CN106661470A - 用于旧轮胎或已降解轮胎的连续热处理的装置 - Google Patents

Abstract

一种用来连续处理旧轮胎或已降解轮胎的装置，其包括反应器(1)，该反应器用来将废轮胎热分解成呈低分子量烃形式的有机分解产物和残余无机废料部分。在反应器(1)上部部分中形成填充室(2)，其具有一对填充隔板(3)以便用废轮胎填充其内部空间，且在反应器(1)底部部分中形成残余无机部分的输出室(8)，其具有一对输出隔板(9)，反应器(1)下部部分中设有喷嘴(5)，其通过对来自被处理轮胎的有机物质的未反应残余物加以氧化而产生不含有害物质的温和气态惰性介质。在反应器(1)内部空间上部部分中填充室(2)下面，形成惰性气体介质的至少一个输出开口(11)，该介质与呈气溶胶形式的其中散布的有机分解产物一起，通过固体粒子分离器(12)以及冷却器(17)被引入液体粒子分离器(10)，其用以分离来自经冷却的气溶胶的液体粒子，液体粒子分离器设有：用以将液体粒子输出到箱(22)中的第一端输出部(21)、及用以输出气态粒子的第二居间操作输出部(23)，气态粒子用以引入到热机中由燃烧产生直接能量，或者在有利实施例中被引入冷冻室(24)以分离具有高于这个室中的温度的冷凝温度的气体。在冷冻室(24)末端，设有用于输出其中的不冷凝气体一个部分的第二端输出部(25)以及用以输出其中的不冷凝气体的剩余部分的第三端输出部(26)。

Description

用于旧轮胎或已降解轮胎的连续热处理的装置

技术领域

本发明涉及一种装置，该装置用来将旧轮胎或已降解轮胎的装置连续热处理成燃料油、加热气体和不可再循环的钢铁。

背景技术

专家对于旧轮胎的出现的问题的估计报告是，每年出现的丢弃轮胎的数量达到7亿条。它们的处理的问题贯穿它们的使用的持续时间被解决，但到目前为止，该解决方案的结果还没有到达它们的出现量的容量水平。因此，旧轮胎不断积累并且成为环境问题。目前已知的技术专注于以下领域，其中历史上首次出现的是借助于过热水蒸气(superheatedwater vapour)的作用的橡胶的再生。输出是所谓的再生体，该再生体用于添加到橡胶成分中。然而，与它们从其出现的原始橡胶相比，其生产和有限数量的特征，限制这种技术大规模传播。轮胎处理的技术的另一方向专注于获得橡胶粒子，该橡胶粒子应用于建筑和其它领域，诸如农业或工程生产。这些技术中相对而言更加为人所知的是使用液氮的过冷技术，其中，橡胶变得易碎，然后在这种状态中，它通常在锤式粉碎机中被碎裂。例如从文献US5735471中，可获知橡胶废料的类似处理工艺，其中，用机械粉碎机处理深冻橡胶废料。其它技术通过各种类型的粉碎机用来获得粒子。上述两种类型的技术都需要先移除含有钢丝的脚部分，或者甚至需要切割成较小的部分。这限制这个技术用于旧轮胎的复杂处理。

使用旧轮胎的另一程序在于使它们用于燃烧。轮胎按其热值而计，处于优质黑煤的水平，但由于其机械组分，特别是钢加强件成分，难以用于实际燃烧以便获得能量。用来获得热水蒸气(heat water vapour)的燃烧炉(诸如在大不列颠操作的Helnan-Freud的燃烧炉)允许你燃烧整个轮胎，但仅通过批量的方式，这是由于从炉中移出钢加强件，需要把装置关停。该过程因此以批量的方式进行。不同的且稍微更现代化的轮胎燃烧的方法，是采用油燃烧器和鼓风机系统，该系统与旋转炉一起，使得温度上升到超过1300℃并且钢软化并且不阻塞格栅。对于回收的这种铁的可用性是零星的。

将轮胎用作燃料的相对可靠的方式是在水泥炉中进行处理。在这里，整个轮胎将消失并且将能够节省其它较昂贵的能量。然而，水泥设备中的轮胎的消耗，仅仅是积累的大量轮胎的一部分。

