CN112080297A - 废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统。其特征是：包括立式热解塔、进料系统、出料系统、热解油气冷凝器、链辊回转滚筒、循环流化床气流粉碎机、造粒流化床；由于利用次级管板式冷凝器、旋风分离器回流的热解油冷凝液作为冷却介质，从而减少冷凝器的换热面积、降低设备投资，而且这种全回流的方式有利于回收热解气携带油颗粒、提高了热解油的得率。链辊回转滚筒研磨获得的热解碳粒径为41～57μm，如果进一步采用循环流化床气流粉碎机超细粉碎，粒径达到0.5～1μm，性能指标满足《废旧轮胎裂解炭黑》HG/T5459‑2018标准，部分指标达到N330炭黑标准。

Description

废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统。

背景技术

废旧轮胎是常见的固体废弃污染物，人们通过很多途径对其回收利用实现无害化处理，其中通过对废旧轮胎热解制备燃料油、碳黑就是解决方案之一。中国发明专利（专利申请号为02112328.4，专利名称为用于废轮胎裂解回收工业碳黑和燃料油的立式裂解塔）公开了用于废轮胎裂解回收工业碳黑和燃料油的立式裂解塔，其特征在于，它具有密闭立式塔体，在塔体上端设有上刮料搅拌装置、轮胎进料口及裂解气出口，塔体内依次设有上部空心加热圆盘、下部空心冷却圆盘，并分别与塔体外侧的烟道气分配系统、冷却水进出口集箱相通，在塔体下设有下刮料搅拌装置及塔底碳黑出口。该裂解塔操作弹性大，裂解性能好，运转连续可靠，且劳动强度小，是一种性能良好的热裂解设备。其主要特点如下：1)能耗小；2)调节控制方便，适应性强；3)操作密闭，无杂质进入，无裂解气泄漏，品质与安全有保证；4)设备重量轻，采用立式结构，占地面积小；5)运转稳定，操作方便。

现有技术用于废轮胎裂解回收工业碳黑和燃料油的立式裂解塔对废旧轮胎裂解制备燃料油、碳黑连续生产提出了解决方案，但是没有公开回收裂解油气、碳黑的技术细节。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：包括立式热解塔、进料系统、出料系统、热解油气冷凝器、链辊回转滚筒、循环流化床气流粉碎机、造粒流化床。

所述立式热解塔包括立式热解塔体、回转耙辊、上轴承座、下轴承座、支承足，所述立式热解塔体设计有夹套通450～500℃高温烟气，夹套内设计有空心螺旋叶片，高温烟气沿空心螺旋叶片形成的通道螺旋上升，均匀加热立式热解塔体，避免高温烟气无法流经立式热解塔体死角造成鼓包的问题，立式热解塔体上部设计有热解油气出口，所述上轴承座、下轴承座安装在立式热解塔体上下两端，保证立式热解塔体与回转耙辊的中心轴线同轴度。

所述回转耙辊包括回转耙辊体、进气轴头、排气轴头，进气轴头与排气轴头分别设计在回转耙辊体的下端和上端，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头绕同一中心轴回转。

所述进气轴头、排气轴头内孔通450～500℃高温烟气，从内孔向外依次设计隔热瓦、迷宫冷却槽、轴承位，所述迷宫冷却槽包括螺旋盘管、汽水混合室、波纹板，螺旋盘管固定在汽水混合室内壁，冷却水从螺旋盘管进入汽水混合室受热蒸发汽化，沸腾产生的气泡撞击螺旋盘管、波纹板迅速破裂为更为细小的气泡，从而使气泡在冷却水中均匀分布，换言之就是避免水汽导热系数相差过大导致室壁金属局部过热产生蠕变。

所述回转耙辊体外表面类螺旋线排布耙钉，通过调整耙钉与回转耙辊体断面的夹角，¾数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向下的推力，¼数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向上的推力，耙钉对胶块施加向下的推力帮助沥青胶状物与钢丝团顺利出料，两种耙钉的合力对胶块形成搓切作用，搓碎热解碳硬壳使胶块继续热解，同时搅动胶块堆积层形成空隙，热解油气能够从堆积层空隙逸出，热解油气向上流动的过程中与胶块传质传热，这种气液固传质传热效率远远超过回转耙辊体与胶块固固传导热效率。

所述回转耙辊体内两端安装有十字支撑架，十字支撑架通过管轴将螺旋叶片固定，高温烟气沿螺旋叶片形成的通道螺旋上升，均匀加热回转耙辊体，避免高温烟气无法流经回转耙辊体死角造成鼓包的问题。

所述进料系统包括提斗小车机构、三段式钟罩进料机构，提斗小车机构包括自称量小车、提升轨道、滑轮牵引组件。

所述三段式钟罩进料机构包括初段钟罩储仓、中段钟罩储仓、末段钟罩储仓，初段钟罩储仓设计有初段料斗体、上钟罩、上钟罩座、吊杆、销轴组件，上钟罩座设计在初段料斗体底部，销轴组件通过吊杆与上钟罩联结，控制上钟罩上下移动，上钟罩与上钟罩座密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓的上密封；中段钟罩储仓设计有中段料斗体、中钟罩、中钟罩座、吊链、转球组件、内外隔仓组件、尾气回收缓冲罐，中钟罩座设计在中段料斗体底部，转球组件通过吊链与中钟罩联结，控制中钟罩上下移动，中钟罩与中钟罩座密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓的下密封及末段钟罩储仓的上密封，内外隔仓组件设计在中段料斗体上部，惰性尾气从尾气回收缓冲罐输出，经内外隔仓组件外环气道进入中段料斗体吹扫，将废旧轮胎胶块间隙中的空气挤出排放；末段钟罩储仓设计有末段料斗体、下钟罩、下钟罩座、吊线、拉杆组件、多级蒸汽喷射器组件，下钟罩座设计在末段料斗体底部，拉杆组件通过吊线与下钟罩联结，控制下钟罩上下移动，下钟罩与下钟罩座密封面配合贴紧形成末段钟罩储仓的下密封，多级蒸汽喷射器组件包括一级喷射器、二级喷射器、三级喷射器、中间冷凝器、末级喷射器，一级喷射器、二级喷射器、三级喷射器、中间冷凝器、末级喷射器依次连接，通过连续多级增压将末段钟罩储仓真空度控制在1000～1300Pa。

所述惰性尾气是回收利用热解气燃烧窑炉输出高温烟气经立式热解塔体、回转耙辊换热后的排放废气，氧含量已经降为3%以下。

所述出料系统包括包括出料盘体、水循环机械密封、牛头铲刀出料组件。

回转耙辊辊面的耙钉对胶块施加向下的推力帮助沥青胶状物与钢丝团向下移动，耙钉对胶块形成搓切作用，搓碎热解碳硬壳使胶块充分完成热解过程形成热解炭，为使热解炭与钢丝团能够从回转耙辊与立式热解塔体间的环形反应室顺利向下移动出料，应配合环形反应室设计W形的出料盘体承接热解炭与钢丝团，W形的出料盘体断面为马鞍状，其中心与回转耙辊固结并一同回转，外沿设计有环形深沟槽，从而使热解炭与钢丝团从环形反应室均匀的下落到出料盘体的环形深沟槽内。

水循环机械密封包括水箱、动环摩擦副、静环摩擦副、螺旋弹簧压紧装置、水冷排管，动环摩擦副设计在出料盘体上，静环摩擦副设计为楔型，螺旋弹簧压紧装置能对楔型摩擦环提供轴向、径向补偿。水箱中的冷却水通过水冷排管下降注入静环摩擦副和螺旋弹簧压紧装置，使静环摩擦副和螺旋弹簧压紧装置冷却降温，楔型摩擦环内设计有压注水道、排汽孔，通过水泵将冷却水压注入到摩擦副的密封面上起润滑作用的同时产生的蒸汽形成惰性气体保护，压注水道注入的冷却水受热产生的水汽混合物从排汽孔经交叠叶片弹簧的板片间隙上升排至水箱，由水箱、水冷排管、静环摩擦副、板片间隙通道形成自然水循环回路。

