CN111534314A - 一种分段控温式废轮胎连续裂解反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分段控温式废轮胎连续裂解反应器。包括对废轮胎进行热裂解的反应器主体，可模块化分段调节的加热器，用于连续处理废轮胎进行热裂解的两级进料器和内螺旋式反应器腔体；其中：所述反应器主体为内螺旋式结构；所述两级进料器设置于所述反应器主体的外部，上端与所述反应器的物料入口的料仓相连接，下端沿所述反应器主体中心一直延伸至内部；所述反应器的末端设置有出料口。通过模块化调节的温控程序实现对外部供能的调节。该反应器的模块化分段控温装置能有效提高反应器外部供能效率。该反应器能够有效改善废轮胎裂解产物组成、提升高热值类气体的产率和裂解油品质。

Description

一种分段控温式废轮胎连续裂解反应器

技术领域

本发明属于废轮胎固废资源化回收利用的技术领域，特别涉及一种分段控温式废轮胎连续裂解反应器。

背景技术

随着汽车交通工具的广泛使用，作为其消耗品的轮胎的报废量随之增加，轮胎都是用不熔或难熔的高分子弹性材料制成，具有很好的物理化学稳定性和较高的机械强度，通常废轮胎都不具备生物可降解性，且长期堆放很容易滋生病害，并污染土壤和水体资源，常规的填埋、燃烧等处理固体废弃物的方法对废轮胎都不适用。因此，如何妥善处理废轮胎，一直是世界公认的环保难题。热裂解处理是目前较为有效的集中处理废轮胎的合理方式，该技术处理量大，其产物裂解油、裂解炭黑材料等都有很大的利用价值，且该过程中产生的污染物也可以得到集中控制和治理。但在传统的废轮胎回转窑热裂解处理过程中，由于粗放的加热方式，无法对热裂解过程进行精准供能和控温，不但使裂解过程能耗高，而且裂解产物品质较低。同时，在重新填料的过程中，往往会产生胶质堵塞、裂解气体泄露等不可避免的问题，无法做到连续化作业。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于，针对现有废轮胎裂解反应器存在的技术问题，提出一种分段控温式的连续裂解反应器。本发明的反应器壁面内螺纹采用高导热材料，内螺纹在推进物料的同时，还能增加导热面积，提高传热效率，在实现连续化传递物料的同时，还能进一步提高生产的效率。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明的一种分段控温式废轮胎连续裂解反应器包括：回转窑裂解器主体，可模块化分段调节的加热器，对反应器不同区间温度进行检测的温度计，用于连续处理废轮胎进行热裂解的两级进料器，内螺旋式回转窑腔体及腔体预热区域、裂解区域、保温区域，还包括裂解器保温层和腔体壁面内螺纹；

其中：所述两级进料器的出料口与所述回转窑裂解器主体的进料口相连；所述内螺旋式回转窑腔体位于所述回转窑裂解器主体内部，内螺旋式回转窑腔体从进料口开始向出料口方向依次分为腔体预热区域、裂解区域和保温区域；所述回转窑裂解器主体的最外层为裂解器保温层，可模块化分段调节的加热器分布于裂解器保温层之内，依次在所述预热区、裂解区、保温区分别排布。

所述预热区、裂解区、保温区分别有所述的温度计进行监测，可模块化分段调节的加热器根据所述温度检测结果提供相应的加热强度，可模块化分段调节的加热器能够对反应器内的不同区域分别进行精准控温。

所述可模块化分段调节的加热器分布在所述裂解反应器不同工作区间的上下两端，能对裂解反应器内不同区域施加不同的加热功率，实现所述预热区，裂解区和保温区的不同温度段划分，从而实现精准加热供能的目的；并且根据所述两级进料器进料情况不同，选择性开启所述预热区加热器的上或下加热功能或同时开启并调节加热器功率大小，从而使具有不同热物性的进料在加热区能够根据需要实现温度稳定、可控，提高反应器物料适应性。

所述的两级进料器与回转窑裂解器主体内部的内螺旋式回转窑腔体直接连通，将废轮胎等物料直接送入内螺旋式回转窑腔体内高温区进行裂解，防止物料因高温软化粘连而堵塞进料器。