由捷克实用新型no.20795，还可获知一种通过物理-化学过程用来处理橡胶废料(特别地是轮胎)的装置，该装置由至少一个气体密封的室组成，诸如O₃的腐蚀性气体通过供给管道被供应到该至少一个气体密封的室中，该至少一个气体密封的室被通过至少一个喷嘴形成的水雾弄湿，加压水从箱引到至少一个喷嘴。在气体密封的室中，上下成行彼此相对地放置顶气缸和具有用于被处理橡胶废料的空间的对立的底气缸。气缸行列中的一个气缸被固定，而气缸行列中的第二个气缸能够通过压力沿竖向移动。在气体密封的室的输入侧上，具有带有输入盖的输入区域，并且在输出侧上，具有带有输出盖的输出空间，而这两个空间都设置有具有用来排出气体的防爆安全锁的输出管道，并且都离开由内部隔板分离的气体密封的室的内部空间。这种装置的缺点特别地在于这种装置是相对复杂的。

从目前技术知识的观点，可以将热解的使用看作最终方案。例如从文献US2011116986或从文献WO 9320396可以获知用于废料(特别地是轮胎)处理的适当的热解反应器。

然而，如在这些装置中被执行的那样，热解需要相对轻柔地压碎的输入原材料(如果可能)而没有任何外来掺合料，并且也需要对加热器进行外部加热。这使得其自身成本的大部分在于研磨和加热，使得仅以几乎没有的利润率或者微小的利润率产生产品，不能使操作在经济方面能够自足。

发明内容

在很大程度上，现有技术的上述缺点由一种用来连续处理旧轮胎或已降解轮胎的装置化解，所述装置包括反应器，所述反应器用来将这些废轮胎热分解成呈低分子量烃形式的有机分解产物和残余无机废料部分，根据本发明，其特征在于，在所述反应器的上部部分中形成填充室，所述填充室具有一对填充隔板以便用废轮胎填充其内部空间，并且在反应器的底部部分中形成残余无机部分的输出室，所述输出室具有一对输出隔板，而在反应器的下部部分中设有喷嘴，所述喷嘴通过对有机物质的未反应残余物加以氧化而产生不含有害物质的温和气态惰性介质，该气态惰性介质在处理的过程中渗透反应器的内部空间进入其下部部分。在反应器的内部空间的上部部分中，在填充室下面，形成这种惰性气体介质的至少一个输出开口，这种惰性气体介质与呈气溶胶形式的其中散布的有机分解产物一起，通过固体粒子分离器以及冷却器，被引入液体粒子分离器，所述液体粒子分离器用以分离来自经冷却的气溶胶的液体粒子。液体粒子分离器设有：用以将液体粒子输出到箱中的第一端输出部、以及用以输出气态粒子的第二居间操作输出部，所述气态粒子用以引入到热机中由燃烧产生直接能量，或者在有利实施例中，它们被驱入冷冻室，该冷冻室用来分离具有高于这个室中的温度的冷凝温度的气体，在该冷冻室的末端，设有：用于输出其中的不冷凝气体的剩余部分的第二端输出部。

本发明的特征还在于，由一对输出隔板限定的残余无机部分的输出室侧向地位于反应器的轴线的外侧，而在反应器的轴线中，在其底部设有气态惰性介质的发生器，并且用来产生气体惰性介质的喷嘴在其内部空间中连接到管道，该管道承载有控制阀，该控制阀用以设定来自反应器的外部空间的空气的流通，以在希望的温度下对气态惰性介质进行放热加热。然而，也优选地，反应器也配备有挤出设备，该挤出设备用来将来自反应器的底部的残余无机部分清理到侧向定位的输出室中。为了促进反应器的内部空间的填充，反应器优选地配备有用以将被处理轮胎传送到其填充室的传送器。

由于填充室的一对填充隔板和残余无机部分的输出室处的一对输出隔板，被处理轮胎的热分解在反应器中以不进入空气的方式进行，然而在其中保证将热完美地传递到被处理废料，并且同时保证从其反应空间的所有出现的反应产物的完美传递，并且甚至在整个制造工艺的过程中都是如此。根据本发明的装置也允许作为结果的气态和液体有机产物的热分解中的其它处理以便它们的另外使用。根据本发明的装置的优点也在于，该装置允许处理整个旧轮胎或已降解轮胎，而无需任何前述调节。