所述静环摩擦副包括楔型摩擦环、交叠叶片弹簧，所述楔型摩擦环由三等分分瓣环组成，所述交叠叶片弹簧包括内圈、外圈、板片，由40～200片规格相同的矩形板片绕内圈圆作类渐开线均匀排布，每一板片均设计有联系孔，通过铰链串成两两叠压栅板幕带，内圈三等分紧贴固定在楔型摩擦环的外圆壁上，外圈与内圈同心将板片组成的栅板幕带约束在两者间的圆环内，相邻的两片板片依序叠压，前一板片的尾端部作为后一板片的支点，后一板片绕支点产生弯曲变形而起弹簧作用，每一板片弹性变形的方向指向圆心，因此交叠叶片弹簧能够通过改变板片的宽度、板片尾端部厚度调整密封摩擦副的径向补偿量，该径向补偿量接近内圈与外圈间距扣减板片尾端厚度的值，有利于工作空间有限的径向补偿。

牛头铲刀出料组件包括铲刀、无轴螺旋叶片、牛头出料口，由于出料盘体与回转耙辊固结并一同回转，热解炭与钢丝团被倾斜安装的铲刀铲起，与铲刀平行安装的无轴螺旋叶片旋转将热解炭与钢丝团刮入牛头出料口，避免钢丝团堵塞牛头出料口。

所述热解油气冷凝器包括二级冷凝器、水循环回路。

二级冷凝器包括初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器、旋风分离器、回流器、U型液封回流管，初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器管箱内的管束也是水循环回路的上升管，热解油气自下而上沿初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器壳程流动，初级管板式冷凝器包括初级管程上接管、初级壳程上接管、初级壳程下接管、初级管程下接管、布液盘、初级冷凝液出口，次级管板式冷凝器包括次级管程上接管、次级壳程上接管、次级壳程下接管、次级管程下接管、次级冷凝液出口，热解油气从初级壳程下接管、初级壳程上接管、次级壳程下接管、次级壳程上接管依次流动冷凝进入旋风分离器，为防止热解气串流，初级冷凝液出口设计有挡堰板，旋风分离器底部设计有U型液封，初级冷凝分离的热解油汇集到初级冷凝液出口，次级冷凝分离的热解油与旋风分离的热解油全部汇集到回流器，再经U型液封回流管输送至布液盘，布液盘包括布气板、分液盖板，布气板上的喷嘴与分液盖板气孔一一对应，布液盘覆盖初级壳程下接管进口，热解气从布气板上的喷嘴喷出，经分液盖板气孔流出时引射热解油回流液混合并传质传热。

水循环回路包括锅筒、联箱、下降管、上升管，冷却水从联箱输注，经初级管程下接管、次级管程下接管流经上升管与壳程的热解油气换热生成蒸汽与水混合物，再经初级管程上接管、次级管程上接管注入锅筒实现蒸汽与水分离，水从下降管返回联箱，完成水自然循环的同时生产出工作蒸汽备用。

链辊回转滚筒包括吹扫器、进料罩箱、筒体、链辊、托辊组件、驱动齿轮组件、出料罩箱、袋式捕集器、导流板，筒体由托辊组件承托，在驱动齿轮组件驱动下匀速回转，转速1.5～2.5r/min，筒体倾斜夹角1～2º，筒体首端、尾端分别伸入进料罩箱及出料罩箱，筒体与进料罩箱、出料罩箱设计有机械密封防止热解碳颗粒泄漏，筒体内自由放置一条链辊，链辊由多组冷硬铸铁辊筒联结而成，两两冷硬铸铁辊筒之间通过球铰、锚链连接，球铰、锚链外覆盖波纹管防止废钢丝侵入，链辊通过锚链固定在进料罩箱上，跟随筒体回转自由滚动，每组冷硬铸铁辊筒可独立工作，出现废钢丝聚集成团后其中一组冷硬铸铁辊筒无法紧贴筒体使两者工作面失效的状况下，不会影响相邻冷硬铸铁辊筒继续有效的工作，两两冷硬铸铁辊筒之间的空间可容纳废钢丝起到容屑槽的作用，使废钢丝不能积聚成团并持续向筒体尾端移动，吹扫器将惰性不凝气输入筒体，热解碳在冷硬铸铁辊筒与筒体之间的工作面碾压研磨形成的颗粒物随筒体回转上升扬起和下落沉降的过程中与惰性不凝气传质传热，当热解碳颗粒与废钢丝最后移动到筒体尾端时，设计在筒体尾端的导流板将热解碳颗粒与废钢丝扬起¾筒体高度抛落，利用链辊破碎研磨后热解碳颗粒与废钢丝的沉降速率的明显差别，在筒体通流的惰性不凝气将热解碳颗粒携带经出料罩箱送至袋式捕集器捕集，废钢丝落入出料罩箱内。

循环流化床气流粉碎机包括气流粉碎器、循环流化床返料器。

气流粉碎器包括压缩惰性不凝气喷嘴、混气锥、进口围壳、一级静叶栅、一级主动叶轮、一级差动叶轮、二级静叶栅、二级主动叶轮、二级差动叶轮、工作围壳、涡轮风扇、出口围壳、轴承箱、主动轴，料仓中的热解碳颗粒流动性较差，需要压缩惰性不凝气分散导入进口围壳，同时压缩惰性不凝气喷嘴引射的循环流化床返料器返回的粗热解碳颗粒经混气锥喷射到进口围壳与料仓中的热解碳颗粒混合，混合气流经进口围壳流道的导引均匀分布扑向一级静叶栅，一级静叶栅镶嵌紧固在工作围壳内，混合气流通过一级静叶栅窄喉处后，混合气流加速至超音速，此时一级主动叶轮、一级差动叶轮在主动轴驱动下高速旋转，对混合气流做功增压的同时其流道导引气流反复转折、持续冲击、压缩碰撞，热解碳颗粒在高速气流引导下相互碰撞、摩擦、剪切破碎为超细颗粒，一级主动叶轮、一级差动叶轮叶根气流冲角相差1～2º，除了增加气流转折强度外，保持动平衡、降低主动轴振动与提高轴承箱使用寿命也是考虑因素，一级主动叶轮、一级差动叶轮设计有通流孔供混合气流通流，二级静叶栅、二级主动叶轮、二级差动叶轮工作原理同上，出口围壳内设计有涡轮风扇，将混合气流排向循环流化床返料器。

循环流化床返料器包括循环流化床体、振动式袋滤器、立管、U型返料弯管、风帽、流化风室，循环流化床体对输入混合气流起扩压匀速的作用，混合气流经循环流化床体进入振动式袋滤器后，合格的超细热解碳颗粒随混合气流滤过后捕集归仓，不合格的粗热解碳颗粒落入立管内堆积一定高度形成料柱，立管内粗热解碳颗粒料柱形成的静压力驱动其通过U型返料弯管输往混气锥，料柱堆积越高移动的速度越快，使得立管内粗热解碳颗粒收纳排出量两者实现平衡，料柱保持一定高度并形成料封，从出口围壳侧支路引出的流化风经流化风室、风帽对粗热解碳颗粒实施分散流化，并持续将粗热解碳颗粒经U型返料弯管输送到混气锥。

造粒流化床包括集气室、旋风分离器组、流化床体、Y型返料器、蜗壳入口、出料弯管、干燥室、脉冲布袋收尘器、壁流器，流化惰性尾气携带热解炭黑颗粒从蜗壳入口高速进入流化床体，出口速度20～25m/s，受离心力的作用，热解炭黑颗粒被甩往流化床体壁，并随流化惰性尾气风带螺旋上升。

