CN107699265A - 一种处理废旧轮胎的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种处理废旧轮胎的方法，其包括以下步骤：将回收的废旧轮胎放置在密闭空间内；将液态水加热至气态水分子，获得热焓值高的气态水分子热能；将气态水分子通过出气管道持续的通入到装有废旧轮胎的密闭空间内，气态水分子首先将密闭空间内的空气排出形成一个无氧环境的密闭空间，随后废旧轮胎在气态水分子的高温作用下受热分解，生成碳黑、焦油、烷烃气、水、二氧化碳、一氧化碳和杂质气体以及炭黑、钢丝等固态物；将热解产生的气液混合物先经过热交换器回收余热，接着进行油液分离，再把尾气经过气体净化器净化，最后经尾气排空；冷却后的碳黑、钢丝等固态物分类收集回收。

Description

一种处理废旧轮胎的方法及装置

技术领域

本发明涉及废旧轮胎处理方法及装置。

背景技术

随着我国汽车工业的迅猛发展，废旧轮胎也每年以两位数的速度增长，我国废旧轮胎的产生量已居世界第二，仅次于美国。越来越多的废旧轮胎形成“黑色污染”，正在威胁着人们的日常生活。废旧轮胎属于不溶或难溶的高分子弹性材料，有着较高的弹性和韧性，在-50℃～150℃范围内不会发生变化，废旧轮胎难以生物降解，长期露天存放，不仅占用大量土地，而且会产生有毒有害气体，严重污染环境。

现有技术中处理废旧轮胎的工艺主要是将废旧轮胎的橡胶部分与钢丝、纤维材料等剥离后再加工成再生胶、胶粉降级使用，也有采用热裂解法处理，将胶料在云母片催化下于230-240摄氏度的温度及压力0.1-0.2Mpa的条件下裂解，制成可燃气、燃料油、碳黑等产品，或者是在常压、中温的条件下以活性白云、酸化类托石等进行催化裂解制取石油气、汽油、柴油及碳黑等。已有技术中的这些方法中，由于热裂解工艺需要一定的工作压力，这样既增加了设备的造价和生产的成本，又增加操作难度和不安全的隐患，同时热裂解工艺技术需要添加一定的催化剂，会造成二次污染及影响产品的质量，而且生产的干气回收不够完善，回收的产品油类、碳黑质量较差，产品的附加值较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种处理废旧轮胎的方法，该处理废旧轮胎的方法不会产生二次污染、有毒气体和危害人体健康，还保证了产品的附加值。

基于此，本发明提出了一种处理废旧轮胎的方法，其包括以下步骤：

(S1)、将回收的废旧轮胎放置在密闭空间内；

(S2)、液态水通过进水管进入到水分子热能发生装置中，启动所述水分子热能发生装置的加热程序，对所述水分子热能发生装置的发生器中的液态水进行加热，这时，所述液态水被加热至100度的水蒸汽，同时，所述水蒸汽在所述发生器中持续受热，产生温度高达250度以上的气态水分子；

(S3)、所述气态水分子汇集在所述发生器的上部并形成气爆，所述气爆从所述水分子热能发生装置的出气管道持续输出，获得热焓值高及高温的气态水分子热能；

(S4)、将气态水分子通过出气管道持续的通入到装有废旧轮胎的密闭空间内，气态水分子首先将密闭空间内的空气排出形成一个无氧环境的密闭空间，且废旧轮胎在气态水分子的高温作用下受热分解，生成由焦油、烷烃气、水、二氧化碳和一氧化碳形成的气液混合物以及由碳黑和钢丝组成的固态物；

(S5)、反应完后，将气液混合物经过热交换器回收余热，且进行油液分离，再把气体经过气体净化器净化，净化后的气体包括烷烃气、水、二氧化碳以及一氧化碳混合气体，并进行燃烧获取热能，同时，将生成的气体排空；冷却后，碳黑和钢丝的固态物分类收集回收。

可选的，所述处理方法还包括水循环利用步骤，处理废旧轮胎过后的气态水分子和废旧轮胎分解后生成的水经过冷却变成液态水，再次经过上述(S2、S3)加热产生气态水分子，如此循环。

