CN110129085A - 一种新型胶块热解制油系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型胶块热解制油系统，涉及环保设备技术领域，其包括裂解反应器、燃烧机构、给料系统、固体产物出料系统、气体产物冷却系统、净化系统；给料系统用于将破碎后的胶块送入裂解反应器；裂解反应器用于对胶块进行加热裂解；固体产物出料系统用于收集并过滤裂解反应器中产生的炭黑，将过滤后的炭黑碾磨、造粒和烘干后打包装袋；气体产物冷却系统用于收集裂解反应器中产生的油气产物，并将该油气产物分离得到油品和可燃不凝气；燃烧机构用于引进并燃烧可燃不凝气，并将产生的高温烟气送入裂解反应器，为胶块裂解提供热量；净化系统用于对排出的烟气进行净化。

Description

一种新型胶块热解制油系统

技术领域

本发明涉及环保设备技术领域，具体来讲是一种新型胶块热解制油系统。

背景技术

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。目前，废旧轮胎综合利用途径主要包括翻新、再生胶、胶粉、热能利用和热解等，其中热解法以其较高的资源回收率和较低的二次污染而引起广泛关注。

废旧轮胎热解能将废轮胎完全裂解为炭黑、热解油和煤气等有用产品。炭黑可以重新作为轮胎生产的炭黑源，或将其作为打印墨的原料，或将其活化转化成活性炭用于废气处理或城市污水处理，或用作输送带或靴子等胶品补强剂，用途十分广泛。轮胎热解油可以作为常规的液体燃料油使用，也可以与重柴油混合使用，以提高其雾化效果。另外，轮胎热解油热值与重柴油相当，经过简单处理后是可以作为重柴油使用。煤气由于其高热值可用作燃料或因其富含H₂和CH₄等化工原料而作为化工原料气。

专利文件《废旧橡胶、塑料低温微负压裂解方法》(专利申请号：201810219041.8)公开了一种裂解方法，能够实现设备连续运行，整个裂解过程从进料到出料均采用封闭生产，能够有效保证生产过程中物质不外泄。但是，由于此工艺无气体净化工艺，烟气排放难以达标，无法满足环保要求。渣油作为热源供裂解炉使用过程中，因渣油黏稠燃烧效果差，渣油中含有大量的硫，燃烧过程中易腐蚀燃烧器，燃烧后排放的烟气中硫化物易超标。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种新型胶块热解制油系统，采用内外恒温高效反应器对胶块颗粒进行热解，获得的气体产物热值高，油产率高、油品质好，固体产物出料连续，整个工艺简单，运行成本低。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种新型胶块热解制油系统，包括裂解反应器、燃烧机构、给料系统、固体产物出料系统、气体产物冷却系统、净化系统；所述给料系统用于将破碎后的胶块送入裂解反应器；所述裂解反应器用于对胶块进行加热裂解；所述固体产物出料系统用于收集并过滤裂解反应器中产生的炭黑；所述气体产物冷却系统用于收集裂解反应器中产生的油气产物，并将该油气产物分离得到油品和可燃不凝气；所述燃烧机构用于产生高温烟气并送入裂解反应器，为胶块裂解提供热量；所述净化系统用于对排出的烟气进行净化。

在上述技术方案的基础上，还包括预处理系统，该预处理系统包括带式输送机和破碎机，该带式输送机用于将除掉粗铁丝的废旧轮胎送至破碎机破碎成胶块。

在上述技术方案的基础上，所述给料系统包括上料机构和进料机。

在上述技术方案的基础上，所述固体产物出料系统包括冷却磁选分离机构和碾磨造粒机构，所述冷却磁选分离机构用于去除并收集炭黑中残留的钢丝，所述碾磨造粒机构用于将过滤后的炭黑碾磨、造粒和烘干后打包装袋。

在上述技术方案的基础上，所述气体产物冷却包括依次相连的气包、分馏塔、冷凝器、鼓风机、缓冲罐、洗涤塔、增压泵、储气柜和液封罐；所述分离塔还分别与重油罐、轻油罐连接；所述重油罐还与冷凝器连接。

