CN106281384A - 一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置及工艺，其技术方案是：包括依次连接的预处理单元、输送上料单元、热裂解单元以及分别与热裂解单元连接的脱硫雾化处理单元、油气净化冷凝单元、炭黑深加工单元、送氧鼓风机和燃气喷枪；预处理单元的末端出口连接输送上料单元；所述热裂解单元主要包括炉体，所述炉体连接送氧鼓风机和燃气喷枪，所述燃气喷枪包括天然气喷枪和废气喷枪；本发明的有益效果是：一是生产过程采用全密封结构，并且采用强力雾化塔进行降温除尘净化处理，对环境污染降至最低；二是通过对回收可燃气及冷却水的回收净化二次利用，节约了能源，降低了生产成本，符合节能减排的原则。

Description

一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置及工艺
技术领域
本发明涉及低温常压热裂解装置和生产工艺的技术领域，特别涉及一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置及工艺。
背景技术
废轮胎作为一种可再生资源，被称为“黑色金矿”。废轮胎回收利用，是发展循环经济，走可持续发展道路的一项“朝阳产业”，前景非常广阔。我国是全球橡胶第一消耗大国，年生产轮胎已超过4亿条。据中国汽车工业协会发布的统计数字显示：2010年我国汽车的产销量双双突破1800万辆，同比分别增长32.4%和31.3%，继2009年首度超越美国成为全球第一汽车产销大国后，不仅蝉联世界第一，且创全球历史新高。虽然受欧美经济下滑的影响，国内轮胎行业出口受限，但由于内需强劲，2011和2012年国内轮胎业产量仍然同比增长了6%和7%。因此，国内废轮胎资源也将越来越多，如何妥善处理数量庞大的废轮胎已经成为非常急迫的环境问题和社会问题。
废轮胎的大量废弃造成了环境污染，世界各国尤其是发达国家纷纷致力于废轮胎的回收再利用研究。目前处理废轮胎的方式主要有翻新、再生胶粉、焚烧和热裂解４种。与翻新、制造胶粉和再生胶、焚烧等废轮胎处理方法相比，热裂解法具有处理量大、效益高和环境污染小等优点，其处理工艺更符合废弃物处理的资源化、无害化和减量化原则。其中，热裂解技术不仅可以回收能源，而且可将废轮胎分解成45%的燃料油、35%的炭黑、10%的钢丝和10%的可燃性气体，经济价值巨大。热裂解技术是废轮胎循环利用的最终途径，也是废轮胎处理的重要方法之一。
针对上述现状，国内开始研究使用热裂解生产线来回收处理废轮胎的方法。目前在废轮胎回收利用行业内采用的热裂解生产线中，热裂解装置复杂，配套设备多，监视和控制的信号参数多，目前的工艺是钢丝除净后，单炉进行裂解，即一炉裂解完成后，将物料排出后，进行下一炉的裂解，不能实现连续进出料，工作效率低，需要连续进出料，且主要通过人工监控与操作，存在着自动化控制程度低、故障率高、控制不准确、易污染、劳动强度大和裂解产物难处理等问题，造成大量人力、物力的耗费和环境的污染，导致成本居高不下，产品质量不能得到有效提高。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置及工艺。
一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置，其技术方案是：包括依次连接的预处理单元、输送上料单元、热裂解单元以及分别与热裂解单元连接的脱硫雾化处理单元、油气净化冷凝单元、炭黑深加工单元、裂解炉加热单元；所述预处理单元主要由前至后依次连接的自动切口机、破碎机、磨粉机、干燥机、磁力除铁机组成，预处理单元的末端出口连接输送上料单元，输送上料单元主要由混合罐、传送装置和催化液添加罐组成，所述的混合罐连接催化液添加罐，混合罐的出口通过传送装置连接热裂解单元；所述热裂解单元主要包括炉体，炉体包括外体、内体、内旋转处理器，外体的内部固定内体，外体的一端连接进料口，外体的另一端连接出料口，所述的内体上连接内旋转处理器，内旋转处理器包括转轴和内旋叶，转轴的外部连接动力机构；炉体上通过烟气口连接烟气总管道，烟气总管道通过风机连接所述的脱硫雾化处理单元，所