壁流器包括环形流道、喷孔、输水环管，麦芽糖糊精水溶液经输水环管后进入流道变窄的环形流道，流速急剧增加，为防止高速水流冲刷损坏流道，流道设计为环形，高速水流经喷孔自上而下紧贴流化床体壁喷出，湿润并冲刷流化床体壁，及时清理粘附沉积层，热解炭黑颗粒沿流化床体壁螺旋上升的过程中被麦芽糖糊精水溶液湿润集聚成团，并在离心力的作用下沿流化床体壁滚圆，从流化惰性尾气流横截断面来观察，流化惰性尾气流形成圆周外围流速快、中心流速慢，外围较中心压力大的特征，驱使不断长大和滚圆的热解炭黑颗粒在摩擦碰撞中失去动能向中心聚集，流化惰性尾气与热解炭黑颗粒分离排向旋风分离器组，在这里流化惰性尾气与热解炭黑细粉再次分离，流化惰性尾气经集气室排放，细粉经Y型返料器返回流化床体继续造粒。

热解炭黑颗粒滚圆直径长大到沉降速度超过流化惰性尾气流通流速度后，在重力的作用下经出料弯管落入干燥室，干燥惰性尾气从干燥室底部侧支管进入对热解炭黑颗粒加热烘干，由于出料弯管中的热解炭黑成品颗粒形成料封，干燥惰性尾气不会经出料弯管窜出影响流化床体气流运动环境，完成干燥工艺过程排放的干燥惰性尾气与集气室排放的流化惰性尾气一同混合共同排往脉冲布袋收尘器，为防止冷凝水与炭黑堵塞布袋，利用干燥惰性尾气余热加热流化惰性尾气，保持脉冲布袋收尘器工作温度在110℃以上，脉冲布袋收尘器收集的炭黑细粉回收利用。

发明人发现，轮胎由外胎、内胎和垫带构成，外胎由胎体、胎面和胎圈三个主要部分组成，胎体由多层挂胶帘布按一定的角度贴合而成，帘布通常用高强钢丝、合成纤维挂胶制作；胎面与地面接触，常用耐热、耐剪切的胶料制作；胎圈的用途是使轮胎紧密的固定在轮辋上，胎圈主要由钢丝圈、三角填充胶、钢丝圈包布组成。按充气轮胎用途可分为轿车轮胎、载重轮胎、农业轮胎、工程轮胎、特种车辆轮胎、航空轮胎、摩托车轮胎、自行车胎，而回收的废旧轮胎通常为轿车轮胎、载重轮胎、农业轮胎、摩托车轮胎、自行车胎,其结构通常为斜交轮胎、子午线轮胎。废旧轮胎回收后用于建筑填料、公路填料、制备再生橡胶、热解制备燃料油及碳黑等用途。

发明人发现，废旧轮胎热解制备燃料油、碳黑工艺要求在真空、有惰性气体保护、乏氧的密闭环境中进行，目前投入工业化生产方法有反应釜热解法、回转反应炉热解法、立式塔热解法等。反应釜热解法虽然有整胎进料无需破碎的优点，但是其耗能高、成品得率低且无法实现连续生产的原因难以推广；回转反应炉热解法由于进出料较为困难、高温动密封容易泄露污染物等原因难以推广；立式塔热解法从热动力学角度来看无疑较前两种方法具有优势，物料自上而下的动力由重力提供，热空气自下而上与物料完成热交换，进出料和热交换较容易实施，再有立式塔为静设备，高温密封问题较容易解决，但是废旧轮胎热解过程中存在橡胶长链断链后重整为沥青胶状物与钢丝团堵塞出料通道的技术难题，且废旧轮胎表面进一步热解生成热解碳硬壳并阻止内部继续热解的技术难题，再有就是废旧轮胎导热系数较低导致的热解效率低的技术难题。

发明人发现，废旧轮胎热解以回收热解油和热解碳为主要目的，进一步制备燃料油、碳黑等产品，热解气如果作为主要产物无疑是不经济的，原因是提高热解气的得率需要更高热解温度（550～600℃）才能使分子量更大的热解油链烃断裂生成分子量较小的甲烷、乙烷、乙烯、丙烯等组分为主的热解气，更高热解温度使得一部分能源白白耗费在破坏分子链上，降解热解油生成的热解气易燃易爆且不易储存运输；再有为了降低热解反应炉造价及利于机械加工的要求，炉体材料选择Q345R钢材，考虑到Q345R钢材高温下的许用应力要求，即不超过475℃温度下使用，综合考虑上述因素，废旧轮胎的热解工艺温度设计为350～400℃，废旧轮胎热解的热源则是回收利用热解气燃烧产生的高温烟气，热解气为热解油经冷凝后常温下不凝可燃气体，低位热值17～54MJ/Nm³。由于传热效率、传热温差的要求，废旧轮胎热解气燃烧窑炉出口至立式热解塔体夹套、回转耙辊进口的烟气温度控制在550～560℃之间，经立式热解塔体、回转耙辊换热后排烟温度为410～420℃，传热平均温差为140℃，因此热解气燃烧窑炉能够对热解气燃烧产生的高温烟气温度进行调控，需要引入冷源与高温烟气混合，通过调整两者组分比例达到热解工艺所需的温度。

发明人发现，出于废旧轮胎热解工艺中物料平衡、水（蒸汽）平衡、能量平衡的要求，以及节约能源、减少排放、循环利用的总目标，热解气燃烧窑炉输出高温烟气经立式热解塔体、回转耙辊换热后的排放废气，氧含量已经降为3%以下，温度为410～420℃，由于回转耙辊的动密封高温工作条件下承压有限，设计的绝对压力为不超过105kPa，因此排放废气虽然有较高焓值却压力较低，其压力指标低于燃烧器二次风进口、热解气燃烧窑炉冷源入口112～118 kPa压力要求，无法直接回收利用。参照涡轮增压的工作原理，考虑排放废气压力较低，选择进气端压力损失较小的轴向进气、垂直向上排气方式，悬臂式转子结构，利用排放废气经静叶栅及动叶轮膨胀作功，热能转变为动叶轮旋转的机械能，动叶轮又带动行星增速器驱动压气涡轮，压气涡轮压送空气使之增压进入燃烧器，替代了燃烧器输送的预混空气所需的鼓风机，但是排放废气的进口绝对压力为105kPa，而排放废气出口直接连通烟囱，即废气透平的背压为大气压力101 kPa，进出口压力差不足以克服静叶栅及动叶轮的流道压力损失而造成动叶轮止转，因此需要设计一套蒸汽喷射泵通过较高压力蒸汽引射排放废气，使排放废气的出口压力降至50～55 kPa，那么废气透平进出口压力差达到52～57 kPa，动叶轮能够可靠的工作。蒸汽喷射泵的蒸汽来源为热解油冷凝产生饱和蒸汽，压力0.35～0.4MPa，蒸汽喷射泵出口的排放废气、蒸汽混合气将送至膨胀罐，膨胀罐内的不凝气即为惰性尾气，惰性尾气有三种用途，其一作为热解气燃烧窑炉的调节温度的冷源，其二作为热解气燃烧器调节过剩空气系数的气源，其三作为中段钟罩储仓吹扫所需的惰性保护气。

发明人发现，工作压力0.35～0.4MPa蒸汽在拉瓦尔喷咀中加速形成超音速射流，蒸汽经过喷咀的出口到扩压管入口之间的混合室，由于蒸汽流处于高速而出现一个负压区，从而引射废气透平的排放废气，使排放废气的出口压力降至50～55 kPa，废气透平进出口压力差达到52～57 kPa，动叶轮能够可靠的工作。引射的排放废气被卷吸至混合室与工作蒸汽混合，而后逐渐形成单一均匀的混合流体，经过扩压管减速压缩到一定的背压后排出，而混合流体的压缩阶段，即扩压管中的两股流体一边继续进行能量交换，一边逐渐压缩，将动能转化为压力能，并将混合流体排出蒸汽喷射泵。因此蒸汽喷射泵可以根据热解气燃烧器参混气体和热解气燃烧窑炉冷源气体的要求调节不同的压力混合流体，将混合流体收集起来送入膨胀罐，膨胀罐输送出的惰性尾气一路可以直接供热解气燃烧器作为参混气体使用，另一路冷凝后供热解气燃烧窑炉作为冷源气体使用。