在上述技术方案的基础上，所述净化系统包括烟气净化箱和烟囱。

在上述技术方案的基础上，所述燃烧机构包括封闭式的炉体；所述炉体内自上而下依次设置有至少两个换热反应器，且炉体设置有第一热介质出入口和第二热介质出入口；所述换热反应器均设置有进口和出口，且换热反应器内设置有输送翻料器，所述输送翻料器用于将换热反应器进口处的物料翻动并输送至出口处；每上下相邻的两换热反应器中，上方换热反应器的出口通过连接管与下方换热反应器的入口连接；位于最上方的换热反应器进口处设置有接料管，位于最下方的换热反应器出口处设置有卸料管，且接料管和卸料管的端部均穿出炉体；至少一个换热反应器设置有排油气管，该排油气管的端部穿出炉体。

在上述技术方案的基础上，所述炉体内至少一对相邻的两换热反应器之间设置有蓄热体。

在上述技术方案的基础上，所述燃烧机构为燃烧炉或者蓄热式热风炉。

在上述技术方案的基础上，所述蓄热式热风炉包括第一蓄热燃烧单元、第二蓄热燃烧单元、三通阀和四通阀；所述第一蓄热燃烧单元包括第一燃烧室和第一蓄热室；所述第一燃烧室与第一热介质出入口连通；所述第二蓄热燃烧单元包括第二燃烧室和第二蓄热室；所述第二燃烧室与第二热介质出入口连通；所述三通阀包括燃气入口、第一燃气出口和第二燃气出口；所述燃气入口用于引入可燃不凝气和补充燃气；所述第一燃气出口通过管路与第一燃烧室连通；所述第二燃气出口通过管路与第二燃烧室连通；所述四通阀包括空气入口、烟气排出口、第一连接口和第二连接口；所述空气入口用于引入空气；所述烟气排出口用于排出换热后的烟气；所述第一连接口通过管路与第一蓄热室连通；所述第二连接口通过管路与第二蓄热室连通。

本发明的有益效果在于：

1、本发明采用胶块热解气作为燃料气，通过在蓄热式热风炉内燃烧，为胶块热解提供能量，不仅实现了热解气的稳定燃烧，热效率高，而且保证了能量自给，从而大大降低了运行成本；

2、本发明采用蓄热式燃烧系统和多级反应设备相结合的方式，能彻底解决高温烟气传热差、热利用率低、反应炉温度梯度大等问题，从而使该反应器能充分利用高温烟气热量，提高热效率，降低能耗，同时避免因使用熔盐作为热源带来的操作困难、检修难、散热严重等问题。

3、本发明由于采用蓄热式燃烧系统维持反应器的恒温后，无需对物料进行强烈的翻转就能增加了物料之间混合均匀性，提高传热传质效率，降低气体污染物排放，提高油气品质，简化了气体净化流程，确保系统的环保性。

4、本发明油气出口设置多个，使热解产生的气态物在尽量短的时间和距离内被快速引出，尽可能的减少了气态物在炉膛内的停留时间，减少了焦油的二次裂解。

5、本发明油气分离采用油冷方式，有利于油收率的提高，并且在此过程中，避免因水冷导致所得到的油水混合产物，还要进一步的油水分离，从而简化了工艺，降低了热解成本，也避免了处理油水分离后产生的大量污水，降低运行成本；另一方面，因没有水的掺入而提高了油的品质。

6、本发明轮胎油中沥青质含量少，经处理后可以获得苯、甲苯、二甲苯、柠檬烯等具有高经济价值的化学品，也可得到符合车用汽油标准的燃油，部分可作为柴油调和组分等。热解气中H₂、CH₄等成分含量高，热解气热值很高，可提取宝贵的化工原料H₂和CH₄或直接用作燃料。

7、本发明技术方案，可以有效提高胶块热解的油收率，改善热解油的品质，降低热解油中沥青质含量，同时也改善了炭黑的品质，因此很大程度上提高了轮胎热解的经济效益。

8、本发明采用热解气先脱酸后燃烧的方式，既降低酸性气体对烧嘴的腐蚀问题，又避免燃烧后气量大酸性气体难脱除，设备投资和运行费用高问题。

9、本发明采用低氮燃烧系统和烟气净化相结合的方式彻底解决系统气体污染物超标问题，使燃烧后烟气达到欧盟指标。

附图说明

图1为本发明实施例一中新型胶块热解制油系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一中裂解反应器的结构示意图；

