CN112063404A - 一种实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法，所述处理方法是利用高温液体对废旧轮胎进行直接加热，所述高温液体的温度需使废旧轮胎在高温液体中能发生热裂解反应生成裂解油和渣。本发明不仅可有效避免出现结焦现象，而且加热温度可精确控制，能保证油品质量稳定，并且无需特殊设备，易于实现工业化；尤其是，使废旧轮胎浸没在高温液体中进行热裂解反应，可使加热效率显著提高，节约能耗，出油率高，处理周期短；总之，本发明相对于现有技术，具有显著进步性，对实现废旧轮胎的循环资源化利用具有重要经济价值和深远社会意义。

Description

一种实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法
技术领域
本发明是涉及一种实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法，属于废弃物资源化回收利用技术领域。
背景技术
随着汽车拥有量的增长，废旧轮胎的年产量也随之高速增长，据不完全统计，全球废旧轮胎的年产量已经突破30亿个，我国每年大约产生2000万吨的废旧轮胎。如何有效地回收利用这些废旧轮胎非常重要，我国已将如何清洁再生并高值化利用废旧轮胎列入国家战略性新兴产业发展规划，属于“重要资源循环利用重点工程”。
目前，对废旧轮胎的主要回收利用方式还是进行高温裂解炼油，具体是通过对废轮胎胶块进行高温加热，使其发生裂解反应，生成一系列分子量较小的烃类及混合油、裂解气和炭黑等；我国在这方面非常重视，并投入了很多资金。但现有技术中实现对废旧轮胎的热裂解是通过将废旧轮胎放置在加热钢板上，通过加热钢板与废旧轮胎的直接接触进行加热。由于轮胎本身的导热性非常差，直接加热后会在加热钢板表面形成结焦，结焦后形成的结焦层导热性更差，以致为了达到裂解所需要的温度如400度，就需要更高的温度如1000度才能使废旧轮胎的表面受热温度达到400度。尤其随着表面渣层的不断加厚，传热效率也越来越差，最后导致整个裂解过程的温度根本无法准确控制，以致出油率低，加热能耗高，产品性能指标重现性差，设备使用寿命短，导致企业效益差、发展受限。因此，本领域急需研发一种既可以大幅度降低能耗，且清洁环保、出油率高，特别是可以解决加热层表面易结焦这个世界性技术难题，能实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法，这将对废旧轮胎的循环资源化利用具有重要经济价值和深远社会意义。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种既可以大幅度降低能耗，且清洁环保、出油率高、出油品质稳定，关键是可以解决加热层表面易结焦这个世界性技术难题的，能实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法，所述处理方法是利用高温液体对废旧轮胎进行直接加热，所述高温液体的温度需使废旧轮胎在高温液体中能发生热裂解反应生成裂解油和渣。
一种优选方案，所述高温液体的温度在200～500℃之间。
一种实施方案，所述高温液体选用金属或金属合金的熔融液。因为金属的导热性能好，传热效率高。所述金属和金属合金均优选熔点低的，如铅或铅合金。金属铅的熔点低，特别是铅锡合金，熔点更低。而且铅的价格低，表面张力大，不会与油、渣粘附在一起。更关键是由于铅和/或铅合金的比重大，废旧轮胎裂解后产生的钢丝和渣不会沉入到加热容器的底部，可确保不会结焦，能保证良好的导热性。
一种实施方案，所述高温液体选用无机盐或无机碱的熔融液。无机盐具有价格低，无毒性的优点，如氯化锌，氯化锌的熔点是290度，完全可以满足热裂解所需温度的要求。所述无机碱可以是氢氧化钠，熔点318度，并且氢氧化钠的价格只有铅的十分之一，同时没有毒性，非常安全。通过多种碱或无机盐的混合还可以降低熔点，如通过将氢氧化钠与氢氧化钾的混合，混合后的熔点将小于318度。
一种实施方案，所述高温液体选用由金属或金属合金的熔融液与无机盐和/或无机碱的熔融液形成的双层液体。由于金属的比重大，如：铅的比重比钢丝大，可以防止钢丝沉入到加热容器的底部，使底部绝不会结焦，同时方便出渣。上层是无机盐或碱，仍然可以达到加热的效果，但成本比铅低。
一种优选方案，使废旧轮胎浸没在高温液体中进行加热。当高温液体的比重高于废旧轮胎时，废旧轮胎是飘浮于高温液体的表面，加热的面积有限。但浸没在高温液体中时，加热面积远大于飘浮于表面的面积。加热面积越大，加热效率越高，裂解速度越快，产油量越大。如：现有的钢板直接加热需要近20小时才能将废旧轮胎的温度加热到400多度，而采用本发明浸没式加热只需要5分钟，加热时间相差上百倍，使处理周期得到显著缩短，大幅度地降低了加热成本！
一种实施方案，当废旧轮胎的比重小于高温液体时，在废旧轮胎上施加外力，让废旧轮胎全部浸没在高温液体中。只要所加的外力超过废旧轮胎在高温液体中的浮力就可以保证废旧轮胎全部浸没在高温液体中进行加热。
一种实施方案，将热裂解反应产生的渣进行粉碎，然后利用磁铁分离其中的钢丝。
进一步实施方案，将分离钢丝后的渣粉进行挤压成型，变成渣棒。如：通过螺旋挤压机的挤压作用可以成型，将渣挤压成棒。渣棒可以用作优质燃料，由于成型后燃烧的效果更好，更加环保。
进一步实施方案，在挤压成型过程中添加用作粘接剂的淀粉和/或用作增大燃烧值的废弃可燃物。通过这种方式可以提高棒的成型强度，保证在燃烧过程中不会散，提高发热效率。
进一步实施方案，将挤压成型的渣棒进行干馏，制成木炭。木炭的价值远高于渣的价值，可以替代用木材制作的炭，同时燃烧时污染少，经济效益和社会效益更好。