发明人发现，立式热解塔产出的热解油的温度为350～400℃，需要冷凝、分馏后加以利用，冷凝通常通过间壁式换热器实现，冷源一般选择冷却水，冷却水吸收热能转化为蒸汽，而多级冷凝产生的不同品质蒸汽加以利用，可作为多级蒸汽喷射器（泵）中的不同压力级别的工作流体来源，也可作为废气透平的冷却蒸汽，达到废旧轮胎热解工艺中物料平衡、水（蒸汽）平衡、能量平衡的要求，以及节约能源、减少排放、循环利用的总目标。

发明人发现，惰性尾气进一步冷却到常温并脱除水分的惰性不凝气，氧含量低于3%，水分含量低于0.3g/m³，温度20～25℃，而热解碳从热解反应炉排出的温度为350～400℃，可用惰性不凝气作为热解碳破碎研磨的保护冷却工作气体，利用链辊破碎研磨后热解碳颗粒与废钢丝的沉降速率的明显差别，采用惰性不凝气将上述两者分离。

发明人发现，通过蒸汽喷射泵获得的惰性尾气根据热解炭黑造粒所需工作气体的要求加以调制，由于热解炭黑粉末不易流动，需要分散输送的流化惰性尾气：氧含量低于3%，温度82～85℃，工作压力4000～8000Pa；由于产品标准中有含水率的限制，需要干燥热解炭黑颗粒的干燥惰性尾气：氧含量低于3%，水分含量低于0.3g/m³，温度250～280℃。热解炭黑造粒黏结剂选择水，添加质量百分比为1～1.5%麦芽糖糊精溶于水作为热解炭黑造粒固结剂，增强热解炭黑颗粒强度，热解炭黑与麦芽糖糊精水溶液混合用量的质量比为1:1～1.2，麦芽糖糊精水溶液温度82～85℃。

相对于现有技术，本发明至少含有以下优点：链辊回转滚筒研磨获得的热解碳粒径为41～57μm，如果进一步采用循环流化床气流粉碎机超细粉碎，粒径达到0.5～1μm，性能指标满足《废旧轮胎裂解炭黑》HG/T5459-2018标准，部分指标达到N330炭黑标准，能替代部分功能性炭黑使用，由于热解碳颗粒在高速气流中碰撞破碎，颗粒表面较机械剪切破碎更为光滑，粒径更小，活性更高，更容易被橡胶胶料包覆浸润，因此同等CTAB法比表面积下的硫化胶拉伸强度、撕裂强度、耐磨性较高。

附图说明

图1为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的主视结构示意图。

图2为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的A大样结构示意图。

图3为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的B大样结构示意图。

图4为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的C局部放大结构示意图。

图5为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的D局部放大结构示意图。

图6为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的E局部放大结构示意图。

图7为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的F大样结构示意图。

图8为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的G大样结构示意图。

图9为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的H局部放大结构示意图。

图10为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的I大样平铺结构示意图。

图11为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的J局部放大结构示意图。

图12为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的K旋转大样结构示意图。

图13为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的L局部放大结构示意图。

图14为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的M局部放大结构示意图。

图15为本发明废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统的O局部放大结构示意图。

Ⅰ－进料系统 Ⅱ－立式热解塔 Ⅲ－出料系统 Ⅳ－热解油气冷凝器

Ⅴ－链辊回转滚筒 Ⅵ－循环流化床气流粉碎机 Ⅶ－造粒流化床

1－提斗小车机构 2－三段式钟罩进料机构 3－自称量小车

4－滑轮牵引组件 5－提升轨道 6－初段钟罩储仓

7－中段钟罩储仓 8－末段钟罩储仓 9－初段料斗体 10－上钟罩

11－上钟罩座 12－吊杆 13－销轴组件 14－中段料斗体

15－中钟罩 16－中钟罩座 17－吊链 18－转球组件

19－内外隔仓组件 20－尾气回收缓冲罐 21－末段料斗体

22－下钟罩 23－下钟罩座 24－吊线 25－拉杆组件

26－多级蒸汽喷射器组件 27－一级喷射器 28－二级喷射器

29－三级喷射器 30－中间冷凝器 31－末级喷射器 32－上轴承座

33－立式热解塔体 34－支承足 35－回转耙辊 36－下轴承座

37－回转耙辊体 38－进气轴头 39－排气轴头 40－隔热瓦

41－轴承位 42－迷宫冷却槽 43－螺旋盘管 44－汽水混合室

45－波纹板 46－耙钉 47－管轴 48－螺旋叶片 49－十字支撑架

50－水箱 51－动环摩擦副 52－静环摩擦副 53－螺旋弹簧压紧装置

54－水冷排管 55－出料盘体 56－板片 57－外圈 58－内圈

59－楔型摩擦环 60－排汽孔 61－压注水道 62－铰链 63－联系孔

64－交叠叶片弹簧 65－水循环机械密封 66－牛头铲刀出料组件

67－无轴螺旋叶片 68－铲刀 69－牛头出料口 70－二级冷凝器

71－水循环回路 72－初级管板式冷凝器 73－次级管板式冷凝器

74－旋风分离器 75－回流器 76－U型液封回流管 77－锅筒

78－联箱 79－下降管 80－上升管 81－吹扫器 82－进料罩箱

83－筒体 84－链辊 85－托辊组件 86－驱动齿轮组件

87－出料罩箱 88－袋式捕集器 89－导流板

90－波纹管 91－冷硬铸铁辊筒 92－球铰 93－锚链

94－气流粉碎器 95－循环流化床返料器 96－压缩惰性不凝气喷嘴

97－混气锥 98－进口围壳 99－一级静叶栅 100－一级主动叶轮

101－一级差动叶轮 102－二级静叶栅 103－二级主动叶轮

104－二级差动叶轮 105－工作围壳 106－涡轮风扇 107－出口围壳

108－轴承箱 109－主动轴 110－循环流化床体 111－振动式袋滤器

112－立管 113－U型返料弯管 114－风帽 115－流化风室

116－集气室 117－旋风分离器组 118－流化床体 119－Y型返料器

120－蜗壳入口 121－出料弯管 122－干燥室 123－脉冲布袋收尘器

124－环形流道 125－喷孔 126－输水环管 127－壁流器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15所示，废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：包括立式热解塔Ⅱ、进料系统Ⅰ、出料系统Ⅲ、热解油气冷凝器Ⅳ、链辊回转滚筒Ⅴ、循环流化床气流粉碎机Ⅵ、造粒流化床Ⅶ。

所述立式热解塔Ⅱ包括立式热解塔体33、回转耙辊35、上轴承座32、下轴承座36、支承足34，所述立式热解塔体33设计有夹套通450～500℃高温烟气，夹套内设计有空心螺旋叶片，高温烟气沿空心螺旋叶片形成的通道螺旋上升，均匀加热立式热解塔体33，避免高温烟气无法流经立式热解塔体33死角造成鼓包的问题，立式热解塔体33上部设计有热解油气出口，所述上轴承座32、下轴承座36安装在立式热解塔体33上下两端，保证立式热解塔体33与回转耙辊35的中心轴线同轴度。

所述回转耙辊35包括回转耙辊体37、进气轴头38、排气轴头39，进气轴头38与排气轴头39分别设计在回转耙辊体35的下端和上端，回转耙辊体35、进气轴头37、排气轴头38绕同一中心轴回转。