图3为本发明实施例二中裂解反应器和燃烧机构的结构示意图。

附图标记：

1-裂解反应器；100-炉体；101-第一热介质出入口；102-第二热介质出入口；110-换热反应器；111-接料管；112-卸料管；113-连接管；114-排油气管；120-输送翻料器；121-转轴；122-螺旋叶片；123-轴承座；

2-燃烧机构；200-第一蓄热燃烧单元；201-第一燃烧室；202-第一蓄热室；210-第二蓄热燃烧单元；211-第二燃烧室；212-第二蓄热室；220-三通阀；221-燃气入口；222-第一燃气出口；223-第二燃气出口；230-四通阀；231-空气入口；232-第一连接口；233-第二连接口；234-烟气排出口。

3-给料系统；31-上料机构；32-进料机；

4-固体产物出料系统；41-冷却磁选分离机构；42-碾磨造粒机构；

5-气体产物冷却系统；501-气包；502-分馏塔；503-冷凝器；504-重油罐；505-轻油罐；506-鼓风机；507-缓冲罐；508-洗涤塔；509-增压泵；510-储气柜；511-液封罐；

6-净化系统；61-烟气净化箱；62-烟囱。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

参见图1所示，本发明实施例提供了一种新型胶块热解制油系统，包括裂解反应器1、燃烧机构2、给料系统3、固体产物出料系统4、气体产物冷却系统5、净化系统6；

给料系统3用于将破碎后的胶块送入裂解反应器1；具体的，给料系统3包括上料机构31和进料机23。将破碎后的胶块通过螺旋输送至提升机，进入进料系统，胶块进料采用无轴螺旋挤压进料，以保证反应器内的密封，有效防止空气进入炉内及裂解气的外泄。进炉胶块通过输送和翻料器的作用下往出料端输送的同时不断翻动，并与套筒外的高温烟气进行换热，物料温度不断升高，通过调节输送及翻料器的转速来控制物料往前输送的速度，进料速度控制在10～60rpm，随着输送及翻料器的转动，胶块铺满整个反应器。

参见图2所示，裂解反应器1用于对胶块进行加热裂解；具体的，燃烧机构2包括封闭式的炉体100；炉体100内自上而下依次设置有至少两个换热反应器110，且炉体100设置有第一热介质出入口101和第二热介质出入口102，热介质可以是高温烟气，也可以是热风或是热流体；本实施例中，炉体内自上而下依次设置有三个换热反应器，且从上而下依次作为一级换热反应器、二级换热反应器和三级换热反应器。上述各换热反应器均为两端封闭的管体结构。炉体设置有至少一个第一热介质出入口101和一个第二热介质出入口102，其中，第一热介质出入口101作为烟气入口，第二热介质出入口102作为烟气出口；具体的，烟气入口的位置与换热反应器相对应，且至少一个烟气入口与位于最下方的换热反应器相对应。本实施中，该炉体设置有两个烟气入口，且都设置在炉体的底部与三级换热反应器相对应(一个位于三级换热反应器入口的下方，另一个位于炉体底面的中部)。优选的，炉体的侧面和顶部还可设置与一级换热反应器、二级换热反应器相对应的多个烟气入口，且由于工艺条件的要求，与三级换热反应器相对应的烟气入口排入的烟气温度最高，与二级换热反应器相对应的烟气入口排入的烟气温度其次，与一级换热反应器相对应的烟气入口排入的烟气温度最低。

换热反应器110均设置有进口和出口，且换热反应器110内设置有输送翻料器120，输送翻料器120用于将换热反应器110进口处的物料翻动并输送至出口处；具体的，输送翻料器120包括转轴121和螺旋叶片122。各换热反应器的两端均穿出炉体，且穿出炉体的部分设置有用于连接输送翻料器的轴承座123。转轴121的两端分别为转动轴和支撑轴，并安装在对应的轴承座123内。