一种实施方案，将废旧轮胎先进行破碎再进行热裂解。破碎后会增加废旧轮胎的表面积，表面积增大会缩短热裂解的时间，提高热裂解的效率。
与现有技术相比，本发明具有如下显著性有益效果：
本发明通过创造性地采用高温液体对废旧轮胎进行直接加热，使废旧轮胎在高温液体中发生热裂解反应生成裂解油和渣，不仅可有效避免出现现有技术中的结焦现象，而且加热温度可精确控制，能保证油品质量稳定，并且无需特殊设备，易于实现工业化；尤其是，当选用比重大于废旧轮胎的高温液体时，废旧轮胎及裂解后产生的渣均漂浮在高温液体上，可确保不会沉入加热容器中产生结焦，从而可彻底解决现有技术中的结焦难题；另外，使废旧轮胎浸没在高温液体中进行热裂解反应，可使加热效率显著提高，节约能耗，出油率高，处理周期短；总之，本发明相对于现有技术，具有显著进步性，对实现废旧轮胎的循环资源化利用具有重要经济价值和深远社会意义。
附图说明
图1是实施例1提供的一种实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法的原理示意图。
图2是实施例2提供的一种实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法的原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明技术方案做进一步详细、完整地说明。
实施例1
请参阅图1所示，本实施例提供的一种实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法是：
在裂解炉1里放置高温液体(金属铅的熔融液)4，通过加热装置2将高温液体4加热到435℃，然后将废旧轮胎块5放置在轮胎块篮3里，再将轮胎块篮3放置在裂解炉1里的高温液体4中(为了防止轮胎块篮3在高温液体4中上浮，给轮胎块篮3施加压力，图中未画出)；废旧轮胎块5受到高温液体4的加热，会分解成油气和渣；分解的油气通过油气导管6进入冷凝器7中，在冷却水8的冷却作用下，会变成油流入到储油容器9中。裂解完成后，将轮胎块篮3从裂解炉1中取出，将轮胎块篮3中的渣倒出，对渣进行粉碎，用磁铁将其中的钢丝分离出来。对分离钢丝后的渣与淀粉混合，挤压成条状，再将挤压的条在无氧状态下进行干馏成木炭，得到价值远高于渣的燃料。
实施例2
请参阅图2所示，本实施例提供的一种实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法是：
在裂解炉1中的高温液体(金属铅的熔融液)4的上面是另一种高温液体(无机盐氯化锌的熔融液)4’。由于铅的比重比氯化锌大，因此氯化锌的熔融液4’位于金属铅的熔融液的上面。同时，由于铅与氯化锌互不相溶，所以形成两层高温液体。由于氯化锌价格低，比重小，同样的重量体积更大。另外，氯化锌没有毒性。由于铅的比重比轮胎钢丝的比重大，钢丝不会下沉，从而可确保轮胎中的任何东西都不会下沉到裂解炉1的底部，所以不会在裂解炉1上结焦，因而也不会影响导热效率。
最后需要在此指出的是：以上仅是本发明的部分优选实施例，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种实现废旧轮胎高效资源化利用的处理方法，其特征在于：所述处理方法是利用高温液体对废旧轮胎进行直接加热，所述高温液体的温度需使废旧轮胎在高温液体中能发生热裂解反应生成裂解油和渣。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述高温液体的温度在200～500℃之间。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：所述高温液体选用金属或金属合金的熔融液。
4.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：所述高温液体选用无机盐或无机碱的熔融液。
5.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：所述高温液体选用由金属或金属合金的熔融液与无机盐和/或无机碱的熔融液形成的双层液体。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：使废旧轮胎浸没在高温液体中进行加热。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：当废旧轮胎的比重小于高温液体时，在废旧轮胎上施加外力，让废旧轮胎全部浸没在高温液体中。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：将热裂解反应产生的渣进行粉碎，然后利用磁铁分离其中的钢丝。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于：将分离钢丝后的渣粉进行挤压成型，变成渣棒。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于：在挤压成型过程中添加用作粘接剂的淀粉和/或用作增大燃烧值的废弃可燃物。
11.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于：将挤压成型的渣棒进行干馏，制成木炭。
12.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在：将废旧轮胎先进行破碎再进行热裂解。
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