可选的，所述气态水分子的温度为250度至900度。

可选的，所述液态水加热至气态水分子的过程为常压下进行。

本发明还提供一种用于废旧轮胎的处理装置，该用于废旧轮胎的处理装置不会产生二次污染、有毒气体和危害人体健康，还保证了产品的附加值。

基于此，一种用于废旧轮胎的处理装置，其包括水分子热能发生装置、热解炉、进水管以及出气管道，所述水分子热能发生装置的下端与进水管连通，所述水分子热能发生装置的上端与所述出气管道的一端连通，所述出气管道的另一端与热解炉连通；

所述水分子热能发生装置包括一级加热组件、二级加热组件、三级加热组件和四级加热组件，所述一级加热组件、二级加热组件、三级加热组件和四级加热组件依次连通；

所述热解炉的内部设有热交换器和气体净化器。

可选的，所述水分子热能发生装置还包括外壳、发生器和电控箱，所述外壳上设有蒸汽出口，所述发生器的一端与所述进水管连通，所述发生器的另一端与所述蒸汽出口连接，且所述蒸汽出口与所述出气管道连通，所述发生器外侧缠绕有电磁线圈，所述电磁线圈的两端与电控箱电连接。

可选的，所述处理装置还包括回水管道，所述回水管道的一端与所述热解炉连通，所述回水管道的另一端与所述进水管连通。

可选的，所述进水管上设有加压泵。

可选的，所述进水管上设有阀门。

可选的，所述发生器为铁合金材料。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明处理废旧轮胎的方法，主要是根据废旧轮胎中的有机物在高温下会热解，由于气态水分子作为热传递介质，同时水分子提供保护气氛避免加热过程的氧化燃烧反应，热传递能效高，因此，采用具有高温的气态水分子作为废旧轮胎中的有机物分解的高温介质，将收集起来的废旧轮胎放置在一个密闭的环境中，并在该密闭的环境中通入气态水分子，利用气态水分子的高温将废旧轮胎进行热分解成碳黑、焦油、烷烃气、水、二氧化碳和一氧化碳等以及废旧轮胎内嵌入的钢丝，其中，烷烃气、水、二氧化碳、一氧化碳等混合气燃烧获取热能，最后经尾气排空，再经过收集和提炼处理得到所需的碳黑材料和钢丝等经济价值高的原料；由于不需要添加催化剂等，也不会对环境造成二次污染，且所产生的水和二氧化碳对人体没有伤害，同时本发明的用于废电路板的处理方法回收工序减少，缩短工时，降低回收成本，不会对环境造成污染，还可以制备出工业所需的高质量的碳黑材料，保证了产品的附加值。

本发明用于废旧轮胎的处理装置，则主要是将常温下的水通过进水管进入到水分子热能发生装置中进行加热，从常温一直加热到水蒸汽，再由水蒸汽加热到气态水分子，最后获得热焓值高的气态水分子热能，此时，气态水分子通过出气管道进入到热解炉中，在热解炉中放置有需要待处理的废旧轮胎，由于废旧轮胎中在高温下会受热分解，因此，气态水分子作为废旧轮胎中的有机物分解的高温介质，利用气态水分子的高温将废旧轮胎进行热分解成碳黑、焦油、烷烃气、水、二氧化碳和一氧化碳等以及废旧轮胎内嵌入的钢丝，其中，烷烃气、水、二氧化碳、一氧化碳等混合气燃烧获取热能，最后经尾气排空，再经过收集和提炼处理得到所需的碳黑材料和钢丝等经济价值高的原料，由于不需要添加催化剂等，也不会对环境造成二次污染，且所产生的水和二氧化碳对人体没有伤害，同时本发明的用于废电路板的处理方法回收工序减少，缩短工时，降低回收成本，不会对环境造成污染，还可以制备出工业所需的高质量的碳黑材料，保证了产品的附加值。

附图说明

图1是本发明的气态水分子加热的原理示意图；

图2是本发明优选实施例的用于废旧轮胎的处理装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、水分子热能发生装置；11、外壳；12、发生器；13、一级加热组件；14、二级加热组件；15、三级加热组件；16、四级加热组件；2、热解炉；3、进水管；31、加压泵；32、阀门；4、出气管道；41、阀门；5、回水管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种处理废旧轮胎的方法，其包括以下步骤：

(S1)、将回收的废旧轮胎放置在密闭空间内；

(S2)、液态水通过进水管进入到水分子热能发生装置中，启动所述水分子热能发生装置的加热程序，对所述水分子热能发生装置的发生器中的液态水进行加热，这时，所述液态水被加热至100度的水蒸汽，同时，所述水蒸汽在所述发生器中持续受热，产生温度高达250度以上的气态水分子；