每上下相邻的两换热反应器110中，上方换热反应器110的出口通过连接管113与下方换热反应器110的入口连接；本实施例中，连接管为竖直设置的直管，且上方换热反应器出口位于下方换热反应器入口的正上方，物料在重力的作用下即可直接落入下方入口；位于最上方的换热反应器110进口处设置有接料管111，位于最下方的换热反应器110出口处设置有卸料管112，且接料管111和卸料管112的端部均穿出炉体100；本实施例中，一级换热反应器的进口处设置有接料管，三级换热反应器的出口处设置有卸料管，且接料管和卸料管的端部均穿出炉体。接料管与外部的上料系统连接，该上料系统包括进料仓和进料螺旋。从卸料管送出的炭黑通过冷却后，送入碾磨系统和造粒系统后，获得粒径为2～5mm的成品炭黑，再通过打包机进行打包存放。具体的，每相邻的两换热反应器中输送翻料器的输送方向相反，节约了设备的布局空间并提高了工作效率。

至少一个换热反应器110设置有排油气管114，该排油气管114的端部穿出炉体100。胶块经热传导加热后被热解，所产生的气态物质经由上端排油气管114被快速引出反应器炉膛。优选的，所述排油气管114数量为1-3个，全部布置于反应器末端。本实施中，一级换热反应器靠近出口的位置设置有排油气管，该排油气管的端部穿出炉体。油气通过排油气管进入油气冷却系统进行冷却，分别获得轻质油和重质油送入不同的储油罐，不凝气通过进一步脱硫后送入烟气炉进行燃烧，为裂解炉本体提供热量。

具体的，炉体100内至少一对相邻的两换热反应器110之间设置有蓄热体。该蓄热体不仅能够用于高温烟气的蓄热。本实施例中，炉体内一级换热反应器和相邻二级换热反应器之间设置有蓄热体，该蓄热体由蓄热材料制成，呈蜂窝状或者丝状结构。另外，蓄热体也可由若干蓄热球制成。蓄热体能够有效增加高温烟气在此区的停留时间，从而为此区提供更多的热量，满足二级换热反应器热裂解需要的大量热量。

随着反应器内输送和翻料器的转动及反应器外壁加热的作用下，原料在密闭空间内被逐渐加热，在300～680℃的温度下、30～100分钟，生成油气产物和固体产物。

固体产物出料系统4用于收集并过滤裂解反应器1中产生的炭黑，将过滤后的炭黑碾磨、造粒和烘干后打包装袋；具体的，固体产物出料系统4包括冷却磁选分离机构41和碾磨造粒机构42，冷却磁选分离机构41用于去除并收集炭黑中残留的钢丝，碾磨造粒机构42用于将过滤后的炭黑碾磨、造粒和烘干后打包装袋。所述固体产物炭黑从反应器底部出口输送至冷却磁选分离系统，含有钢丝的胶块通过热解后，残留的钢丝和炭黑在输送及翻动的过程中剥离，通过冷却后进一步分离，在磁选机的作用下炭黑和钢丝彻底分开，钢丝通过水洗和挤压成型后放入成品库，分离的炭黑通过气体输送设备送入碾磨造粒系统中，依次通过多级碾磨、造粒和烘干后打包装袋，送入成品区。

气体产物冷却系统5用于收集裂解反应器1中产生的油气产物，并将该油气产物分离得到油品和可燃不凝气；具体的，气体产物冷却包括依次相连的气包501、分馏塔502、冷凝器503、鼓风机506、缓冲罐507、洗涤塔508、增压泵509、储气柜510和液封罐511；分离塔还分别与重油罐504、轻油罐505连接；重油罐504还与冷凝器503连接。油气产物在鼓风机的作用下，经由反应器顶部抽出至气包进行缓存，经过分馏塔冷却后，油分别进入轻油罐和重油罐中，从分馏塔出的气体进入冷凝器中，通过进一步冷凝后的气体在鼓风机的作用下进入缓冲罐中，再进入洗涤塔中进行酸碱中和，脱除气体中的酸性气体，脱酸的可燃气在增压泵的作用下进入储气罐储存备用，然后根据需要作为热源送入热风炉燃烧系统中，在进入燃烧系统前气体先进过液封罐，确保燃烧的稳定性和安全性。另设有一路补充燃气气路，当热解气不够或不稳定时提供燃气。所述反应器的炉压控制在-1000-1000Pa范围内；

