CN108977215A - 轮胎热裂解系统及裂解方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎热裂解系统及方法，轮胎热裂解系统包括至少一热裂解机、至少一重油燃烧机与一碳黑气送管路；热裂解机用以投入轮胎；重油燃烧机与热裂解机连接，用以加热热裂解机以使轮胎产生裂解，并于裂解过程的不同时期产生不同产物，产物包括碳黑；碳黑气送管路的相对两端分别连接于至少一热裂解机与一碳黑贮槽，碳黑气送管路连接一空气输送装置，由空气输送装置提供导引气体，以将碳黑送入碳黑贮槽。

Description

轮胎热裂解系统及裂解方法

技术领域

本发明涉及一种轮胎热裂解系统及方法，尤指一种经由空气输送装置将碳黑传输至碳黑贮槽的轮胎热裂解系统及方法。

背景技术

环保作为世界性问题引起各国的高度重视，世界各国无不为各项废弃物、固废、废橡胶、费油等问题伤透脑筋，有些物质并不能自然分解，只能暂时以堆积、掩埋或一般焚化进行处理，但这又会造成环境污染，甚至导致人类产生各种疾病。有效解决处理此类废弃物质问题，甚至进一步裂解此类废弃物成为可利用再生资源、能源，不但能够促进再生资源产业链的有序发展，提升经济效益和社会效益，更能为我们的子孙后代留下一个干净的地球。

当今世界投入环保的资金逐年递增，从1999年的4989亿美元，增加到2005年的6092亿元。污染防治、环境保护业未来前景发展巨大，因此各国政府也将其列为十大新兴工业之一。随着废弃物的不断增加，传统掩埋陆续饱和，废弃物处理技术尤为重要。随着经济发展而衍生出来的废弃物已给环境带来巨大压力，严重影响了人类的生活环境。因此，如何有效地减少废弃物的产生以及如何利用好产生的废弃物，以进行能源再造、循环利用，以建立一个持续发展的世界环境，已成为当下非常重要的问题。

以中国为例，于2012年产生废轮胎为2.83亿条，重量达1018万吨。预计废旧轮胎产生量每年在以8％的速度递增，2020年废旧轮胎产生量有望超过2000万吨。为提高废旧轮胎综合利用水平，中国工信部于2011年1月公布的《废旧轮胎综合利用指导意见》提出，严禁利用废轮胎“土法炼油”，以稳定发展再生橡胶产品。

再以美国为例，为了处理废弃轮胎问题，30多年前在佛州外海抛弃了成千上万的废轮胎，原本要当作人工礁石，没想到成为一场环保灾难，到现在都还没有办法解决。固定轮胎用的尼龙绳和钢条，经过30多年海水的侵蚀，全部发生了腐烂、锈蚀。除了佛州之外，加州、墨西哥湾、北卡罗莱纳州和纽泽西州外海也多是废轮胎做成的人工礁石，但是，佛州外海的废轮胎对生态危害最大，因为这个海域具有活的珊瑚礁。为了避免灾情扩大，美国海军派出了潜水人员，6年前有80名义工也加入了清理废轮胎的行动，总计打捞起1600条废轮胎，但是要把海底的废轮胎全部清掉，恐怕还要3年的时间。

据此，如何有效利用废轮胎并使轮胎热裂解的过程不对环境造成污染，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