(S3)、所述气态水分子汇集在所述发生器的上部并形成气爆，所述气爆从所述水分子热能发生装置的出气管道持续输出，得到热焓值高及高温的气态水分子；

(S4)、将气态水分子通过出气管道持续的通入到装有废旧轮胎的密闭空间内，气态水分子首先将密闭空间内的空气排出形成一个无氧环境的密闭空间，且废旧轮胎在气态水分子的高温作用下受热分解，生成由焦油、烷烃气、水、二氧化碳和一氧化碳形成的气液混合物以及由碳黑和钢丝组成的固态物；

(S5)、反应完后，将气液混合物经过热交换器回收余热，且进行油液分离，再把气体经过气体净化器净化，净化后的气体包括烷烃气、水、二氧化碳以及一氧化碳混合气体，并进行燃烧获取热能，同时，将生成的气体排空；冷却后，碳黑和钢丝的固态物分类收集回收。

对于废旧轮胎的处理，本发明主要是根据废旧轮胎在高温下会受热分解，由于气态水分子作为热传递介质，同时水分子提供保护气氛避免加热过程的氧化燃烧反应，热传递能效高，因此，采用具有高温的气态水分子作为废旧轮胎中的有机物分解的高温介质，将收集起来的废旧轮胎放置在一个密闭的环境中，并在该密闭的环境中通入气态水分子，利用气态水分子的高温将废旧轮胎进行热分解成碳黑、焦油、烷烃气、水、二氧化碳和一氧化碳等以及废旧轮胎内嵌入的钢丝，其中，烷烃气、水、二氧化碳、一氧化碳等混合气燃烧获取热能，最后经尾气排空，再经过收集和提炼处理得到所需的碳黑材料和钢丝等经济价值高的原料；不会对人体产生伤害，废旧轮胎并没有通过燃烧生产有毒气体污染环境，由于不需要添加催化剂等，也不会对环境造成二次污染，且所产生的水和二氧化碳对人体没有伤害，同时本发明的用于废电路板的处理方法回收工序减少，缩短工时，降低回收成本，不会对环境造成污染，还可以制备出工业所需的高质量的碳黑材料，保证了产品的附加值。

进一步的，本发明优选实施例的一种处理废旧轮胎的方法还包括水循环利用步骤，处理废旧轮胎过后的气态水分子和废旧轮胎分解后生成的水经过冷却变成液态水，再次经过上述(S2、S3)加热至气态水分子，如此循环，由于气态水分子的成分是水分子，且水的获取十分便利，再加上，水在经过加热过程中，变成水蒸汽，再到气态水分子，最后得到气态水分子，将气态水分子对废电路板中的有机物进行热分解后，气态水分子经过冷却又变成水，节约成本，且水还可以不断的循环使用。进一步的，由于大部分有机物在250度以上就能够进行热分解，所述气态水分子的温度设置为250度至900度。进一步的，所述液态水加热至气态水分子的过程为常压下进行，由于整个过程是在常压下进行，不需要加压设备或真空高温，降低了成本，也提高了使用范围。

如图2所示，本发明优选实施例中的一种用于废旧轮胎的处理装置，其包括水分子热能发生装置1、热解炉2、进水管3以及出气管道4，所述水分子热能发生装置1的下端与进水管3连通，所述水分子热能发生装置1的上端与所述出气管道4的一端连通，所述出气管道4的另一端与热解炉2连通；

所述水分子热能发生装置1包括一级加热组件13、二级加热组件14、三级加热组15件和四级加热组件16，所述一级加热组件、二级加热组件、三级加热组件和四级加热组件依次连通；

所述热解炉2的内部设有热交换器和气体净化器。

这时，本发明的优选实施例中的一种用于废旧轮胎的处理装置，主要是将常温下的液态水通过进水管3进入到水分子热能发生装置1中进行加热，从常温一直加热到水蒸汽，再由水蒸汽加热到气态水分子，最后得到所需的气态水分子，这时，气态水分子再通过出气管道4进入到热解炉2中，在热解炉2中放置有需要待处理的废旧轮胎，由于废旧轮胎在高温下会热解；具体如下：