燃烧机构2用于产生高温烟气并送入裂解反应器1，为胶块裂解提供热量，为胶块裂解提供热量；本实施例中，燃烧机构2为普通的燃烧炉。

净化系统6用于对排出的烟气进行净化。具体的，净化系统6包括烟气净化箱61和烟囱62。本实施例中，净化系统与裂解反应器1的第二热介质出入口102连接。

优选的，新型胶块热解制油系统还包括预处理系统，该预处理系统包括带式输送机和破碎机，该带式输送机用于将除掉粗铁丝的废旧轮胎送至破碎机破碎成胶块。具体操作步骤为：(1)轮胎抽丝：将废旧轮胎中比较粗的铁丝拔掉。除掉粗铁丝的废旧轮胎入库存储备用；(2)轮胎破碎：入库的废旧轮胎送至带式输送机上，带式输送机将其输送至破碎单元，通过2-3级破碎装置，破碎粒径至100mm以下的胶块。

本发明实施例的工作原理为：

首先，对废旧轮胎进行预处理，主要是拔丝除去内圈钢丝带，破碎和揉搓，得到粒径小于35mm的橡胶颗粒或是电子垃圾。

将橡胶粒送入料仓中，开启裂解炉本体的各输送翻料器，同时开启烟气炉对裂解炉本体进行预热，通过热电偶观察炉体各级的温度，当温度达到300～650℃后，开启上料系统和进料螺旋，向裂解炉本体输送橡胶胶粒，经过预处理的橡胶颗粒或是电子垃圾从接料管进入一级换热反应器入口端，在输送翻料器的作用下将物料往出口端输送的同时不断翻动，并与管体外的高温烟气进行换热，物料温度不断升高，通过调节输送翻料器的转速来控制物料往前输送的速度。物料通过连接管进入二级换热反应器，二级换热反应器内的输送翻料器与一级换热反应器输送翻料器的作用相同，而输送方向相反，确保物料在二级换热反应器内向一级换热反应器相反的方向输送。物料在一级换热反应器内处于升温过程，而物料在二级换热反应器内主要发生热裂解过程，有机化合物分解成气态小分子，产生大量的油气和炭黑，产生的油气向上扩散，通过排油气管进入后段油气冷却分离系统，而接触反应器内壁的物料与高温烟气先换热并裂解，在输送翻料器的作用下，物料不断翻动，内外层物料进行交替更换，都能得到有效传热而不断热裂解，热裂解产生的炭黑进入三级换热反应器，炭黑在残留的胶质和沥青质类重质组分在高温下进一步裂解和挥发，炭黑得到进一步提质。

高温烟气先通过高温烟气入口进入裂解炉本体的腔室中，最先进入三级换热反应器的外壁接触换热，所以三级换热反应器温度最高，能满足炭黑中残留的重质有机组分的裂解和挥发，同时通过增加多个高温烟气入口，有效降低高温烟气温度梯度。离开三级换热反应器的高温烟气上升并与二级换热反应器的外壁接触换热，同时，由于蓄热体的设置，高温烟气的流动速度降低同时与蓄热进行换热，有效增加了高温烟气在二级换热反应器的停留时间，从而为二级换热反应器提供更多的热量，满足二级换热反应器热裂解需要的大量热量。通过换热后的热烟气上升至一级换热反应器，与第一反应器内的物料进一步换热，烟气温度降到200℃以下后通过烟气出口排出炉外。

通过三级反应器的低温裂解，橡胶颗粒被裂解成油气和炭黑，油气通过油气冷却系统进行冷却，分别获得轻质油和重质油送入不同的储油罐，不凝气通过进一步脱硫后送入烟气炉进行燃烧，为裂解炉本体提供热量。从裂解炉底部固体出料口送出的炭黑通过冷却后，送入碾磨系统和造粒系统后，获得粒径为2～5mm的成品炭黑，再通过打包机进行打包存放。

