CN111808446A - 一种利用高温裂解气进行炭化的裂解炭黑及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用高温裂解气进行炭化的裂解炭黑及制备方法，采用微波发生器作为裂解炭黑炭化炉的发热源，通过高温使炭黑实现炭化，增加炭黑的深加工性能；以高温气体为载体，实现高温热载体与炭黑物料之间的混合，利用高温热载体高导热性实现对炭黑物料的均匀快速升温加热，缩短炭黑物料的整体炭化时间，提高炭化效率；利用热解气的余热为炭化炉提供热量，高温热解气的热量被充分利用，节能效果明显。

Description

一种利用高温裂解气进行炭化的裂解炭黑及制备方法
技术领域
本发明涉及固体有机废弃物处理及资源化利用技术领域，特别涉及一种利用高温裂解气进行炭化的裂解炭黑及制备方法。
背景技术
废旧轮胎的热裂解技术是轮胎在缺氧或者惰性气体存在的条件下将废旧轮胎的橡胶高分子在特定的温度下裂解为裂解气、裂解油和裂解炭黑，产生的裂解气是废旧轮胎热解的能量来源，产生的油品和炭黑为废轮胎热解的主要产品，而再生裂解炭黑是轮胎热解的关键产物。
废旧轮胎的热裂解方法有很多种，主要分连续式裂解处理技术和间歇式裂解处理技术。无论是连续式裂解处理技术还是间歇式裂解处理技术，其裂解的温度均不足以达到完全分解炭黑中的碳氢组分，从而导致裂解炭黑的深加工性能差的缺陷，如果单纯的提高轮胎裂解温度，则会影响裂解气和裂解油的产生；另外，目前的废轮胎热裂解主要停留在炼油阶段，裂解温度在400℃左右，无法达到炭黑碳化的目的。
另一方面，废旧轮胎在热裂解过程中，在高温环境下产生的高热值热解气(高温条件下热解油也呈气态)带有大量的热量，这些热量如果不能有效利用，则会造成资源的浪费，同时提高了热解气尾气处理的成本。
发明内容
为克服上述背景技术中的问题，本发明的一个目的在于提供一种利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备方法，炭黑碳化过程高效快速，提高了裂解炭黑的深加工性能。
本发明采用以下技术方案得以实现：
一种利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用微波发生器作为裂解炭黑炭化炉的发热源；
S2、通过抽气装置将热解炉内产生的热解气进入热解气分离提纯装置，将其分离纯化后通入炭黑炭化炉内，在微波作用下，维持炭化炉内温度在400-600℃；
S3、以高温气体为载体，将经过预热后的固体热载体送入炭化炉内，使得固体热载体与裂解炭黑物料混合传热，维持炭化炉内炭黑物料温度高于650℃；
S4、维持高温炭化反应1-3h后，冷却后收集炭化后的炭黑物料，炭化炉内尾气经过旋风除尘器、分离处理后，温度降至200℃以下，经过尾气处理装置后达标排放。
进一步地，所述热解气经过热解气分离提纯装置后，将其中的烟尘凝结物和生物质焦油分别去除，此时热解气温度在350-450℃。
进一步地，所述步骤S3中高温气体为热解气或加热后的惰性气体。
更进一步地，所述步骤S3中高温气体为热解气。
进一步地，所述固体热载体为裂解炉渣颗粒、矿渣颗粒或金属氧化物颗粒。
更进一步地，所述固体热载体为裂解炉渣颗粒。
进一步地，在炭化完成后，关闭微波发生器，停止加热，抽出炭化炉内的高温气体。
更进一步地，保持炭化炉内无氧环境，密封维持1-2h进行炭黑活化处理，之后通过炭黑冷却装置冷却炭黑，收集、筛分获得炭黑物料。
本发明的另一目的在于，提供一种利用上述方法制备的裂解炭黑。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明采用微波发生器作为裂解炭黑炭化炉的发热源，通过高温使炭黑实现炭化，增加炭黑的深加工性能；以高温气体为载体，实现高温热载体与炭黑物料之间的混合，利用高温热载体高导热性实现对炭黑物料的均匀快速升温加热，缩短炭黑物料的整体炭化时间，提高炭化效率；利用热解气的余热为炭化炉提供热量，高温热解气的热量被充分利用，节能效果明显。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备，包括以下步骤：
S1、采用微波发生器作为裂解炭黑炭化炉的发热源；