所述的内螺旋式回转窑腔体内设有腔体壁面内螺纹，该腔体壁面内螺纹采用与内螺旋式回转窑腔体相同材质的材料焊接而成，所述内螺旋式回转窑腔体转动时，腔体壁面内螺纹同步旋转，从而使得内螺旋式回转窑腔体与腔体壁面内螺纹之间的物料在重力与内螺纹推力的合力下匀速向前推进，依次经过所述预热区、裂解区、保温区，并且在各区域的停留时间符合计划，达到充分和精准裂解的目的。

所述腔体壁面内螺纹的材质为高导热材料，在推进物料前进的同时，还能增加导热面积，提高传热效率，实现连续化传递物料的同时，进一步提高了反应器传热效率。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明采用可模块化分段调节的加热器，通过反应器的壁面传热，控制反应器内不同区域的具体温度，以达到具体的裂解温度要求，并且在不同物料种类和物料流量的情况下，可以根据具体温度反馈，实时调节所述加热器的功率大小，以实现在不同物料种类和物料流量的情况下能保持所述反应器内相对稳定的温度，本发明能有效提升反应器的物料适应性，并提高反应器的加热效率和处理效率，显著降低反应器能耗。同时，本发明采用了内螺旋式腔体结构，在工作时反应器腔体旋转带动内螺纹同步转动，使得内螺纹之间的物料在重力与内螺纹推力的合力下向前推进，依次经过预热区、加热区、保温区，并且在各区域经过符合计划的停留时间，达到充分裂解的目的。本发明的反应器壁面内螺纹采用高导热材料，内螺纹在推进物料的同时，还能增加导热面积，提高传热效率，在实现连续化传递物料的同时，还能进一步提高生产的效率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1为本发明的结构示意图；

图中标记：回转窑裂解器主体1，可模块化分段调节的加热器2，温度计3，两级进料器4，内螺旋式回转窑腔体5，腔体预热区域6,裂解区域7，保温区域8，裂解器保温层9，腔体壁面内螺纹10。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细的说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。如图1所示，该反应器包括：对废轮胎进行热裂解的回转窑反应器主体1、可模块化分段调节的加热器2、对不同区间回转窑温度实行检测的温度计3、用于连续处理废轮胎进行热裂解的两级进料器4、内螺旋式回转窑腔体5、腔体预热区域6、腔体裂解区域7、腔体保温区域8、裂解器保温层9、腔体壁面内螺纹10。

其中：所述两级进料器4的出料口与所述回转窑裂解器主体1的进料口相连；所述内螺旋式回转窑腔体5位于所述回转窑裂解器主体1内部，内螺旋式回转窑腔体5从进料口开始向出料口方向依次分为腔体预热区域6、裂解区域7和保温区域8；所述回转窑裂解器主体1的最外层为裂解器保温层9，可模块化分段调节的加热器2分布于裂解器保温层9之内，依次在所述预热区6、裂解区7、保温区8分别排布。

内螺旋式回转窑腔体5内设有腔体壁面内螺纹10，该腔体壁面内螺纹10采用与内螺旋式回转窑腔体5相同材质的材料焊接而成，所述腔体壁面内螺纹10的材质为高导热材料，

采用本发明的裂解生产工艺包括以下步骤：

(1)其中，物料自两级进料器4加入本装置，进入反应器主体1的内螺旋式腔体5中；

(2)其中，经第二级进料器后进入反应器的物料首先到达反应器腔体的预热区域6，经过温度计3检测，温度信息反馈给加热器2进行温度控制，使物料达到预热温度的要求(不同种类物料的预热温度不完全相同，对废轮胎进行热裂解处理时预热温度通常在200℃左右)；

(3)其中，旋转的反应器腔体与壁面内螺纹同步转动，使得物料被推入反应器裂解区域7，经过温度计3检测，通过温度信息反馈调节加热器2功率，使物料达到裂解温度的要求(不同种类物料的裂解温度也不完全相同，对废轮胎进行热裂解处理时裂解温度通常在450-500℃左右)；

(4)其中，通过调节反应器转速，控制物料推进速度，使物料的停留时间符合裂解反应要求，保证裂解反应充分完成(不同种类物料进行热裂解时停留时间也不完全相同，对废轮胎进行热裂解处理时保留时间通常在45min左右)；