所述进气轴头37、排气轴头38内孔通450～500℃高温烟气，从内孔向外依次设计隔热瓦400、迷宫冷却槽42、轴承位41，所述迷宫冷却槽42包括螺旋盘管43、汽水混合室44、波纹板45，螺旋盘管43固定在汽水混合室44内壁，冷却水从螺旋盘管43进入汽水混合室44受热蒸发汽化，沸腾产生的气泡撞击螺旋盘管43、波纹板45迅速破裂为更为细小的气泡，从而使气泡在冷却水中均匀分布，换言之就是避免水汽导热系数相差过大导致室壁金属局部过热产生蠕变。

所述回转耙辊体37外表面类螺旋线排布耙钉46，通过调整耙钉46与回转耙辊体37断面的夹角，¾数量的耙钉46随回转耙辊体37旋转向胶块施加向下的推力，¼数量的耙钉46随回转耙辊体37旋转向胶块施加向上的推力，耙钉46对胶块施加向下的推力帮助沥青胶状物与钢丝团顺利出料，两种耙钉46的合力对胶块形成搓切作用，搓碎热解碳硬壳使胶块继续热解，同时搅动胶块堆积层形成空隙，热解油气能够从堆积层空隙逸出，热解油气向上流动的过程中与胶块传质传热，这种气液固传质传热效率远远超过回转耙辊体37与胶块固固传导热效率。

所述回转耙辊体37内两端安装有十字支撑架49，十字支撑架49通过管轴47将螺旋叶片48固定，高温烟气沿螺旋叶片48形成的通道螺旋上升，均匀加热回转耙辊体37，避免高温烟气无法流经回转耙辊体37死角造成鼓包的问题。

所述进料系统Ⅰ包括提斗小车机构1、三段式钟罩进料机构2，提斗小车机构1包括自称量小车3、提升轨道5、滑轮牵引组件4。

所述三段式钟罩进料机构2包括初段钟罩储仓6、中段钟罩储仓7、末段钟罩储仓8，初段钟罩储仓6设计有初段料斗体9、上钟罩10、上钟罩座11、吊杆12、销轴组件13，上钟罩座11设计在初段料斗体9底部，销轴组件13通过吊杆12与上钟罩11联结，控制上钟罩11上下移动，上钟罩10与上钟罩座11密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓7的上密封；中段钟罩储仓7设计有中段料斗体14、中钟罩15、中钟罩座16、吊链17、转球组件18、内外隔仓组件19、尾气回收缓冲罐20，中钟罩座16设计在中段料斗体14底部，转球组件18通过吊链17与中钟罩15联结，控制中钟罩15上下移动，中钟罩15与中钟罩座16密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓7的下密封及末段钟罩储仓8的上密封，内外隔仓组件19设计在中段料斗体14上部，惰性尾气从尾气回收缓冲罐20输出，经内外隔仓组件19外环气道进入中段料斗体14吹扫，将废旧轮胎胶块间隙中的空气挤出排放；末段钟罩储仓8设计有末段料斗体21、下钟罩22、下钟罩座23、吊线24、拉杆组件25、多级蒸汽喷射器组件26，下钟罩座23设计在末段料斗体21底部，拉杆组件25通过吊线24与下钟罩22联结，控制下钟罩22上下移动，下钟罩22与下钟罩座23密封面配合贴紧形成末段钟罩储仓8的下密封，多级蒸汽喷射器组件26包括一级喷射器27、二级喷射器28、三级喷射器29、中间冷凝器30、末级喷射器31，一级喷射器27、二级喷射器28、三级喷射器29、中间冷凝器30、末级喷射器31依次连接，通过连续多级增压将末段钟罩储仓8真空度控制在1000～1300Pa。

所述惰性尾气是回收利用热解气燃烧窑炉输出高温烟气经立式热解塔体33、回转耙辊35换热后的排放废气，氧含量已经降为3%以下。

所述出料系统Ⅲ包括包括出料盘体55、水循环机械密封65、牛头铲刀出料组件66。

回转耙辊35辊面的耙钉46对胶块施加向下的推力帮助沥青胶状物与钢丝团向下移动，耙钉46对胶块形成搓切作用，搓碎热解碳硬壳使胶块充分完成热解过程形成热解炭，为使热解炭与钢丝团能够从回转耙辊35与立式热解塔体33间的环形反应室顺利向下移动出料，应配合环形反应室设计W形的出料盘体55承接热解炭与钢丝团，W形的出料盘体55断面为马鞍状，其中心与回转耙辊35固结并一同回转，外沿设计有环形深沟槽，从而使热解炭与钢丝团从环形反应室均匀的下落到出料盘体55的环形深沟槽内。

水循环机械密封65包括水箱50、动环摩擦副51、静环摩擦副52、螺旋弹簧压紧装置53、水冷排管54，动环摩擦副51设计在出料盘体55上，静环摩擦副52设计为楔型，螺旋弹簧压紧装置53能对楔型摩擦环59提供轴向、径向补偿，水箱50中的冷却水通过水冷排管54下降注入静环摩擦副52和螺旋弹簧压紧装置53，使静环摩擦副52和螺旋弹簧压紧装置53冷却降温，楔型摩擦环59内设计有压注水道61、排汽孔60，通过水泵将冷却水压注入到摩擦副的密封面上起润滑作用的同时产生的蒸汽形成惰性气体保护，压注水道61注入的冷却水受热产生的水汽混合物从排汽孔60经交叠叶片弹簧64的板片56间隙上升排至水箱50，由水箱50、水冷排54管、静环摩擦副52、板片56间隙通道形成自然水循环回路。

所述静环摩擦副52包括楔型摩擦环59、交叠叶片弹簧64，所述楔型摩擦环59由三等分分瓣环组成，所述交叠叶片弹簧64包括内圈58、外圈57、板片56，由40～200片规格相同的矩形板片56绕内圈58圆作类渐开线均匀排布，每一板片56均设计有联系孔63，通过铰链62串成两两叠压栅板幕带，内圈58三等分紧贴固定在楔型摩擦环59的外圆壁上，外圈57与内圈58同心将板片56组成的栅板幕带约束在两者间的圆环内，相邻的两片板片56依序叠压，前一板片56的尾端部作为后一板片56的支点，后一板片56绕支点产生弯曲变形而起弹簧作用，每一板片弹性变形的方向指向圆心，因此交叠叶片弹簧64能够通过改变板片56的宽度、板片56尾端部厚度调整密封摩擦副的径向补偿量，该径向补偿量接近内圈58与外圈57间距扣减板片56尾端厚度的值，有利于工作空间有限的径向补偿。

牛头铲刀出料组件66包括铲刀68、无轴螺旋叶片67、牛头出料口69，由于出料盘体55与回转耙辊35固结并一同回转，热解炭与钢丝团被倾斜安装的铲刀68铲起，与铲刀68平行安装的无轴螺旋叶片67旋转将热解炭与钢丝团刮入牛头出料口69，避免钢丝团堵塞牛头出料口69。

所述热解油气冷凝器Ⅳ包括二级冷凝器70、水循环回路71。

二级冷凝器包括初级管板式冷凝器72、次级管板式冷凝器73、旋风分离器74、回流器75、U型液封回流管76，初级管板式冷凝器72、次级管板式冷凝器73管箱内的管束也是水循环回路的上升管80，热解油气自下而上沿初级管板式冷凝器72、次级管板式冷凝器73壳程流动，初级管板式冷凝器72包括初级管程上接管、初级壳程上接管、初级壳程下接管、初级管程下接管、布液盘、初级冷凝液出口，次级管板式冷凝器包括次级管程上接管、次级壳程上接管、次级壳程下接管、次级管程下接管、次级冷凝液出口，热解油气从初级壳程下接管、初级壳程上接管、次级壳程下接管、次级壳程上接管依次流动冷凝进入旋风分离器74，为防止热解气串流，初级冷凝液出口设计有挡堰板，旋风分离器74底部设计有U型液封，初级冷凝分离的热解油汇集到初级冷凝液出口，次级冷凝分离的热解油与旋风分离的热解油全部汇集到回流器75，再经U型液封回流管76输送至布液盘，布液盘包括布气板、分液盖板，布气板上的喷嘴与分液盖板气孔一一对应，布液盘覆盖初级壳程下接管进口，热解气从布气板上的喷嘴喷出，经分液盖板气孔流出时引射热解油回流液混合并传质传热。