于一实施例中，本发明提出一种轮胎热裂解系统，包括：

至少一热裂解机，用以投入轮胎；

至少一重油燃烧机，与至少一热裂解机连接，用以至少一加热热裂解机以使轮胎产生裂解，并于裂解过程的不同时期产生不同产物，产物包括碳黑；以及

一碳黑气送管路，其相对两端分别连接于至少一热裂解机与一碳黑贮槽，碳黑气送管路连接一空气输送装置，由空气输送装置提供导引气体，以将碳黑送入碳黑贮槽。

于另一实施例中，本发明提出一种轮胎热裂解方法，包括以下步骤：

将轮胎投入热裂解机中；

开启重油燃烧机，开始对热裂解机加热；

热裂解机中的轮胎开始分解，产生瓦斯气体；可将瓦斯气体导回热裂解机，以提供对热裂解机加热的热源，或将瓦斯气体导引至其他热裂解机以提供热源；

热裂解机中的轮胎继续分解，产出重油气体；

重油气体进入过滤器以去除杂质；

重油气体经过冷凝器转换成液态，再进入重油贮槽存放；

当重油完全产出后，关闭重油燃烧机，使热裂解机进行冷却，产出碳黑；

经由空气输送装置将碳黑传输至碳黑贮槽；

热裂解机继续冷却，产出钢丝，开启前盖，取出钢丝并将其送入钢丝贮存区；

完成裂解过程，可进行下一炉轮胎的裂解流程。

附图说明

图1为本发明的系统架构示意图；

图2为利用本发明的系统进行裂解的流程图。

附图标记说明：100-轮胎热裂解系；10-热裂解机统；11-轮胎；12-连接管路；20-重油燃烧机；30-碳黑气送管路；31-碳黑贮槽；32-空气输送装置；33-集尘装置；40-冷凝器；50-重油贮槽；60-过滤器；70-钢丝贮存区；200-对轮胎进行热裂解的流程；202～220-对轮胎进行热裂解的流程的步骤。

具体实施方式

本发明的前述以及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚地明白。

如图1所示，本发明所提供的一种轮胎热裂解系统100，包括两个热裂解机10、两个重油燃烧机20及一碳黑气送管路30。每一热裂解机10连接一重油燃烧机20。热裂解机10用以投入轮胎11。重油燃烧机20用以提供热源以将热裂解机10加热，使热裂解机10内的轮胎产生裂解，并于裂解过程的不同时期产生不同产物，产物包括瓦斯气体(初期产物)、重油气体(第二期产物)、碳黑(第三期产物)及钢丝(末期产物)。所述轮胎，通常是指回收的废轮胎。

所谓热裂解(Pyrolysis)是在缺氧的状态下加热(摄氏400至900度)，将轮胎碎片转换成含重油气体、碳黑等具经济价值的产品。一般而言，在较高温的快速裂解条件下，轮胎会产生较多的瓦斯气体；而在温度较低、过程缓慢的加热过程中，油与碳与所占的比例较高。而现今的热裂解处理技术，轮胎处理后的主要产品中，重油气体约可达45-50％、碳黑25-30％、其余则为钢丝及瓦斯气体、热气等。而所获得的重油气体除了可以作为渔船燃料及焚化燃料油外，亦可再提炼为汽油等油品；而碳黑则是活性碳的原料，或亦可做为橡胶、染料的添加剂；至于钢丝则可供应给炼钢厂做为原料，而瓦斯气体、热气可回收再利用，大部分的产生物皆是颇有价值的物质。

于热裂解机10与重油燃烧机20之间设有密闭式的连接管路12，连接管路12用以将轮胎于裂解过程中所产生的瓦斯气体导入至重油燃烧机20，再导回热裂解机10或其他热裂解机(图中未示出)以提供热源。

热裂解机10连接一冷凝器40，冷凝器40连接一重油贮槽50。轮胎于裂解过程中所产生的重油气体(第二期产物)进入冷凝器40转换成液态，再进入重油贮槽50存放。此外，于热裂解机10与冷凝器40之间设有一过滤器60，可让重油气体先进入过滤器60以去除杂质，再进入冷凝器40。上述热裂解机10、冷凝器40、重油贮槽50、过滤器60之间皆通过密闭式管路相互连接，密闭式管路须使用冷水进行热交换处理。冷水使用自来水循环使用，不足时亦由自来水补充。可每日收集过滤器60的杂质，再投入制造过程使用，因此整个制造过程无污染产生。当重油气体完全产出后，关闭重油燃烧机20，使热裂解机10进行冷却，即可产出碳黑(第三期产物)。

碳黑气送管路30为密闭式管路，其相对两端分别连接于热裂解机10与一碳黑贮槽31，且碳黑气送管路30连接一空气输送装置32，由空气输送装置32提供导引气体将碳黑送入碳黑贮槽31。碳黑贮槽31连接一集尘装置33，用以将导引气体去除粉尘，之后排出干净空气。至于空气输送装置32的形式不限，例如可为空压机。由于碳黑通过碳黑气送管路30密闭式输送至碳黑贮槽31，且于进入碳黑贮槽31后的导引气体可通过集尘装置33去除粉尘，之后排出干净空气，因此可有效控制粉尘溢散于大气中，不会造成空气的污染。

其次，轮胎于裂解过程的末期所产生的钢丝存放于一钢丝贮存区70。最终取出钢丝，牵引及拉出钢丝过程，基本上绝大多数碳黑已经排出完成，残余热裂解机内，连带钢丝一并被拉出，属于微量。一般于钢丝清理完毕后，整理地面即可。置放于钢丝贮存区70的钢丝再以车辆运除即可。