S2、通过抽气装置将热解炉内产生的热解气进入热解气分离提纯装置，将其中的烟尘凝结物和生物质焦油分别去除，此时热解气温度在350-450℃，将纯化后的高温热解气通入炭黑炭化炉内，在微波作用下，维持炭化炉内温度在400-500℃；
S3、同时以高温热解气为载体，对固体热载体--裂解炉渣颗粒进行预热的同时，将加热后的固体热载体送入炭化炉内，使得固体热载体与裂解炭黑物料混合传热，维持炭化炉内炭黑物料温度高于650℃；
S4、维持高温炭化反应2h后，在炭化完成后，关闭微波发生器，停止加热，抽出炭化炉内的高温尾气，保持炭化炉内无氧环境，密封维持2h进行炭黑活化处理，之后通过炭黑冷却装置冷却炭黑，收集、筛分获得炭黑物料。
炭化炉内尾气经过旋风除尘器、分离处理后，温度降至200℃以下，经过尾气处理装置后达标排放。
实施例2
利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备，包括以下步骤：
S1、采用微波发生器作为裂解炭黑炭化炉的发热源；
S2、通过抽气装置将热解炉内产生的热解气进入热解气分离提纯装置，将其中的烟尘凝结物和生物质焦油分别去除，此时热解气温度在350-450℃，将纯化后的高温热解气通入炭黑炭化炉内，在微波作用下，维持炭化炉内温度在 400-500℃；
S3、同时以350℃的高温氮气为载体，对固体热载体—氧化铁颗粒进行预热的同时，将加热后的固体热载体送入炭化炉内，使得固体热载体与裂解炭黑物料混合传热，维持炭化炉内炭黑物料温度高于650℃；
S4、维持高温炭化反应2h后，在炭化完成后，关闭微波发生器，停止加热，抽出炭化炉内的高温尾气，保持炭化炉内无氧环境，密封维持2h进行炭黑活化处理，之后通过炭黑冷却装置冷却炭黑，收集、筛分获得炭黑物料。
炭化炉内尾气经过旋风除尘器、分离处理后，温度降至200℃以下，经过尾气处理装置后达标排放。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用微波发生器作为裂解炭黑炭化炉的发热源；
S2、通过抽气装置将热解炉内产生的热解气进入热解气分离提纯装置，将其分离纯化后通入炭黑炭化炉内，在微波作用下，维持炭化炉内温度在400-600℃；
S3、以高温气体为载体，将经过预热后的固体热载体送入炭化炉内，使得固体热载体与裂解炭黑物料混合传热，维持炭化炉内炭黑物料温度高于650℃；
S4、维持高温炭化反应1-3h后，冷却后收集炭化后的炭黑物料，炭化炉内尾气经过旋风除尘器、分离处理后，温度降至200℃以下，经过尾气处理装置后达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备方法，其特征在于，所述热解气经过热解气分离提纯装置后，将其中的烟尘凝结物和生物质焦油分别去除，此时热解气温度在350-450℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中高温气体为热解气或加热后的惰性气体。
4.根据权利要求3所述的一种利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中高温气体为热解气。
5.根据权利要求1或3所述的一种利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备方法，其特征在于，所述固体热载体为裂解炉渣颗粒、矿渣颗粒或金属氧化物颗粒。
6.根据权利要求5所述的一种利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备方法，其特征在于，所述固体热载体为裂解炉渣颗粒。
7.根据权利要求1所述的一种利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备方法，其特征在于，在炭化完成后，关闭微波发生器，停止加热，抽出炭化炉内的高温气体。
8.根据权利要求7所述的一种利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的制备方法，其特征在于，保持炭化炉内无氧环境，密封维持1-2h进行炭黑活化处理，之后通过炭黑冷却装置冷却炭黑，收集、筛分获得炭黑物料。
9.根据权利要求1-8任一所述的利用高温裂解气进行裂解炭黑炭化的方法制备的裂解炭黑。
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