水循环回路71包括锅筒77、联箱78、下降管79、上升管80，冷却水从联箱78输注，经初级管程下接管、次级管程下接管流经上升管80与壳程的热解油气换热生成蒸汽与水混合物，再经初级管程上接管、次级管程上接管注入锅筒77实现蒸汽与水分离，水从下降管79返回联箱78，完成水自然循环的同时生产出工作蒸汽备用。

链辊回转滚筒Ⅴ包括吹扫器41、进料罩箱42、筒体43、链辊44、托辊组件45、驱动齿轮组件46、出料罩箱47、袋式捕集器48、导流板49，筒体43由托辊组件45承托，在驱动齿轮组件46驱动下匀速回转，转速1.5～2.5r/min，筒体43倾斜夹角1～2º，筒体43首端、尾端分别伸入进料罩箱42及出料罩箱47，筒体43与进料罩箱42、出料罩箱47设计有机械密封防止热解碳颗粒泄漏，筒体43内自由放置一条链辊44，链辊44由多组冷硬铸铁辊筒91联结而成，两两冷硬铸铁辊筒91之间通过球铰92、锚链93连接，球铰92、锚链93外覆盖波纹管90防止废钢丝侵入，链辊84通过锚链93固定在进料罩箱82上，跟随筒体83回转自由滚动，每组冷硬铸铁辊筒91可独立工作，出现废钢丝聚集成团后其中一组冷硬铸铁辊筒91无法紧贴筒体83使两者工作面失效的状况下，不会影响相邻冷硬铸铁辊筒91继续有效的工作，两两冷硬铸铁辊筒91之间的空间可容纳废钢丝起到容屑槽的作用，使废钢丝不能积聚成团并持续向筒体83尾端移动，吹扫器81将惰性不凝气输入筒体83，热解碳在冷硬铸铁辊筒91与筒体83之间的工作面碾压研磨形成的颗粒物随筒体83回转上升扬起和下落沉降的过程中与惰性不凝气传质传热，当热解碳颗粒与废钢丝最后移动到筒体83尾端时，设计在筒体83尾端的导流板89将热解碳颗粒与废钢丝扬起¾筒体83高度抛落，利用链辊84破碎研磨后热解碳颗粒与废钢丝的沉降速率的明显差别，在筒体83通流的惰性不凝气将热解碳颗粒携带经出料罩箱87送至袋式捕集器88捕集，废钢丝落入出料罩箱87内。

循环流化床气流粉碎机Ⅵ包括气流粉碎器94、循环流化床返料器95。

气流粉碎器14包括压缩惰性不凝气喷嘴96、混气锥97、进口围壳98、一级静叶栅99、一级主动叶轮100、一级差动叶轮101、二级静叶栅102、二级主动叶轮103、二级差动叶轮104、工作围壳105、涡轮风扇106、出口围壳107、轴承箱108、主动轴109，料仓中的热解碳颗粒流动性较差，需要压缩惰性不凝气分散导入进口围壳98，同时压缩惰性不凝气喷嘴96引射的循环流化床返料器95返回的粗热解碳颗粒经混气锥17喷射到进口围壳98与料仓中的热解碳颗粒混合，混合气流经进口围壳98流道的导引均匀分布扑向一级静叶栅99，一级静叶栅99镶嵌紧固在工作围壳105内，混合气流通过一级静叶栅99窄喉处后，混合气流加速至超音速，此时一级主动叶轮100、一级差动叶轮101在主动轴109驱动下高速旋转，对混合气流做功增压的同时其流道导引气流反复转折、持续冲击、压缩碰撞，热解碳颗粒在高速气流引导下相互碰撞、摩擦、剪切破碎为超细颗粒，一级主动叶轮100、一级差动叶轮101叶根气流冲角相差1～2º，除了增加气流转折强度外，保持动平衡、降低主动轴109振动与提高轴承箱108使用寿命也是考虑因素，一级主动叶轮100、一级差动叶轮101设计有通流孔供混合气流通流，二级静叶栅102、二级主动叶轮103、二级差动叶轮104工作原理同上，出口围壳107内设计有涡轮风扇26，将混合气流排向循环流化床返料器95。

循环流化床返料器95包括循环流化床体110、振动式袋滤器111、立管112、U型返料弯管113、风帽114、流化风室115，循环流化床体对输入混合气流起扩压匀速的作用，混合气流经循环流化床体110进入振动式袋滤器111后，合格的超细热解碳颗粒随混合气流滤过后捕集归仓，不合格的粗热解碳颗粒落入立管112内堆积一定高度形成料柱，立管111内粗热解碳颗粒料柱形成的静压力驱动其通过U型返料弯管113输往混气锥97，料柱堆积越高移动的速度越快，使得立管112内粗热解碳颗粒收纳排出量两者实现平衡，料柱保持一定高度并形成料封，从出口围壳侧支路引出的流化风经流化风室115、风帽114对粗热解碳颗粒实施分散流化，并持续将粗热解碳颗粒经U型返料弯管113输送到混气锥97。

造粒流化床Ⅶ包括集气室116、旋风分离器组117、流化床体118、Y型返料器119、蜗壳入口120、出料弯管121、干燥室122、脉冲布袋收尘器123、壁流器124，流化惰性尾气携带热解炭黑颗粒从蜗壳入口120高速进入流化床体118，出口速度20～25m/s，受离心力的作用，热解炭黑颗粒被甩往流化床体118壁，并随流化惰性尾气风带螺旋上升。

壁流器127包括环形流道124、喷孔125、输水环管126，麦芽糖糊精水溶液经输水环管126后进入流道变窄的环形流道124，流速急剧增加，为防止高速水流冲刷损坏流道，流道设计为环形，高速水流经喷孔自上而下紧贴流化床体118壁喷出，湿润并冲刷流化床体118壁，及时清理粘附沉积层，热解炭黑颗粒沿流化床体118壁螺旋上升的过程中被麦芽糖糊精水溶液湿润集聚成团，并在离心力的作用下沿流化床体118壁滚圆，从流化惰性尾气流横截断面来观察，流化惰性尾气流形成圆周外围流速快、中心流速慢，外围较中心压力大的特征，驱使不断长大和滚圆的热解炭黑颗粒在摩擦碰撞中失去动能向中心聚集，流化惰性尾气与热解炭黑颗粒分离排向旋风分离器组117，在这里流化惰性尾气与热解炭黑细粉再次分离，流化惰性尾气经集气室116排放，细粉经Y型返料器119返回流化床体118继续造粒。