如图2所示，说明利用本发明所提供的轮胎热裂解系统对轮胎进行热裂解的流程200，其包含以下步骤：

步骤202：将轮胎投入热裂解机中；

步骤204：开启重油燃烧机，开始对热裂解机加热；

步骤206：热裂解机中的轮胎开始分解，产生瓦斯气体(初期产物)；可将瓦斯气体导回热裂解机，以提供对热裂解机加热的热源，或将瓦斯气体导引至其他热裂解机以提供热源；

步骤208：热裂解机中的轮胎继续分解，产出重油气体(第二期产物)；

步骤210：重油气体进入过滤器以去除杂质；

步骤212：重油气体经过冷凝器转换成液态，再进入重油贮槽存放；

步骤214：当重油完全产出后，关闭重油燃烧机，使热裂解机进行冷却，产出碳黑(第三期产物)；

步骤216：经由空气输送装置(例如空压机)将碳黑传输至碳黑贮槽；

步骤218：热裂解机产出钢丝(末期产物)，取出钢丝；

步骤220：完成裂解过程，可进行下一炉轮胎的裂解流程。

综上所述，本发明所提供的轮胎热裂解系统，其主要特征包括以空气输送装置(例如空压机)将碳黑油密闭式管路传输至碳黑贮槽，且于进入碳黑贮槽后的导引气体可通过集尘装置去除粉尘，因此可有效控制粉尘溢散于大气中，不会造成空气的污染。此外，本发明以再生资源循环回收再利用为主并尽量不使用水泥(高污染产物)直接采用开发的物理机制进行生产制造，达到节能减碳的目标。于轮胎投料时无扬尘产生，且所有轮胎的成分，经热裂解完成，为百分之一百全回收利用，没有剩余的固体或液体废弃物。

以上所述的具体实施例仅用于例释本发明的特点及功效，而非用于限定本发明的可实施范畴，于未脱离本发明上揭的精神与技术范畴下，任何运用本发明所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应为本案权利要求范围所涵盖。

Claims (9)

1.一种轮胎热裂解系统，其特征在于，包括：

至少一热裂解机，用以投入轮胎；

至少一重油燃烧机，与该至少一热裂解机连接，用以加热该至少一热裂解机以使轮胎产生裂解，并于裂解过程的不同时期产生不同产物，产物包括碳黑；以及

一碳黑气送管路，其相对两端分别连接于该至少一热裂解机与一碳黑贮槽，该碳黑气送管路连接一空气输送装置，由该空气输送装置提供导引气体，以将该碳黑送入该碳黑贮槽。

2.如权利要求1所述的轮胎热裂解系统，其特征在于，该碳黑贮槽连接一集尘装置，用以将该导引气体去除粉尘，之后排出干净空气。

3.如权利要求1所述的轮胎热裂解系统，其特征在于，该空气输送装置为空压机。

4.如权利要求1所述的轮胎热裂解系统，其特征在于，该热裂解机与该重油燃烧机之间设有连接管路，该连接管路用以将该轮胎于裂解过程中所产生的瓦斯气体导入至该重油燃烧机，之后再导回该热裂解机或其他热裂解机以提供热源。

5.如权利要求1所述的轮胎热裂解系统，其特征在于，该热裂解机连接一冷凝器，该冷凝器连接一重油贮槽，该轮胎于裂解过程中所产生的重油气体进入该冷凝器转换成液态后再进入该重油贮槽存放。

6.如权利要求5所述的轮胎热裂解系统，其特征在于，该热裂解机与该冷凝器之间设有一过滤器，该重油气体先进入该过滤器以去除杂质，再进入该冷凝器。

7.如权利要求1所述的轮胎热裂解系统，其特征在于，该轮胎于裂解过程的末期所产生的钢丝存放于一钢丝贮存区。

8.如权利要求1所述的轮胎热裂解系统，其特征在于，该轮胎为回收的废轮胎。

9.一种轮胎热裂解方法，其特征在于，包含以下步骤：

将轮胎投入热裂解机中；

开启重油燃烧机，开始对热裂解机加热；

热裂解机中的轮胎开始分解，产生瓦斯气体；将瓦斯气体导回热裂解机，以提供对热裂解机加热的热源，或将瓦斯气体导引至其他热裂解机以提供热源；

热裂解机中的轮胎继续分解，产出重油气体；

重油气体进入过滤器以去除杂质；

重油气体经过冷凝器转换成液态，再进入重油贮槽存放；

当重油完全产出后，关闭重油燃烧机，使热裂解机进行冷却，产出碳黑；

经由空气输送装置将碳黑传输至碳黑贮槽；

热裂解机继续冷却，产出钢丝，开启前盖，取出钢丝并将其送入钢丝贮存区；

完成裂解过程，进行下一炉轮胎的裂解流程。