实施例二

本实施例与实施例一的结构基本相同，区别仅在于：裂解反应器1和燃烧机构2的结构不同，且净化系统与燃烧机构2的烟气排出口234连接。

参见图3所示，本实施例中，裂解反应器包括封闭式的炉体；炉体内自上而下依次设置有至少两个换热反应器，本实施例中，炉体内自上而下依次设置有三个换热反应器，且从上而下依次作为一级换热反应器、二级换热反应器和三级换热反应器。上述各换热反应器均为两端封闭的管体结构。炉体设置有第一热介质出入口和第二热介质出入口；本实施例中，第一热介质出入口和第二热介质出入口分别设置在炉体底部两端，与三级换热反应器相对应。

换热反应器均设置有进口和出口，且换热反应器内设置有输送翻料器，输送翻料器用于将换热反应器进口处的物料翻动并输送至出口处；具体的，输送翻料器包括转轴和螺旋叶片。各换热反应器的两端均穿出炉体，且穿出炉体的部分设置有用于连接输送翻料器的轴承座。转轴的两端分别为转动轴和支撑轴，并安装在对应的轴承座内。

每上下相邻的两换热反应器中，上方换热反应器的出口通过连接管与下方换热反应器的入口连接；本实施例中，连接管为竖直设置的直管，且上方换热反应器出口位于下方换热反应器入口的正上方，物料在重力的作用下即可直接落入下方入口；位于最上方的换热反应器进口处设置有接料管，位于最下方的换热反应器出口处设置有卸料管，且接料管和卸料管的端部均穿出炉体；本实施例中，一级换热反应器的进口处设置有接料管，三级换热反应器的出口处设置有卸料管，且接料管和卸料管的端部均穿出炉体。接料管与外部的上料系统连接，该上料系统包括进料仓和进料螺旋。从卸料管送出的炭黑通过冷却后，送入碾磨系统和造粒系统后，获得粒径为2～5mm的成品炭黑，再通过打包机进行打包存放。具体的，每相邻的两换热反应器中输送翻料器的输送方向相反，节约了设备的布局空间并提高了工作效率。

具体的，至少一个换热反应器设置有排油气管，该排油气管的端部穿出炉体。本实施中，一级换热反应器靠近出口的位置设置有排油气管，该排油气管的端部穿出炉体。油气通过排油气管进入油气冷却系统进行冷却，分别获得轻质油和重质油送入不同的储油罐，不凝气通过进一步脱硫后送入烟气炉进行燃烧，为裂解炉本体提供热量。

本实施例中，燃烧机构2为蓄热式热风炉。具体的，蓄热式热风炉包括第一蓄热燃烧单元200、第二蓄热燃烧单元210、三通阀220和四通阀230；

第一蓄热燃烧单元200包括第一燃烧室201和第一蓄热室202；第一燃烧室201与第一热介质出入口101连通；

第二蓄热燃烧单元210包括第二燃烧室211和第二蓄热室212；第二燃烧室211与第二热介质出入口102连通；具体的，第一蓄热室和第二蓄热室内都设置有蓄热体。蓄热体由蓄热材料制成，呈蜂窝状或者丝状结构。另外，蓄热体也可以由若干蓄热球组成。

三通阀220包括燃气入口221、第一燃气出口222和第二燃气出口223；燃气入口221用于引入可燃不凝气和补充燃气；第一燃气出口222通过管路与第一燃烧室201连通；第二燃气出口223通过管路与第二燃烧室211连通；

四通阀230包括空气入口231、烟气排出口234、第一连接口232和第二连接口233；空气入口231用于引入空气；烟气排出口234用于排出换热后的烟气；第一连接口232通过管路与第一蓄热室202连通；第二连接口233通过管路与第二蓄热室212连通。