述的脱硫雾化单元包括脱硫塔、雾化塔和雾化水泵；炉体上设有油气管，油气管通过油气净化冷凝单元，出料口连接炭黑深加工单元，所述炉体底部设有裂解炉加热单元，裂解炉加热单元内部设有燃气喷枪，燃气喷枪连接送氧鼓风机，所述燃气喷枪包括天然气喷枪和干气喷枪；油气净化冷凝单元包括分气包、分子筛、冷凝器、储油罐、水封罐、废气回收稳压器，其中所述分气包、分子筛、冷凝器依次连接，通过分子筛对油气进行净化，所述冷凝器冷却介质进出口与冷却塔以及冷却水泵连接构成冷却水循环系统，所述的冷凝器的液体出口通过冷凝罐与所述的储油罐连接，冷凝器的气体出口依次与油气存储罐、水封罐和废气回收稳压器连接，所述的废气回收稳压器的出口与所述的干气喷枪连接，所述炭黑深加工单元主要由依次连接负压输送机、研磨机、分体活化改性机、造粒机、回转干燥机和回转圆筒筛组成；所述各单元由相应的自动化控制系统来控制，所述自动化控制系统采用分散型控制系统DCS和紧急停车系统ESD实现连锁控制。
上述的催化液添加罐内部的催化剂为氢氧化钠溶液。
上述的输送上料单元和负压输送机上均设有位置传感器；所述热裂解炉、分气包、分子筛、燃烧喷枪、冷却塔上均设有温度传感器；所述热裂解炉、分气包、水封罐、废气回收稳压罐和油罐均设有压力传感器。
上述的烟气总管道设有三组，提高烟气排放效率，所述天然气喷枪和干气喷枪各为十二和十八台。
上述的内旋叶为螺旋状倒流分散旋转叶。
上述的各单元自动化控制系统中分散控制系统DCS和紧急停车系统ESD分开设置，且ESD安全级别高于DCS。
上述的分子筛上连接催化剂加入管，其中催化剂为块碱。
上述的催化液添加罐内部的催化剂是把催化液加入胶粉中提高胶粉的裂解速度加快裂解过程，催化液添加罐内部的催化剂为氢氧化钠溶液。
一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置的生产工艺，包括以下步骤：
（1）使用自动切口机和破碎机对轮胎进行切口破碎，然后将轮胎用磨粉机进行磨粉，并利用磁力除铁器进行除铁，获得轮胎胶粉：
(2)打开天然气喷枪点火，并开启引风机，打开水循环装置和冷却水泵，打开烟气引风机雾化塔水泵，等炉进料口温度达到280度，出料口温度达到380度，开启裂解炉旋转处理器，开启上料输送装置把胶粉输送到密封料仓内开启进料器进行进料，在进料裂解过程中裂解炉内温度会持续增长，当温度长到进料口温度为300-320度，裂解炉中间温度为380-400度，裂解炉出渣口温度为450-500度时燃烧喷枪会自动调节保持这个裂解温度，当裂解炉生成油气经净化冷凝后的不凝气体作为燃烧气利用，当看到废气回收稳压罐内的气体压力达到了把天然气喷枪改为干气喷枪自动调节保持温度进行连续裂解；
（3）热裂解过程中的烟气经过脱硫罐脱硫和雾化塔降温除尘处理，达到国家排放标准后排放；
（4）热裂解产生的热裂解气进入分气包经分子筛净化和冷凝器冷凝，分别产生燃料油和不凝气，不凝气通过水封罐进入回收稳压罐储存等待干气喷枪燃烧利用，燃料油回收输入储油罐；
（5）热裂解炭黑经过水循环输送器降温后送至料仓，采用研磨机进行研磨达到工业炭黑的标准，一部分进入粉体改性机加工成橡胶用炭黑，一部分进入造粒机，使粉体炭黑造成粒后进入回转干燥机干燥，经回转圆筒筛分级筛选，不合格产品一密闭的方式送回造粒机重新造粒，合格产品包装。
上述步骤（1）对轮胎进行切口破碎，使其生成不大于50*50mm的轮胎块；所述的磨粉机进行磨粉后的轮胎胶粒不大于8*8mm。
上述炭黑造粒单元使用密封负压管道输送，造粒机造粒时说使用的造粒水的水温控制在40度-70度。
本发明的有益效果是：一是生产过程采用全密封结构，并且采用强力雾化塔进行降温除尘净化处理，对环境污染降至最低；二是通过对回收可燃气及冷却水的回收净化二次利用，节约了能源，降低了生产成本，符合节能减排的原则；三是优化了生产线的配置和自动化程度，减少操作者劳动强度，提高了生产效率，使该生产线更加安全可靠，提高了生产线的自动化程度和生产效率，有效提高了工艺流程，提高了生产效率；四是热裂解单元的内旋转处理器实现了连续进出料，提高了进料出料的效率，不需要进行停机的作用下，实现不间断的进出料；五是通过在油气净化冷凝单元安装分子筛对油气进行净化，提高了油气净化效果。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是热裂解单元的结构示意图；
