向多层布置在所述热解室和 所述裂解室内部,每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管; 隔热砖墙,所述隔热砖墙设置在所述反应器横向宽度的2/3处,竖直地贯穿于所述反应 器内,将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室; 连通构件,所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部,用于将所述热解室产生的油气, 通过所述连通构件,通入到所述裂解室; 裂解通道,所述裂解通道位于所述裂解室内,所述裂解通道的一端与所述连通构件位 于所述裂解室的一端连接,所述裂解通道的另一端与所述裂解气出口连接; 陶瓷过滤器,所述陶瓷过滤器一端与所述裂解气出口连接,另一端与所述喷淋塔连接; 喷淋塔,所述喷淋塔与所述陶瓷过滤器连接; 燃气罐,所述燃气罐与所述喷淋塔连接。
2. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述连通构件为设置在所述隔热砖墙上的 包括多个孔的孔带;或者所述连通构件为所述隔热砖墙纵向长度上,位于下部位置的开口。
3. 根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述隔热砖墙的厚度为5-15cm,所述孔带 的高度为3-15cm,所述孔的直径为l-3cm,所述开口的高度为3-15cm〇
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,进一步包括燃气引风机,其中, 所述燃气引风机一端与所述喷淋塔的出口连接,另一端与所述燃气罐进口连接。
5. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,还包括气化炉,所述气化炉 分别与所述蓄热式辐射管的燃气入口和半焦输送装置连接;废热锅炉,所述废热锅炉与所 述蓄热式辐射管的烟气出口相连接。
6. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,所述裂解通道为裂解管,优选 的,所述裂解管为易传热材料,所述裂解管盘旋分布于所述裂解室内,更优选的,所述裂解 管围绕着所述蓄热式辐射管蜿蜒分布,多层布置;更优选的,所述裂解管的另一端焊接在所 述裂解气出口上。
7. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,所述加料斗通过所述进料器与 所述进料口相连。
8. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,还包括半焦出口,所述半焦出 口设置在所述热解室的下部,所述半焦出口与所述半焦输送装置连接。
9. 一种利用权利要求1-8中任一项所述的系统进行废旧轮胎热解和裂解的方法,其特 征在于,包括以下步骤: a. 将废旧轮胎颗粒通过进料口加入到反应器中,在所述反应器的热解室中完成热解过 程; b. 热解产生的油气,通过所述反应器隔热砖墙上设置的连通构件,进入到所述反应器 的裂解室的裂解通道内; C.所述热解产生的油气在所述裂解室的所述裂解通道内,进行深度裂解,产生裂解 气; d. 所述裂解气通过裂解气出口进入到喷淋塔中,对所述裂解气进行净化处理; e. 经净化的净裂解气经燃气引风机进入燃气罐中,进行储存。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述步骤a中,所述废旧轮胎颗粒从所述 反应器上部的所述进料口加入到所述反应器中,并被所述反应器内的蓄热式辐射管打散, 热解半焦从所述反应器底部的半焦出口排出;所述步骤a中,所述废旧轮胎颗粒被所述反应 器热解室中的所述蓄热式辐射管加热到500-700°C,所述步骤b中,所述热解油气被所述反 应器裂解室中的所述蓄热式辐射管加热到650-900°C;优选的,所述废旧轮胎颗粒的粒度为 20mm以下。
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