本发明实施例的工作原理为：

首先，对废旧轮胎进行预处理，主要是拔丝除去内圈钢丝带，破碎和揉搓，得到粒径小于35mm的橡胶颗粒。

将橡胶粒送入料仓中，开启裂解炉本体的各输送翻料器，同时开启蓄热式热风炉对裂解炉本体进行预热，通过热电偶观察炉体各级的温度，当温度达到300～650℃后，开启上料系统和进料螺旋，向裂解炉本体输送橡胶胶粒，经过预处理的橡胶颗粒从接料管进入一级换热反应器入口端，在输送翻料器的作用下将物料往出口端输送的同时不断翻动，并与管体外的高温烟气进行换热，物料温度不断升高，通过调节输送翻料器的转速来控制物料往前输送的速度。物料通过连接管进入二级换热反应器，二级换热反应器内的输送翻料器与一级换热反应器输送翻料器的作用相同，而输送方向相反，确保物料在二级换热反应器内向一级换热反应器相反的方向输送。物料在一级换热反应器内处于升温过程，而物料在二级换热反应器内主要发生热裂解过程，有机化合物分解成气态小分子，产生大量的油气和炭黑，产生的油气向上扩散，通过排油气管进入后段油气冷却分离系统，而接触反应器内壁的物料与高温烟气先换热并裂解，在输送翻料器的作用下，物料不断翻动，内外层物料进行交替更换，都能得到有效传热而不断热裂解，热裂解产生的炭黑进入三级换热反应器，炭黑在残留的胶质和沥青质类重质组分在高温下进一步裂解和挥发，炭黑得到进一步提质。

当燃气依次通过三通阀的燃气入口、第一燃气出口进入第一燃烧室时，此时空气依次通过四通阀的空气入口、第一连接口也进入第一燃烧室，第一燃烧室燃烧产生的高温烟气先通过第一热介质出入口进入裂解炉本体的腔室中，最先接触三级换热反应器的外腔所以三级换热反应器温度最高，能满足炭黑中残留的重质有机组分的裂解和挥发，通过蓄热式燃烧系统，有效降低高温烟气温度梯度。离开三级换热反应器的高温烟气与二级换热反应器的外腔接触，为二级换热反应器提供热量，满足二级换热反应器热裂解需要的热量。换热后的热烟气与一级换热反应器外腔接触，与一级换热反应器内的物料进一步换热，换热后的烟气再依次返回到二级换热反应器和三级换热反应器，再经由第二热介质出入口进入第二燃烧室中，然后与第二蓄热室中的蓄热体进行换热，换热后的烟气温度降至120℃以下后，依次经过四通阀的第二连接口、烟气排出口排出。每隔60～120秒后三通阀和四通阀同时换向，换向后燃气依次通过三通阀的燃气入口、第二燃气出口进入第二燃烧室时，此时空气依次通过四通阀的空气入口、第二连接口也进入第二蓄热室与高温蓄热体进行换热，被预热后的空气与燃气混合燃烧，燃烧产生的高温烟气从第二热介质出入口进入裂解炉本体，通过换热后的烟气从第一热介质出入口离开裂解炉本体进入第一燃烧室中，然后与第一蓄热室中的蓄热体进行换热，换热后的烟气温度降至120℃以下后，依次经过四通阀的第一连接口和烟气排出口排出。通过控制每隔60～120秒后三通阀和四通阀的换向，实现燃气在第一、第二第一蓄热燃烧单元进行蓄热燃烧和蓄热排烟，始终维持裂解炉本体物料裂解温度控制在需要的温度范围内，如橡胶粒热解温度350～650℃。排烟温度控制在120℃。温度精度控制在±3℃以内。

通过三级反应器的低温裂解，橡胶颗粒被裂解成油气和炭黑，油气通过油气冷却系统进行冷却，分别获得轻质油和重质油送入不同的储油罐，不凝气通过进一步脱硫后送入烟气炉进行燃烧，为裂解炉本体提供热量。从裂解炉底部固体出料口送出的炭黑通过冷却后，送入碾磨系统和造粒系统后，获得粒径为2～5mm的成品炭黑，再通过打包机进行打包存放。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。

本发明不局限于上述实施方式，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种新型胶块热解制油系统，其特征在于：包括裂解反应器(1)、燃烧机构(2)、给料系统(3)、固体产物出料系统(4)、气体产物冷却系统(5)、净化系统(6)；