附图3是内旋转处理器的结构示意图；
附图4是分子筛的结构示意图；
上述图中：预处理单元1、输送上料单元2、热裂解单元3、脱硫雾化处理单元4、油气净化冷凝单元5、炭黑深加工单元6、、送氧鼓风机7和裂解炉加热单元8；
混合罐2.1、传送装置2.2、催化液添加罐2.3、外体3.1、内体3.2、内旋转处理器3.3、进料口3.4、出料口3.5、烟气口3.6、油气管3.7、烟气总管道3.8、动力机构3.9、转轴3.3.1、内旋叶3.3.2、脱硫塔4.1、雾化塔4.2、雾化水泵4.3、分气包5.1、分子筛5.2、冷凝器5.3、储油罐5.4、水封罐5.5、废气回收稳压器5.6、冷却塔5.7、冷凝罐5.8、油气存储罐5.9。
具体实施方式
结合附图1-4，对本发明作进一步的描述：
一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置，其技术方案是：包括依次连接的预处理单元1、输送上料单元2、热裂解单元3以及分别与热裂解单元3连接的脱硫雾化处理单元4、油气净化冷凝单元5、炭黑深加工单元6、裂解炉加热单元8；所述预处理单元1主要由前至后依次连接的自动切口机、破碎机、磨粉机、干燥机、磁力除铁机组成，预处理单元1的末端出口连接输送上料单元2，输送上料单元2主要由混合罐2.1、传送装置2.2和催化液添加罐2.3组成，所述的混合罐2.1连接催化液添加罐2.3，混合罐2.1的出口通过传送装置2.2连接热裂解单元3；所述热裂解单元3主要包括炉体，炉体包括外体3.1、内体3.2、内旋转处理器3.3，外体3.1的内部固定内体3.2，外体3.1的一端连接进料口3.4，外体3.1的另一端连接出料口3.5，所述的内体3.2上连接内旋转处理器3.3，内旋转处理器3.3包括转轴3.3.1和内旋叶3.3.2，转轴3.3.1的外部连接动力机构3.9；炉体上通过烟气口3.6连接烟气总管道3.8，烟气总管道3.8通过风机连接所述的脱硫雾化处理单元4，所述的脱硫雾化单元4包括脱硫塔4.1、雾化塔4.2和雾化水泵4.3；炉体上设有油气管3.7，油气管3.7通过油气净化冷凝单元5，出料口3.5连接炭黑深加工单元6，所述炉体底部设有裂解炉加热单元8，裂解炉加热单元8内部设有燃气喷枪，燃气喷枪连接送氧鼓风机7，所述燃气喷枪包括天然气喷枪和干气喷枪；油气净化冷凝单元5包括分气包5.1、分子筛5.2、冷凝器5.3、储油罐5.4、水封罐5.5、废气回收稳压器5.6，其中所述分气包5.1、分子筛5.2、冷凝器5.3依次连接，通过分子筛5.2对油气进行净化，所述冷凝器5.3冷却介质进出口与冷却塔5.7以及冷却水泵连接构成冷却水循环系统，所述的冷凝器5.3的液体出口通过冷凝罐5.8与所述的储油罐5.4连接，冷凝器5.3的气体出口依次与油气存储罐5.9、水封罐5.5和废气回收稳压器5.6连接，所述的废气回收稳压器5.6的出口与所述的干气喷枪连接，油气净化冷凝单元5可得到重质燃料油和可燃气，其中重质燃料油回收输入储油罐，可燃气通过干气喷枪回炉再利用；所述炭黑深加工单元6主要由依次连接负压输送机、研磨机、分体活化改性机、造粒机、回转干燥机和回转圆筒筛组成，炭黑造粒单元使用密封负压管道输送，造粒机造粒时造粒水加热至40℃-70℃；所述各单元由相应的自动化控制系统来控制，所述自动化控制系统采用分散型控制系统DCS和紧急停车系统ESD实现连锁控制，所述的各单元自动化控制系统中分散控制系统DCS和紧急停车系统ESD分开设置，且ESD安全级别高于DCS。
优选的，所述的输送上料单元2和负压输送机上均设有位置传感器；所述热裂解炉、分气包、分子筛、燃烧喷枪、冷却塔上均设有温度传感器；所述热裂解炉、分气包、水封罐、废气回收稳压罐和油罐均设有压力传感器。
优选的，所述的烟气总管道3.8设有三组，提高烟气排放效率，所述天然气喷枪和干气喷枪各为十二和十八台。
优选的，所述的内旋叶3.3.2为螺旋状倒流分散旋转叶。