附图说明

本发明还由根据本发明的用来连续处理旧轮胎或已降解轮胎的装置的示例性实施例的示意图阐明。

具体实施方式

根据本发明的展示的例子实施例用来连续处理旧轮胎或已降解轮胎的装置包括沿竖向布置的反应器1，该反应器用来将这些废轮胎热分解成呈低分子量烃形式的有机分解产物和残余无机废料部分。在反应器的上部部分中形成填充室2，该填充室具有一对填充隔板3以便用废轮胎填充其内部空间，并且在反应器1的底部部分中形成残余无机部分的输出室8，该输出室具有一对输出隔板9。

在反应器1的下部部分中，在其壁中布置喷嘴5，该喷嘴用来输入空气，以便通过对来自被处理轮胎的有机物质的未反应残余物加以氧化而产生不含有害物质的温和气态惰性介质。由一对输出隔板9限定的残余无机部分的输出室8侧向地位于反应器1的轴线的外侧，而在反应器1的轴线中，在其底部设有气态惰性介质的发生器，并且用来产生气体惰性介质的喷嘴在其内部空间中连接到管道，该管道承载有控制阀6，该控制阀设定来自反应器1的外部空间的空气的流通，以便在希望温度下对气态惰性介质进行放热加热。

在反应器1的内部空间的上部部分中，在填充室2下面，形成有这种惰性气体介质的输出开口11，这种惰性气体介质与呈气溶胶形式的其中散布的有机分解产物一起。

该装置还包括用以分离主要是烟灰的固体粒子分离器12，气溶胶通过输入开口14进入该分离器中，而分离器12配备有夹套13以便其由空气冷却。然后，来自分离器12的脱除了固体粒子的气溶胶通过输出口15出来，并且通过出口开口16被引入冷却器17，该冷却器设置有冷却回路18，该冷却回路具有流动的冷却水和已冷却的气溶胶的出口输出部19，该出口输出部19通过供应输入部20而被引入液体粒子分离器10。

液体粒子分离器10配备有：用以将液体粒子输出到箱22中的第一端输出部2、以及第二居间操作输出部23，该第二居间操作输出部用以将气态粒子输出到冷冻室24中，其用来分离具有不同冷凝温度的气体，即，其中通过将温度从-20℃降低到-40℃，而分离具有高于所述温度的冷凝温度的气体。

反应器1也配备有用以将被处理轮胎传送到其填充室2的传送器27，并且配备有挤出设备7，该挤出设备用来将来自反应器1的底部的残余无机部分清理到侧向定位的输出室8中。

在填充了被处理轮胎之后，反应器1被一对填充隔板3中的至少一个填充隔板3以及一对输出隔板9中的至少一个输出隔板9所封闭。在通过火焰或通过电加热的反应器1的下部部分中的被处理轮胎的最初被加热到600℃的操作温度之后，开始反应，该反应通过在发生器4中开始产生气体惰性介质并且通过运行废气出口而被保持，该废气出口是液体粒子分离器10的一部分。通过控制阀6而设定空气的流通，以便对发生器4周围空间中的内容物进行氧化，因此惰性气态介质放热地加热到一温度，该温度的值借助于由控制阀6所控制的空气流率而被管控。这种介质然后通过反应器1继续到达出口开口11，并且放置在这个空间中的轮胎经历热分解，而呈低分子量烃状态的降解产物以气溶胶形式分布在该介质中。

通过以下事实，在根据本发明的这个装置中持续提供处理过程：当打开一对填充隔板3中的顶部隔板且关闭一对填充隔板3中的底部隔板时，传送器27将用被处理轮胎填充反应器1的填充室2，然后关闭一对填充隔板3中的上部隔板。然后，通过打开一对填充隔板3中的下部隔板，将填充室2的内容放入反应器1中。根据反应器1内的轮胎的消耗情况，周期性地重复这种填充模式。类似地，对于从反应器1输出线材和无机废料的情况而言，当在通过挤出设备7的直线运动打开一对输出隔板9中的顶部隔板且关闭一对输出隔板9中的底部隔板期间时，这些无机废料从反应器1的底部被推出，到达输出室8的空间中。然后，通过关闭一对输出隔板9中的上部隔板且打开一对输出隔板9中的底部隔板，把输出室8的内容排出到未示出的容器中。