所述给料系统(3)用于将破碎后的胶块送入裂解反应器(1)；

所述裂解反应器(1)用于对胶块进行加热裂解；

所述固体产物出料系统(4)用于收集并过滤裂解反应器(1)中产生的炭黑；

所述气体产物冷却系统(5)用于收集裂解反应器(1)中产生的油气产物，并将该油气产物分离得到油品和可燃不凝气；

所述燃烧机构(2)用于产生高温烟气并送入裂解反应器(1)，为胶块裂解提供热量；

所述净化系统(6)用于对排出的烟气进行净化。

2.如权利要求1所述的一种新型胶块热解制油系统，其特征在于：还包括预处理系统，该预处理系统包括带式输送机和破碎机，该带式输送机用于将除掉粗铁丝的废旧轮胎送至破碎机破碎成胶块。

3.如权利要求1所述的一种新型胶块热解制油系统，其特征在于：所述给料系统(3)包括上料机构(31)和进料机(23)。

4.如权利要求1所述的一种新型胶块热解制油系统，其特征在于：所述固体产物出料系统(4)包括冷却磁选分离机构(41)和碾磨造粒机构(42)，所述冷却磁选分离机构(41)用于去除并收集炭黑中残留的钢丝，所述碾磨造粒机构(42)用于将过滤后的炭黑碾磨、造粒和烘干后打包装袋。

5.如权利要求1所述的一种新型胶块热解制油系统，其特征在于：所述气体产物冷却包括依次相连的气包(501)、分馏塔(502)、冷凝器(503)、鼓风机(506)、缓冲罐(507)、洗涤塔(508)、增压泵(509)、储气柜(510)和液封罐(511)；所述分离塔还分别与重油罐(504)、轻油罐(505)连接；所述重油罐(504)还与冷凝器(503)连接。

6.如权利要求1所述的一种新型胶块热解制油系统，其特征在于：所述净化系统(6)包括烟气净化箱(61)和烟囱(62)。

7.如权利要求1所述的一种新型胶块热解制油系统，其特征在于：所述燃烧机构(2)包括封闭式的炉体(100)；

所述炉体(100)内自上而下依次设置有至少两个换热反应器(110)，且炉体(100)设置有第一热介质出入口(101)和第二热介质出入口(102)；

所述换热反应器(110)均设置有进口和出口，且换热反应器(110)内设置有输送翻料器(120)，所述输送翻料器(120)用于将换热反应器(110)进口处的物料翻动并输送至出口处；

每上下相邻的两换热反应器(110)中，上方换热反应器(110)的出口通过连接管(113)与下方换热反应器(110)的入口连接；位于最上方的换热反应器(110)进口处设置有接料管(111)，位于最下方的换热反应器(110)出口处设置有卸料管(112)，且接料管(111)和卸料管(112)的端部均穿出炉体(100)；

至少一个换热反应器(110)设置有排油气管(114)，该排油气管(114)的端部穿出炉体(100)。

8.如权利要求7所述的一种新型胶块热解制油系统，其特征在于：所述炉体(100)内至少一对相邻的两换热反应器(110)之间设置有蓄热体。

9.如权利要求1所述的一种新型胶块热解制油系统，其特征在于：所述燃烧机构(2)为燃烧炉或者蓄热式热风炉。

10.如权利要求9所述的一种新型胶块热解制油系统，其特征在于：所述蓄热式热风炉包括第一蓄热燃烧单元(200)、第二蓄热燃烧单元(210)、三通阀(220)和四通阀(230)；

所述第一蓄热燃烧单元(200)包括第一燃烧室(201)和第一蓄热室(202)；所述第一燃烧室(201)与第一热介质出入口(101)连通；

所述第二蓄热燃烧单元(210)包括第二燃烧室(211)和第二蓄热室(212)；所述第二燃烧室(211)与第二热介质出入口(102)连通；

所述三通阀(220)包括燃气入口(221)、第一燃气出口(222)和第二燃气出口(223)；所述燃气入口(221)用于引入可燃不凝气和补充燃气；所述第一燃气出口(222)通过管路与第一燃烧室(201)连通；所述第二燃气出口(223)通过管路与第二燃烧室(211)连通；

所述四通阀(230)包括空气入口(231)、烟气排出口(234)、第一连接口(232)和第二连接口(233)；所述空气入口(231)用于引入空气；所述烟气排出口(234)用于排出换热后的烟气；所述第一连接口(232)通过管路与第一蓄热室(202)连通；所述第二连接口(233)通过管路与第二蓄热室(212)连通。