液态水通过一级加热组件13加热至沸水，同时由沸水变成水蒸汽，这时，水蒸汽通过二级加热组件14继续加热至温度较低的气态水分子，气态水分子进入到三级加热组件15中继续持续受热被加热至温度较高的气态水分子，气态水分子再通过四级加热组件16继续加热至所需的高温气态水分子，高温气态水分子汇集成高压的气爆，气爆通过出气管道4持续排出形成气态水分子，此时，气态水分子作为废旧轮胎分解的高温介质，利用气态水分子的高温将废旧轮胎中有机材料进行热分解成碳黑、焦油、烷烃气、水、二氧化碳以及少量的一氧化碳等以及废旧轮胎内嵌入的钢丝材料，其中，烷烃气、水、二氧化碳、一氧化碳等混合气燃烧获取热能，最后经尾气排空，再经过热交换器和气体净化器，将热解产生的气液混合物先经过热交换器回收余热，接着进入分气包进行油水分离，再把尾气经过气体净化器净化，净化后尾气是烷烃气、水、二氧化碳、一氧化碳等混合气燃烧获取热能，最后经尾气排空；本发明的用于废电路板的处理方法回收工序减少，缩短工时，降低回收成本，不会对环境造成污染，还可以制备出工业所需的高质量的碳黑材料、焦油、烷烃气和钢丝，保证了产品的附加值。

进一步的，如图2所示，所述水分子热能发生装置1还包括外壳11、发生器12和电控箱，所述外壳11上设有蒸汽出口，所述蒸汽出口与所述出气管道4连通，所述发生器12外侧缠绕有电磁线圈，所述电磁线圈的两端与电控箱电连接，水分子热能发生装置1主要是利用电磁对水进行加热，加热过程可控，且快速和安全，其中发生器12优选为铁合金材料的管道。还包括回水管道5，所述回水管道5的一端与所述热解炉2连通，所述回水管道5的另一端与所述进水管3连通，因为气态水分子的就是由水蒸发再到气态水分子，最后得到气态水分子，在这个过程中气态水分子的成分都是水分子，当气态水分子冷却时变成水，再通过回水管道5回收循环利用。所述水分子热能发生装置1还包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器安装在外壳11的内壁，湿度传感器安装在蒸汽出口处，其中温度传感器主要是检测外壳体内的实时温度，而湿度传感器主要是实时监测蒸汽出口处气态水分子的湿度。

进一步的，如图2所示，所述进水管3上设有加压泵31，主要是用来控制进水管3中水的流量，为了更好的提供水产生气态水分子，加压泵31优选为电磁阀门，所述加压泵31与所述电控箱电连接，可以实现自动控制。在所述进水管3上设有阀门32，阀门32优选为电磁阀门，所述阀门32与所述电控箱电连接，可以实现自动控制。

综上所述，本发明的处理废旧轮胎的方法，主要是根据废旧轮胎中的有机物在高温下会热解，由于气态水分子作为热传递介质，同时水分子提供保护气氛避免加热过程的氧化燃烧反应，热传递能效高，因此，采用具有高温的气态水分子作为废旧轮胎中的有机物分解的高温介质，将收集起来的废旧轮胎放置在一个密闭的环境中，并在该密闭的环境中通入气态水分子，生成焦油、烷烃气、水、二氧化碳、一氧化碳和杂质气体以及碳黑、钢丝等固态物；将热解产生的气液混合物先经过热交换器回收余热，接着进入分气包进行油水分离，再把尾气经过气体净化器净化，净化后尾气是烷烃气、水、二氧化碳、一氧化碳等混合气燃烧获取热能，最后经尾气排空。冷却后的碳黑、钢丝等固态物分类收集回收；由于不需要添加催化剂等，也不会对环境造成二次污染，且所产生的水和二氧化碳对人体没有伤害，同时本发明的用于废电路板的处理方法回收工序减少，缩短工时，降低回收成本，不会对环境造成污染，还可以制备出工业所需的高质量的碳黑和钢丝，保证了产品的附加值。