优选的，所述的各单元自动化控制系统中分散控制系统DCS和紧急停车系统ESD分开设置，且ESD安全级别高于DCS。
优选的，所述的分子筛5.2上连接催化剂加入管，其中催化剂为块碱，分子筛加入催化剂对油品进行净化提高质量。
优选的，所述的催化液添加罐内部的催化剂是把催化液加入胶粉中提高胶粉的裂解速度加快裂解过程，催化液添加罐内部的催化剂为氢氧化钠溶液。
一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置的生产工艺，包括以下步骤：
（1）使用自动切口机和破碎机对轮胎进行切口破碎，然后将轮胎用磨粉机进行磨粉，并利用磁力除铁器进行除铁，获得轮胎胶粉：
(2)打开天然气喷枪点火，并开启引风机，打开水循环装置和冷却水泵，打开烟气引风机雾化塔水泵，等炉进料口温度达到280度，出料口温度达到380度，开启裂解炉旋转处理器，开启上料输送装置把胶粉输送到密封料仓内开启进料器进行进料，在进料裂解过程中裂解炉内温度会持续增长，当温度长到进料口温度为300-320度，裂解炉中间温度为380-400度，裂解炉出渣口温度为450-500度时燃烧喷枪会自动调节保持这个裂解温度，当裂解炉生成油气经净化冷凝后的不凝气体作为燃烧气利用，当看到废气回收稳压罐内的气体压力达到了把天然气喷枪改为干气喷枪自动调节保持温度进行连续裂解；
（3）热裂解过程中的烟气经过脱硫罐脱硫和雾化塔降温除尘处理，达到国家排放标准后排放；
（4）热裂解产生的热裂解气进入分气包经分子筛净化和冷凝器冷凝，分别产生燃料油和不凝气，不凝气通过水封罐进入回收稳压罐储存等待干气喷枪燃烧利用，燃料油回收输入储油罐；
（5）热裂解炭黑经过水循环输送器降温后送至料仓，采用研磨机进行研磨达到工业炭黑的标准，一部分进入粉体改性机加工成橡胶用炭黑，一部分进入造粒机，使粉体炭黑造成粒后进入回转干燥机干燥，经回转圆筒筛分级筛选，不合格产品一密闭的方式送回造粒机重新造粒，合格产品包装。
优选的，所述步骤（1）对轮胎进行切口破碎，使其生成不大于50*50mm的轮胎块；所述的磨粉机进行磨粉后的轮胎胶粒不大于8*8mm。
优选的，所述炭黑造粒单元使用密封负压管道输送，造粒机造粒时说使用的造粒水的水温控制在40度-70度。
以上所述，仅是发明型的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对发明型加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据发明型的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于发明型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置，其特征是：包括依次连接的预处理单元、输送上料单元、热裂解单元以及分别与热裂解单元连接的脱硫雾化处理单元、油气净化冷凝单元、炭黑深加工单元、裂解炉加热单元；所述预处理单元主要由前至后依次连接的自动切口机、破碎机、磨粉机、干燥机、磁力除铁机组成，预处理单元的末端出口连接输送上料单元，输送上料单元主要由混合罐、传送装置和催化液添加罐组成，所述的混合罐连接催化液添加罐，混合罐的出口通过传送装置连接热裂解单元；所述热裂解单元主要包括炉体，炉体包括外体、内体、内旋转处理器，外体的内部固定内体，外体的一端连接进料口，外体的另一端连接出料口，所述的内体上连接内旋转处理器，内旋转处理器包括转轴和内旋叶，转轴的外部连接动力机构；炉体上通过烟气口连接烟气总管道，烟气总管道通过风机连接所述的脱硫雾化处理单元，所述的脱硫雾化单元包括脱硫塔、雾化塔和雾化水泵；炉体上设有油气管，油气管通过油气净化冷凝单元，出料口连接炭黑深加工单元，所述炉体底部设有裂解炉加热单元，裂解炉加热单元内部设有燃气喷枪，燃气喷枪连接送氧鼓风机，所述燃气喷枪包括天然气喷枪和干气喷枪；油气净化冷凝单元包括分气包、分子筛、冷凝器、储油罐、水封罐、废气回收稳压器，其中所述分气包、分子筛、冷凝器依次连接，通过分子筛对油气进行净化，所述冷凝器冷却介质进出口与冷却塔以及冷却水泵连接构成冷却水循环系统，所述的冷凝器的液体出口通过冷凝罐与所述的储油罐连接，冷凝器的气体出口依次与油气存储罐、水封罐和废气回收稳压器连接，所述的废气回收稳压器的出口与所述的干气喷枪连接，所述炭黑深加工单元主要由依次连接负压输送机、研磨机、分体活化改性机、造粒机、回转干燥机和回转圆筒筛组成；所述各单元由相应的自动化控制系统来控制，所述自动化控制系统采用分散型控制系统DCS和紧急停车系统ESD实现连锁控制。