热解炭黑颗粒滚圆直径长大到沉降速度超过流化惰性尾气流通流速度后，在重力的作用下经出料弯管121落入干燥室122，干燥惰性尾气从干燥室122底部侧支管进入对热解炭黑颗粒加热烘干，由于出料弯管122中的热解炭黑成品颗粒形成料封，干燥惰性尾气不会经出料弯管122窜出影响流化床体118气流运动环境，完成干燥工艺过程排放的干燥惰性尾气与集气室116排放的流化惰性尾气一同混合共同排往脉冲布袋收尘器123，为防止冷凝水与炭黑堵塞布袋，利用干燥惰性尾气余热加热流化惰性尾气，保持脉冲布袋收尘器123工作温度在110℃以上，脉冲布袋收尘器123收集的炭黑细粉回收利用。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：包括立式热解塔、进料系统、出料系统、热解油气冷凝器、链辊回转滚筒、循环流化床气流粉碎机、造粒流化床；所述立式热解塔包括立式热解塔体、回转耙辊、上轴承座、下轴承座、支承足，所述立式热解塔体设计有夹套通450～500℃高温烟气，夹套内设计有空心螺旋叶片，高温烟气沿空心螺旋叶片形成的通道螺旋上升，均匀加热立式热解塔体，避免高温烟气无法流经立式热解塔体死角造成鼓包的问题，立式热解塔体上部设计有热解油气出口，所述上轴承座、下轴承座安装在立式热解塔体上下两端，保证立式热解塔体与回转耙辊的中心轴线同轴度；所述回转耙辊包括回转耙辊体、进气轴头、排气轴头，进气轴头与排气轴头分别设计在回转耙辊体的下端和上端，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头绕同一中心轴回转；所述进气轴头、排气轴头内孔通450～500℃高温烟气，从内孔向外依次设计隔热瓦、迷宫冷却槽、轴承位，所述迷宫冷却槽包括螺旋盘管、汽水混合室、波纹板，螺旋盘管固定在汽水混合室内壁，冷却水从螺旋盘管进入汽水混合室受热蒸发汽化，沸腾产生的气泡撞击螺旋盘管、波纹板迅速破裂为更为细小的气泡，从而使气泡在冷却水中均匀分布，避免水汽导热系数相差过大导致室壁金属局部过热产生蠕变；所述进料系统包括提斗小车机构、三段式钟罩进料机构，提斗小车机构包括自称量小车、提升轨道、滑轮牵引组件；所述三段式钟罩进料机构包括初段钟罩储仓、中段钟罩储仓、末段钟罩储仓，初段钟罩储仓设计有初段料斗体、上钟罩、上钟罩座、吊杆、销轴组件，上钟罩座设计在初段料斗体底部，销轴组件通过吊杆与上钟罩联结，控制上钟罩上下移动，上钟罩与上钟罩座密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓的上密封；中段钟罩储仓设计有中段料斗体、中钟罩、中钟罩座、吊链、转球组件、内外隔仓组件、尾气回收缓冲罐，中钟罩座设计在中段料斗体底部，转球组件通过吊链与中钟罩联结，控制中钟罩上下移动，中钟罩与中钟罩座密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓的下密封及末段钟罩储仓的上密封，内外隔仓组件设计在中段料斗体上部，惰性尾气从尾气回收缓冲罐输出，经内外隔仓组件外环气道进入中段料斗体吹扫，将废旧轮胎胶块间隙中的空气挤出排放；末段钟罩储仓设计有末段料斗体、下钟罩、下钟罩座、吊线、拉杆组件、多级蒸汽喷射器组件，下钟罩座设计在末段料斗体底部，拉杆组件通过吊线与下钟罩联结，控制下钟罩上下移动，下钟罩与下钟罩座密封面配合贴紧形成末段钟罩储仓的下密封，多级蒸汽喷射器组件包括一级喷射器、二级喷射器、三级喷射器、中间冷凝器、末级喷射器，一级喷射器、二级喷射器、三级喷射器、中间冷凝器、末级喷射器依次连接，通过连续多级增压将末段钟罩储仓真空度控制在1000～1300Pa；所述出料系统包括包括出料盘体、水循环机械密封、牛头铲刀出料组件；水循环机械密封包括水箱、动环摩擦副、静环摩擦副、螺旋弹簧压紧装置、水冷排管，动环摩擦副设计在出料盘体上，静环摩擦副设计为楔型，螺旋弹簧压紧装置能对楔型摩擦环提供轴向、径向补偿；所述静环摩擦副包括楔型摩擦环、交叠叶片弹簧，所述楔型摩擦环由三等分分瓣环组成；牛头铲刀出料组件包括铲刀、无轴螺旋叶片、牛头出料口，由于出料盘体与回转耙辊固结并一同回转，热解炭与钢丝团被倾斜安装的铲刀铲起，与铲刀平行安装的无轴螺旋叶片旋转将热解炭与钢丝团刮入牛头出料口，避免钢丝团堵塞牛头出料口；所述热解油气冷凝器包括二级冷凝器、水循环回路，二级冷凝器包括初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器、旋风分离器、回流器、U型液封回流管，初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器管箱内的管束也是水循环回路的上升管，热解油气自下而上沿初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器壳程流动，初级管板式冷凝器包括初级管程上接管、初级壳程上接管、初级壳程下接管、初级管程下接管、布液盘、初级冷凝液出口，次级管板式冷凝器包括次级管程上接管、次级壳程上接管、次级壳程下接管、次级管程下接管、次级冷凝液出口，热解油气从初级壳程下接管、初级壳程上接管、次级壳程下接管、次级壳程上接管依次流动冷凝进入旋风分离器，为防止热解气串流，初级冷凝液出口设计有挡堰板，旋风分离器底部设计有U型液封，初级冷凝分离的热解油汇集到初级冷凝液出口，次级冷凝分离的热解油与旋风分离的热解油全部汇集到回流器，再经U型液封回流管输送至布液盘，布液盘包括布气板、分液盖板，布气板上的喷嘴与分液盖板气孔一一对应，布液盘覆盖初级壳程下接管进口，热解气从布气板上的喷嘴喷出，经分液盖板气孔流出时引射热解油回流液混合并传质传热；链辊回转滚筒包括吹扫器、进料罩箱、筒体、链辊、托辊组件、驱动齿轮组件、出料罩箱、袋式捕集器、导流板，筒体由托辊组件承托，在驱动齿轮组件驱动下匀速回转，转速1.5～2.5r/min，筒体倾斜夹角1～2º，筒体首端、尾端分别伸入进料罩箱及出料罩箱，筒体与进料罩箱、出料罩箱设计有机械密封防止热解碳颗粒泄漏，筒体内自由放置一条链辊，链辊由多组冷硬铸铁辊筒联结而成，两两冷硬铸铁辊筒之间通过球铰、锚链连接，球铰、锚链外覆盖波纹管防止废钢丝侵入，链辊通过锚链固定在进料罩箱上，跟随筒体回转自由滚动，每组冷硬铸铁辊筒可独立工作，出现废钢丝聚集成团后其中一组冷硬铸铁辊筒无法紧贴筒体使两者工作面失效的状况下，不会影响相邻冷硬铸铁辊筒继续有效的工作，两两冷硬铸铁辊筒之间的空间可容纳废钢丝起到容屑槽的作用，使废钢丝不能积聚成团并持续向筒体尾端移动，吹扫器将惰性不凝气输入筒体，热解碳在冷硬铸铁辊筒与筒体之间的工作面碾压研磨形成的颗粒物随筒体回转上升扬起和下落沉降的过程中与惰性不凝气传质传热，当热解碳颗粒与废钢丝最后移动到筒体尾端时，设计在筒体尾端的导流板将热解碳颗粒与废钢丝扬起¾筒体高度抛落，利用链辊破碎研磨后热解碳颗粒与废钢丝的沉降速率的明显差别，在筒体通流的惰性不凝气将热解碳颗粒携带经出料罩箱送至袋式捕集器捕集，废钢丝落入出料罩箱内；循环流化床气流粉碎机包括气流粉碎器、循环流化床返料器；气流粉碎器包括压缩惰性不凝气喷嘴、混气锥、进口围壳、一级静叶栅、一级主动叶轮、一级差动叶轮、二级静叶栅、二级主动叶轮、二级差动叶轮、工作围壳、涡轮风扇、出口围壳、轴承箱、主动轴，料仓中的热解碳颗粒流动性较差，需要压缩惰性不凝气分散导入进口围壳，同时压缩惰性不凝气喷嘴引射的循环流化床返料器返回的粗热解碳颗粒经混气锥喷射到进口围壳与料仓中的热解碳颗粒混合，混合气流经进口围壳流道的导引均匀分布扑向一级静叶栅，一级静叶栅镶嵌紧固在工作围壳内，混合气流通过一级静叶栅窄喉处后，混合气流加速至超音速，此时一级主动叶轮、一级差动叶轮在主动轴驱动下高速旋转，对混合气流做功增压的同时其流道导引气流反复转折、持续冲击、压缩碰撞，热解碳颗粒在高速气流引导下相互碰撞、摩擦、剪切破碎为超细颗粒，一级主动叶轮、一级差动叶轮叶根气流冲角相差1～2º，除了增加气流转折强度外，保持动平衡、降低主动轴振动与提高轴承箱使用寿命也是考虑因素，一级主动叶轮、一级差动叶轮设计有通流孔供混合气流通流，二级静叶栅、二级主动叶轮、二级差动叶轮工作原理同上，出口围壳内设计有涡轮风扇，将混合气流排向循环流化床返料器；循环流化床返料器包括循环流化床体、振动式袋滤器、立管、U型返料弯管、风帽、流化风室，循环流化床体对输入混合气流起扩压匀速的作用，混合气流经循环流化床体进入振动式袋滤器后，合格的超细热解碳颗粒随混合气流滤过后捕集归仓，不合格的粗热解碳颗粒落入立管内堆积一定高度形成料柱，立管内粗热解碳颗粒料柱形成的静压力驱动其通过U型返料弯管输往混气锥，料柱堆积越高移动的速度越快，使得立管内粗热解碳颗粒收纳排出量两者实现平衡，料柱保持一定高度并形成料封，从出口围壳侧支路引出的流化风经流化风室、风帽对粗热解碳颗粒实施分散流化，并持续将粗热解碳颗粒经U型返料弯管输送到混气锥；造粒流化床包括集气室、旋风分离器组、流化床体、Y型返料器、蜗壳入口、出料弯管、干燥室、脉冲布袋收尘器、壁流器，流化惰性尾气携带热解炭黑颗粒从蜗壳入口高速进入流化床体，出口速度20～25m/s，受离心力的作用，热解炭黑颗粒被甩往流化床体壁，并随流化惰性尾气风带螺旋上升；壁流器包括环形流道、喷孔、输水环管，麦芽糖糊精水溶液经输水环管后进入流道变窄的环形流道，流速急剧增加，为防止高速水流冲刷损坏流道，流道设计为环形，高速水流经喷孔自上而下紧贴流化床体壁喷出，湿润并冲刷流化床体壁，及时清理粘附沉积层，热解炭黑颗粒沿流化床体壁螺旋上升的过程中被麦芽糖糊精水溶液湿润集聚成团，并在离心力的作用下沿流化床体壁滚圆，从流化惰性尾气流横截断面来观察，流化惰性尾气流形成圆周外围流速快、中心流速慢，外围较中心压力大的特征，驱使不断长大和滚圆的热解炭黑颗粒在摩擦碰撞中失去动能向中心聚集，流化惰性尾气与热解炭黑颗粒分离排向旋风分离器组，在这里流化惰性尾气与热解炭黑细粉再次分离，流化惰性尾气经集气室排放，细粉经Y型返料器返回流化床体继续造粒；热解炭黑颗粒滚圆直径长大到沉降速度超过流化惰性尾气流通流速度后，在重力的作用下经出料弯管落入干燥室，干燥惰性尾气从干燥室底部侧支管进入对热解炭黑颗粒加热烘干，由于出料弯管中的热解炭黑成品颗粒形成料封，干燥惰性尾气不会经出料弯管窜出影响流化床体气流运动环境，完成干燥工艺过程排放的干燥惰性尾气与集气室排放的流化惰性尾气一同混合共同排往脉冲布袋收尘器，为防止冷凝水与炭黑堵塞布袋，利用干燥惰性尾气余热加热流化惰性尾气，保持脉冲布袋收尘器工作温度在110℃以上，脉冲布袋收尘器收集的炭黑细粉回收利用。