本发明的用于废旧轮胎的处理装置，则主要是将常温下的水通过进水管3进入到水分子热能发生装置1中进行加热，从常温一直加热到水蒸汽，再由水蒸汽加热到气态水分子，最后获得热焓值高的气态水分子热能，此时，气态水分子通过出气管道4进入到热解炉2中，在热解炉2中放置有需要待处理的废旧轮胎，由于废旧轮胎中的有机物在高温下会热解，因此，此时气态水分子作为废旧轮胎中的有机物分解的高温介质，利用气态水分子的高温将废旧轮胎中有机材料进行热分解成碳黑、焦油、烷烃气、水、二氧化碳和一氧化碳以及未分解且嵌入在废旧轮胎内的钢丝，再经过热交换器和气体净化器将热解产生的气液混合物先经过热交换器回收余热，接着进入分气包进行油水分离，再把尾气经过气体净化器净化，净化后尾气是烷烃气、水、二氧化碳、一氧化碳等混合气燃烧获取热能，最后经尾气排空。冷却后的碳黑、钢丝等固态物分类收集回收，由于不需要添加催化剂等，也不会对环境造成二次污染，且所产生的水和二氧化碳对人体没有伤害，同时本发明的用于废电路板的处理方法回收工序减少，缩短工时，设备简单，降低回收成本，不会对环境造成污染，还可以制备出工业所需的高质量的碳黑和钢丝，保证了产品的附加值。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种处理废旧轮胎的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(S1)、将回收的废旧轮胎放置在密闭空间内；

(S2)、液态水通过进水管进入到水分子热能发生装置中，启动所述水分子热能发生装置的加热程序，对所述水分子热能发生装置的发生器中的液态水进行加热，这时，液态水被加热至100度的水蒸汽，同时，所述水蒸汽在所述发生器中持续受热，产生温度高达250度以上的气态水分子；

(S3)、所述气态水分子汇集在所述发生器的上部并形成气爆，所述气爆从所述水分子热能发生装置的出气管道持续输出，获得热焓值高及高温的气态水分子热能；

(S4)、将气态水分子通过所述出气管道持续的通入到装有废旧轮胎的密闭空间内，气态水分子首先将密闭空间内的空气排出形成一个无氧环境的密闭空间，且废旧轮胎在气态水分子的高温作用下受热分解，生成由焦油、烷烃气、水、二氧化碳和一氧化碳形成的气液混合物以及由碳黑和钢丝组成的固态物；

(S5)、反应完后，将气液混合物经过热交换器回收余热，且进行油液分离，再把气体经过气体净化器净化，净化后的气体包括烷烃气、水、二氧化碳以及一氧化碳混合气体，并进行燃烧获取热能，同时，将生成的气体排空；冷却后，碳黑和钢丝的固态物分类收集回收。

2.如权利要求1所述的处理废旧轮胎的方法，其特征在于，所述处理方法还包括水循环利用步骤，处理废旧轮胎过后的气态水分子和废旧轮胎分解后生成的水经过冷却变成液态水，再次经过上述(S2、S3)加热产生气态水分子，如此循环。

3.如权利要求1所述的处理废旧轮胎的方法，其特征在于，所述气态水分子的温度为250度至900度。

4.如权利要求1所述的处理废旧轮胎的方法，其特征在于，所述液态水加热至气态水分子的过程为常压下进行。

5.一种利用实现如权利要求1至4任一项所述的处理废旧轮胎的方法的装置，其特征在于，包括水分子热能发生装置、热解炉、进水管以及出气管道，所述水分子热能发生装置的下端与进水管连通，所述水分子热能发生装置的上端与所述出气管道的一端连通，所述出气管道的另一端与热解炉连通；

所述水分子热能发生装置包括一级加热组件、二级加热组件、三级加热组件和四级加热组件，所述一级加热组件、二级加热组件、三级加热组件和四级加热组件依次连通；

所述热解炉的内部设有热交换器和气体净化器。

6.如权利要求5所述的处理废旧轮胎的装置，其特征在于，所述水分子热能发生装置还包括外壳、发生器和电控箱，所述外壳上设有蒸汽出口，所述发生器的一端与所述进水管连通，所述发生器的另一端与所述蒸汽出口连接，且所述蒸汽出口与所述出气管道连通，所述发生器外侧缠绕有电磁线圈，所述电磁线圈的两端与电控箱电连接。

7.如权利要求5所述的处理废旧轮胎的装置，其特征在于，所述处理装置还包括回水管道，所述回水管道的一端与所述热解炉连通，所述回水管道的另一端与所述进水管连通。

8.如权利要求5所述的处理废旧轮胎的装置，其特征在于，所述进水管上设有加压泵。

9.如权利要求5所述的处理废旧轮胎的装置，其特征在于，所述进水管设有阀门。

10.如权利要求6所述的处理废旧轮胎的装置，其特征在于，所述发生器为铁合金材料。