2.根据权利要求1所述的一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置，其特征在于：所述的传送装置和负压输送机上均设有位置传感器；所述热裂解炉、分气包、分子筛、燃烧喷枪、冷却塔上均设有温度传感器；所述热裂解炉、分气包、水封罐、废气回收稳压罐和油罐均设有压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置，其特征在于：所述的烟气总管道设有三组，所述天然气喷枪和干气喷枪各为十二和十八台。
4.根据权利要求1所述的废轮胎低温常压连续热裂解生产装置，其特征在于：所述的内旋叶为螺旋状倒流分散旋转叶。
5.根据权利要求1所述的一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置，其特征在于：所述的各单元自动化控制系统中分散控制系统DCS和紧急停车系统ESD分开设置，且ESD安全级别高于DCS。
6.根据权利要求1所述的一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置，其特征在于：所述的分子筛上连接催化剂加入管，其中催化剂为块碱。
7.根据权利要求1所述的一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置，其特征在于：所述的催化液添加罐内部的催化剂是把催化液加入胶粉中提高胶粉的裂解速度加快裂解过程，催化液添加罐内部的催化剂为氢氧化钠溶液。
8.如权利要求1-7中任一项所述的一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）使用自动切口机和破碎机对轮胎进行切口破碎，然后将轮胎用磨粉机进行磨粉，并利用磁力除铁器进行除铁，获得轮胎胶粉：
2)打开天然气喷枪点火，并开启引风机，打开水循环装置和冷却水泵，打开烟气引风机雾化塔水泵，等炉进料口温度达到280度，出料口温度达到380度，开启裂解炉旋转处理器，开启上料输送装置把胶粉输送到密封料仓内开启进料器进行进料，在进料裂解过程中裂解炉内温度会持续增长，当温度长到进料口温度为300-320度，裂解炉中间温度为380-400度，裂解炉出渣口温度为450-500度时燃烧喷枪会自动调节保持这个裂解温度，当裂解炉生成油气经净化冷凝后的不凝气体作为燃烧气利用，当看到废气回收稳压罐内的气体压力达到了把天然气喷枪改为干气喷枪自动调节保持温度进行连续裂解；
3）热裂解过程中的烟气经过脱硫罐脱硫和雾化塔降温除尘处理，达到国家排放标准后排放；
4）热裂解产生的热裂解气进入分气包经分子筛净化和冷凝器冷凝，分别产生燃料油和不凝气，不凝气通过水封罐进入回收稳压罐储存等待干气喷枪燃烧利用，燃料油回收输入储油罐；
5）热裂解炭黑经过水循环输送器降温后送至料仓，采用研磨机进行研磨达到工业炭黑的标准，一部分进入粉体改性机加工成橡胶用炭黑，一部分进入造粒机，使粉体炭黑造成粒后进入回转干燥机干燥，经回转圆筒筛分级筛选，不合格产品通过密闭的方式送回造粒机重新造粒，合格产品包装。
9.根据权利要求7所述的一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置的生产工艺，其特征在于，所述步骤1）对轮胎进行切口破碎，使其生成不大于50*50mm的轮胎块；所述的磨粉机进行磨粉后的轮胎胶粒不大于8*8mm。
10.根据权利要求7所述的一种废轮胎低温常压连续热裂解生产装置的生产工艺，其特征在于，所述炭黑造粒单元使用密封负压管道输送，造粒机造粒时说使用的造粒水的水温控制在40度-70度。
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