2.根据权利要求1所述的废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：所述回转耙辊体外表面类螺旋线排布耙钉，通过调整耙钉与回转耙辊体断面的夹角，¾数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向下的推力，¼数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向上的推力，耙钉对胶块施加向下的推力帮助沥青胶状物与钢丝团顺利出料，两种耙钉的合力对胶块形成搓切作用，搓碎热解碳硬壳使胶块继续热解，同时搅动胶块堆积层形成空隙，热解油气能够从堆积层空隙逸出，热解油气向上流动的过程中与胶块传质传热，这种气液固传质传热效率远远超过回转耙辊体与胶块固固传导热效率。

3.根据权利要求1所述的废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：所述回转耙辊体内两端安装有十字支撑架，十字支撑架通过管轴将螺旋叶片固定，高温烟气沿螺旋叶片形成的通道螺旋上升，均匀加热回转耙辊体，避免高温烟气无法流经回转耙辊体死角造成鼓包的问题。

4.根据权利要求1所述的废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：所述惰性尾气是回收利用热解气燃烧窑炉输出高温烟气经立式热解塔体、回转耙辊换热后的排放废气，氧含量已经降为3%以下。

5.根据权利要求1所述的废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：回转耙辊辊面的耙钉对胶块施加向下的推力帮助沥青胶状物与钢丝团向下移动，耙钉对胶块形成搓切作用，搓碎热解碳硬壳使胶块充分完成热解过程形成热解炭，为使热解炭与钢丝团能够从回转耙辊与立式热解塔体间的环形反应室顺利向下移动出料，应配合环形反应室设计W形的出料盘体承接热解炭与钢丝团，W形的出料盘体断面为马鞍状，其中心与回转耙辊固结并一同回转，外沿设计有环形深沟槽，从而使热解炭与钢丝团从环形反应室均匀的下落到出料盘体的环形深沟槽内。

6.根据权利要求1所述的废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：水箱中的冷却水通过水冷排管下降注入静环摩擦副和螺旋弹簧压紧装置，使静环摩擦副和螺旋弹簧压紧装置冷却降温，楔型摩擦环内设计有压注水道、排汽孔，通过水泵将冷却水压注入到摩擦副的密封面上起润滑作用的同时产生的蒸汽形成惰性气体保护，压注水道注入的冷却水受热产生的水汽混合物从排汽孔经交叠叶片弹簧的板片间隙上升排至水箱，由水箱、水冷排管、静环摩擦副、板片间隙通道形成自然水循环回路。

7.根据权利要求1所述的废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：所述交叠叶片弹簧包括内圈、外圈、板片，由40～200片规格相同的矩形板片绕内圈圆作类渐开线均匀排布，每一板片均设计有联系孔，通过铰链串成两两叠压栅板幕带，内圈三等分紧贴固定在楔型摩擦环的外圆壁上。

8.根据权利要求1所述的废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：外圈与内圈同心将板片组成的栅板幕带约束在两者间的圆环内，相邻的两片板片依序叠压，前一板片的尾端部作为后一板片的支点，后一板片绕支点产生弯曲变形而起弹簧作用，每一板片弹性变形的方向指向圆心。

9.根据权利要求1所述的废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：交叠叶片弹簧能够通过改变板片的宽度、板片尾端部厚度调整密封摩擦副的径向补偿量，该径向补偿量接近内圈与外圈间距扣减板片尾端厚度的值，有利于工作空间有限的径向补偿。

10.根据权利要求1所述的废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：水循环回路包括锅筒、联箱、下降管、上升管，冷却水从联箱输注，经初级管程下接管、次级管程下接管流经上升管与壳程的热解油气换热生成蒸汽与水混合物，再经初级管程上接管、次级管程上接管注入锅筒实现蒸汽与水分离，水从下降管返回联箱，完成水自然循环的同时生产出工作蒸汽备用。

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