CN108690651A - 一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置 - Google Patents

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赵剑红
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    • C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
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Abstract

本发明公开了一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，它包括机架（10），安装在机架（10）上的主机壳体（5），分别与主机壳体（5）两端相连的进料端（8）和出料端（11），主机壳体（5）的上端和下端分别开设有进风口（1）和出风口（7），进风口（1）连接热风循环系统，出风口（7）连接冷凝收集系统；主机壳体（5）上开设有微波馈口（3），微波馈口（3）与微波发生器相连；主机壳体（5）内的裂解腔体内设有传输链板（4）。本发明结构设计合理，操作方便，采用微波和热风循环裂解方式，自动化程度高、环保性强，安全性高，可得到补强性能优的炭黑和高品质的裂解油和裂解气，具有非常好的经济效益。

Description

一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置
技术领域
本发明属于微波加热装置，具体涉及一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置。
背景技术
随着社会经济的蓬勃发展，橡胶制品得到了广泛的应用，但同时也产生了大量的废弃橡胶制品。逐年累计的废橡胶制品对环境造成的危害已经到了触目惊心的地步，已经严重危害到人类的生存，“黑色污染”早已成为我国以及全世界社会各界关注的环境问题。如何将其在无污染的情况下实现减量化、资源化、无害化对于改善环境、缓解能源危机具有重要的战略意义。传统处理废旧橡胶制品方法有：制造再生胶、热解、焚烧和生成胶粉。热解作为一种快速处理废弃橡胶并且能生成炭黑、裂解油和裂解气体的高经济工艺方式而得到社会的广大认同。回转窑是目前热解废旧橡胶技术的主流设备，但传统的裂解橡胶设备采用的是间壁式加热方式，其换热效率低，并且由于橡胶的导热性差，在高温情况下裂解腔壁易发生结焦，这会造成回转窑热裂解废旧橡胶的设备正常运行时间短和能耗高等问题，传统的橡胶裂解设备有待进一步的优化。
微波是一种高频电磁波，具有极强的穿透能力。微波能够使加载介质的内部和外部同时升温，避免了常规加热中的热传导时间，大幅度缩短了整体加热时间。同时微波的输出功率也可控可调，橡胶的温度可立即变化，不存在“余热”效应。目前我国废旧轮胎回收利用企业普遍生产经营规模小，自我改进能力低，加上我国废旧轮胎资源零星分散，其回收、加工、运输费用高，生产经营难，传统回转窑批次式生产方式，无法形成规模化效益，导致废旧轮胎回收利用行业呈低水平徘徊状态。传统废旧轮胎裂解采用回转窑方式，其主要经济产物为裂解油和钢丝，裂解炭黑因质量不达标，经济价值极低。
本发明充分发挥微波裂解技术及生产性，该技术以裂解生产具备补强性能的高品质炭黑为中心，保留裂解炭黑产品补强性能，提高裂解炭黑价值，真正实现废旧轮胎资源化利用，形成炭黑在橡胶制品行业的循环利用。
本发明提供的新型废旧轮胎橡胶制品微波裂解装备，是以裂解炭黑质量为工艺核心，微波和循环气共同作用为裂解方式的连续化、工业化裂解废旧轮胎的新装备。该装置不仅具有自动化程度高、规模化效应明显以及无害化处理等优势，其最大的特点在于其裂解炭黑可最大化保留炭黑的补强性能，具有极高市场价值，是轮胎裂解行业真正实现循环经济的关键技术。
发明内容
发明目的：本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构设计合理，可实现微波和热风循环裂解方式的连续化、工业化，自动化程度高、规模化效应明显，环保性强，可得到补强性能优的炭黑和裂解油和裂解气的基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置。
技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，它包括机架，安装在机架上的主机壳体，分别与主机壳体两端相连的进料端和出料端，主机壳体的上端和下端分别开设有进风口和出风口，进风口和出风口靠近主机壳体内的裂解腔体部位设有微波抑制结构；进风口连接热风循环系统，出风口连接冷凝收集系统；所述的主机壳体上开设有微波馈口，微波馈口与微波发生器相连；主机壳体内的裂解腔体内设有传输链板，传输链板与驱动系统相连；
所述的进料端连接进料密封装置，出料端连接出料密封装置；
所述的主机壳体由若干个壳体单元连接而成，相邻壳体单元之间通过膨胀节密封固定连接。
由于主机壳体温度升高会产生高温变形，通过膨胀节结构释放伸长余量。
作为优选方案，以上所述的一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，在进风口和出风口靠近主机壳体内的裂解腔体部位分别设有进风格栅和出风格栅。
作为优选方案，以上所述的一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，主机壳体内的裂解腔体为圆形、方形或椭圆形，可以承受1~6KPa的压力范围，温度可以在200~700℃正常工作。
作为优选方案，以上所述的一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，传输链板为带多孔结构、网状结构或格栅结构的弯板链条，滚子链条或齿形链。