(5)其中，旋转的反应器腔体与壁面内螺纹带动物料进入反应器保温区域8后，经过温度计3检测，再根据温度信息反馈调节加热器2功率，使物料达到保温温度的要求(为减少热裂解气因温度下降产生的冷凝，在保证反应器保温区域温度的前提下，尽量减少加热所需电能消耗)。

(6)其中，反应器主体的预热区域、裂解区域、保温区域的温度检测器3和上下两端的加热器2分别单独控制，互不影响，可以保证反应器工作时根据需要适时对不同区域的温度进行检测和调控，达到优化供能和精准裂解的目的，该反应器极大的提升了废轮胎裂解的生产效率。

以上所述仅为本发明的基本原理和主要特征以及本发明优点，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，任何熟悉本技术领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种分段控温式废轮胎连续裂解反应器，其特征在于：包括：回转窑裂解器主体(1)，可模块化分段调节的加热器(2)，对反应器不同区间温度进行检测的温度计(3)，用于连续处理废轮胎进行热裂解的两级进料器(4)，内螺旋式回转窑腔体(5)及腔体预热区域(6)、裂解区域(7)、保温区域(8)，还包括裂解器保温层(9)和腔体壁面内螺纹(10)；

其中：所述两级进料器(4)的出料口与所述回转窑裂解器主体(1)的进料口相连；所述内螺旋式回转窑腔体(5)位于所述回转窑裂解器主体(1)内部，内螺旋式回转窑腔体(5)从进料口开始向出料口方向依次分为腔体预热区域(6)、裂解区域(7)和保温区域(8)；所述回转窑裂解器主体(1)的最外层为裂解器保温层(9)，可模块化分段调节的加热器(2)分布于裂解器保温层(9)之内，依次在所述预热区(6)、裂解区(7)、保温区(8)分别排布。

2.根据权利要求1所述的分段控温式废轮胎连续裂解反应器，其特征在于：所述预热区(6)、裂解区(7)、保温区(8)分别有所述的温度计(3)进行监测，可模块化分段调节的加热器(2)根据所述温度检测结果提供相应的加热强度，可模块化分段调节的加热器(2)能够对反应器内的不同区域分别进行精准控温。

3.根据权利要求2所述的分段控温式废轮胎连续裂解反应器，其特征在于：所述可模块化分段调节的加热器(2)分布在所述裂解反应器(1)不同工作区间的上下两端，能对裂解反应器内不同区域施加不同的加热功率，实现所述预热区(6)，裂解区(7)和保温区(8)的不同温度段划分，从而实现精准加热供能的目的；并且根据所述两级进料器(4)进料情况不同，选择性开启所述预热区加热器的上或下加热功能或同时开启并调节加热器功率大小，从而使具有不同热物性的进料在加热区能够根据需要实现温度稳定、可控，提高反应器物料适应性。

4.根据权利要求3所述的分段控温式废轮胎连续裂解反应器，其特征在于：所述的两级进料器(4)与回转窑裂解器主体(1)内部的内螺旋式回转窑腔体(5)直接连通，将废轮胎等物料直接送入内螺旋式回转窑腔体(5)内高温区进行裂解，防止物料因高温软化粘连而堵塞进料器。

5.根据权利要求4所述的分段控温式废轮胎连续裂解反应器，其特征在于：所述的内螺旋式回转窑腔体(5)内设有腔体壁面内螺纹(10)，该腔体壁面内螺纹(10)采用与内螺旋式回转窑腔体(5)相同材质的材料焊接而成，所述内螺旋式回转窑腔体(5)转动时，腔体壁面内螺纹(10)同步旋转，从而使得内螺旋式回转窑腔体(5)与腔体壁面内螺纹(10)之间的物料在重力与内螺纹推力的合力下匀速向前推进，依次经过所述预热区(6)、裂解区(7)、保温区(8)，并且在各区域的停留时间符合计划，达到充分和精准裂解的目的。

6.根据权利要求5所述的分段控温式废轮胎连续裂解反应器，其特征在于：所述腔体壁面内螺纹(10)的材质为高导热材料，在推进物料前进的同时，还能增加导热面积，提高传热效率，实现连续化传递物料的同时，进一步提高了反应器传热效率。

Images