在本发明的这个示例性实施例中，它是具有边长为1米的正方形基部和4.5米高度的反应器1，其中在处理1426kg的旧轮胎之后，已经获得以下结果：具有EUR 34.3MJ/kg的热值的液体燃料626升，液化气170kg，铁173kg以及灰137kg。作为气态惰性介质，在那里使用该体积中包含的介质，其量是64％的氮气，13.5％的二氧化碳和0.1％的一氧化碳，而剩余物由过热水蒸气形成，并且该过热水蒸气的温度在反应器的入口等于620℃并且在输出口等于220℃。

工业实用性

用来连续处理旧轮胎或已降解轮胎的装置可以广泛地用于有效废料管理和它们的络合物或至少部分地施加到另外的可用产物上，该另外的可用产物包括适合于热机的驱动和热的产生的产物。

附图标记清单

1.反应器

2.填充室

3.填充隔板

4.加热介质的发生器

5.喷嘴

6.控制阀

7.挤出设备

8.输出室

9.输出隔板

10.液体粒子分离器

11.输出开口

12.固体粒子分离器

13.夹套

14.输入开口

15.输出口

16.输入口

17.冷却器

18.冷却回路

19.出口输出部

20.供应输入部

21.第一端输出部

22.液体粒子箱

23.居间操作输出部

24.冷冻室

25.第二端输出部

26.第三端输出部

27.传送器

Claims (4)

1.一种用来连续处理旧轮胎或已降解轮胎的装置，所述装置包括反应器(1)，所述反应器用来将这些废轮胎热分解成呈低分子量烃形式的有机分解产物和残余无机废料部分，其特征在于，在所述反应器(1)的上部部分中形成填充室(2)，所述填充室具有一对填充隔板(3)以便用废轮胎填充其内部空间，并且在所述反应器(1)的底部部分中形成残余无机部分的输出室(8)，所述输出室具有一对输出隔板(9)，而在所述反应器(1)的下部部分中设有喷嘴(5)，所述喷嘴通过对来自被处理轮胎的有机物质的未反应残余物加以氧化而产生不含有害物质的温和气态惰性介质，并且在所述反应器(1)的内部空间的上部部分中在所述填充室(2)下面，形成这种惰性气体介质的至少一个输出开口(11)，这种惰性气体介质与呈气溶胶形式的其中散布的有机分解产物一起，通过固体粒子分离器(12)以及冷却器(17)，被引入液体粒子分离器(10)，所述液体粒子分离器用以分离来自经冷却的气溶胶的液体粒子，所述液体粒子分离器设有：用以将液体粒子输出到箱(22)中的第一端输出部(21)、以及用以输出气态粒子的第二居间操作输出部(23)，所述气态粒子用以引入到热机中由燃烧产生直接能量，或者被引入冷冻室(24)，所述冷冻室用来分离具有高于这个室中的温度的冷凝温度的气体，在所述冷冻室的末端，设有：用于输出其中的不冷凝气体一个部分的第二端输出部(25)、以及用以输出其中的不冷凝气体的剩余部分的第三端输出部(26)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，由一对输出隔板(9)限定的残余无机部分的输出室(8)侧向地位于所述反应器(1)的轴线的外侧，而在所述反应器的轴线中，在其底部设有气态惰性介质的发生器(4)，并且用来产生气体惰性介质的喷嘴(5)在其内部空间中连接到管道，所述管道承载有控制阀(6)，所述控制阀用以设定来自所述反应器(1)的外部空间的空气的流通，以在希望温度下对气态惰性介质进行放热加热。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述反应器(1)配备有挤出设备(7)，所述挤出设备用来将来自所述反应器(1)的底部的残余无机部分清理到侧向定位的输出室(8)中。

4.如权利要求1、2、3所述的装置，其特征在于，所述反应器(1)配备有用以将被处理轮胎传送到其填充室(2)的传送器(27)。