作为优选方案，以上所述的进风口和出风口可以是圆形的、方形的或长条形，进风口和出风口靠近主机壳体内的裂解腔体部位设有微波抑制结构，可确保微波不会往风管中泄漏，微波抑制结构优选格栅形式、多孔形式或抑制板结构等。
本发明提供的于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，橡胶物料通过前置进料密封系统和进料端均匀落在多孔结构传输链板上，传输链板通过驱动系统实现水平方向的传输，进入主机壳体内的裂解腔体对物料进行热解过程，热风循环系统产生的高温热气（无氧气体介质），由进风口进入腔体，穿过物料层，多孔传输链板的进程段和回程段，最后通过出风口排出裂解腔体，随后进入冷凝段，同时微波馈能系统产生的微波由微波馈口进入裂解腔体对物料同时加热。其中进风格栅、出风格栅和进料端和出料端中的微波抑制结构，把微波能全完密封在裂解腔体内部，防止微波漏能的情况出现，随着多孔传输链板连续传输，物料在裂解腔体内部随着时间的推移实现整个热解过程，最后通过出料端将裂解完全的固态剩余物输送至出料密封系统，从而实现固态产物的收集工作，热解过程中产生的可凝油，不可凝气，由腔体内部的热风从出风口带入冷凝收集系统中，从而实现整个一个物料的热解和能源的回收利用过程。
有益效果：本发明提供的基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置与现有技术相比具有以下优点：
本发明提供的基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，结构设计合理，操作方便，采用微波和热风循环裂解方式，自动化程度高、规模化效应明显，环保性强，且无微波泄露安全性高，本发明可得到补强性能优的炭黑和高品质的裂解油和裂解气，具有非常好的经济效益。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置的结构示意图。
图2是本发明中的主机壳体的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1和图2所示，一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，它包括机架10，安装在机架10上的主机壳体5，分别与主机壳体5两端相连的进料端8和出料端11，主机壳体5的上端和下端分别开设有进风口1和出风口7，在进风口1和出风口7靠近主机壳体5内的裂解腔体部位分别设有进风格栅2和出风格栅6；进风口1连接热风循环系统，出风口7连接冷凝收集系统；所述的主机壳体5上开设有微波馈口3，微波馈口3与微波发生器相连；主机壳体5内的裂解腔体内设有传输链板4，传输链板4与驱动系统相连；
所述的进料端8连接进料密封装置，出料端11连接出料密封装置；
所述的主机壳体5由若干个壳体单元连接而成，相邻壳体单元之间通过膨胀节9密封固定连接。
以上所述的一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，主机壳体5内的裂解腔体为圆形、方形或椭圆形，可以承受1~6KPa的压力范围，温度可以在200~700℃正常工作。
以上所述的一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，传输链板4为带多孔结构、网状结构或格栅结构的弯板链条，滚子链条或齿形链。
本发明提供的基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置运用在对轮胎胶块资源化处理的工程中，轮胎胶块由水封气密装置连续性进料，落在设备传输链板4上，通过电机减速器的共同作用，使传输链板4缓慢运动，通过抑制段进入裂解腔体，通过热风进风系统通入550℃高温裂解循环气，并且通过微波馈口3馈入915MHz微波能源，共同对轮胎胶块内外部同时加热，轮胎胶块热解产生可凝油、不可凝气，通过热风由出风口送出，剩下的固态产物为钢丝和补强性能优异的炭黑，由传输带通过出料端送出腔体。
以上所述仅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润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，其特征在于，它包括机架（10），安装在机架（10）上的主机壳体（5），分别与主机壳体（5）两端相连的进料端（8）和出料端（11），主机壳体（5）的上端和下端分别开设有进风口（1）和出风口（7），进风口（1）和出风口（7）靠近主机壳体（5）内的裂解腔体部位设有微波抑制结构；进风口（1）连接热风循环系统，出风口（7）连接冷凝收集系统；所述的主机壳体（5）上开设有微波馈口（3），微波馈口（3）与微波发生器相连；主机壳体（5）内的裂解腔体内设有传输链板（4），传输链板（4）与驱动系统相连；
所述的进料端（8）连接进料密封装置，出料端（11）连接出料密封装置；
所述的主机壳体（5）由若干个壳体单元连接而成，相邻壳体单元之间通过膨胀节（9）密封固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，其特征在于，在进风口（1）和出风口（7）靠近主机壳体（5）内的裂解腔体部位分别设有进风格栅（2）和出风格栅（6）。
3.根据权利要求1所述的一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，其特征在于，主机壳体（5）内的裂解腔体为圆形、方形或椭圆形，可以承受1~6KPa的压力范围，温度可以在200~700℃正常工作。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于微波和热风耦合加热的橡胶制品裂解装置，其特征在于，传输链板（4）为带多孔结构、网状结构或格栅结构的弯板链条，滚子链条或齿形链。
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