CN113122025A - 一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺及其设备，采用绝氧裂解的处理方式来处理纺织废料或服装边角料，作为一种全新的处理方式，高温绝氧裂解是无害、无味、无残余的垃圾终极处理新方法，节能减排效果好，属于典型的循环经济模式。垃圾绝氧裂解产生的热量利用率达80％以上，碳黑可做骨料，可用做生产建筑材料的原料，资源化程度高,绝氧裂解炉内燃烧稳定、垃圾焚化彻底、废热可以回收。可最大限度地节约因处理垃圾而占用的土地。

Description

一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺及其设备
技术领域
本发明涉及环保领域，具体为一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺及其设备。
背景技术
在纺织服装行业的生产过程中，常常会有许多纺织废料或者服装边角料产生，这种废料或边角料无法通过常规手段进行回收利用，热解是一种传统的生产工艺，大量应用于木材、煤碳、重油、油母页岩等燃料的加工处理，已经有了非常悠久的历史。70年代初期，热解被应用于城市固体废物，固体废物经过这种热解处理后不但可以得到便于储存和运输的燃料和化学产品，而且在高温条件下所得到的碳渣还会与物料中某些无机物与重金属成分构成硬而脆的惰性固态产物，使其后续的填埋处置作业可以更为安全和便利地进行，随着现代工业的发展，热解处理已经成为了一种有发展前景的废物处理方法之一。
因此对于纺织废料或者服装边角料这类化纤类废物，目前正在探寻对其进行热解回收的可能性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺，包括以下步骤：
S1备料：收集纺织废料或服装边角料，打理干净；
S2开松，将纺织废料和服装边角料利用开松机开松成短纤维；
S3烘干，通过引风机引入热风对短纤维进行加热烘干；
S4绝氧裂解，将短纤维加入到裂解炉中，利用裂解炉对短纤维进行绝氧裂解；
S5出碳，将裂解得到的碳块降温输出并收集；
S6粉碎，将收集到的块状碳块磨碎成碳粉；
S7提炼，用气象法提炼成碳黑。
作为本发明的一种优选实施方式，S4绝氧裂解的过程分为4个阶段，第一阶段为绝氧裂解炉进料后的首段，温度240-260℃，短纤维在这个阶段主要是预热升温，第二阶段为绝氧裂解炉中间段，温度360-380℃，该段主要是短纤维气化，产生大量的可燃气体，废弃有机物在这个阶段开始初步表面绝氧裂解，第三阶段为绝氧裂解炉的尾段，该段温度约420-450℃，此阶段为深度绝氧裂解段，第四阶段为伴随降温的完全绝氧裂解段。
作为本发明的一种优选实施方式，S2烘干步骤将短纤维加热到80-90℃，且含水量低于0.1％。
作为本发明的一种优选实施方式，S5出碳过程采用螺旋出料机出料并做密封处理。
作为本发明的一种优选实施方式，S6粉碎步骤中利用球磨机进行球磨粉碎。
作为本发明的一种优选实施方式，S7提炼过程中，采用气相水解的方式，水解时火焰温度＞1000℃，并经过凝聚、分离、脱酸、筛选的精制过程生产而成。
为实现上述的纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺的绝氧裂解步骤，设计有如下的配合设备，一种纺织废料绝氧裂解碳化设备，包括破碎机、烘干机、裂解炉、碳渣收集装置，其中破碎机与烘干机之间通过螺旋进料机连接，烘干机上设有引风机及热风输入管道，裂解炉为横置筒状，裂解炉内部分为若干段不同加热温度的区域，裂解炉连接碳渣收集装置，碳渣收集装置包括碳渣水冷装置和密闭出渣机、碳渣周转箱，裂解炉上连有螺旋除尘器，螺旋除尘器连接油类收集盒，油类收集盒中填充吸油毛毡，油类收集盒分为两个出口，其中一个出口为回气出口，连接至裂解炉的加热炉膛，另一出口为集液出口。
作为本发明的一种优选实施方式，油类收集盒与加热炉膛之间设有单向阀，单向阀的开启方向为从油类收集盒到加热炉膛方向开启。
作为本发明的一种优选实施方式，碳渣水冷装置为水塔水循环冷却装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：采用绝氧裂解的处理方式来处理纺织废料或服装边角料，作为一种全新的处理方式，高温绝氧裂解比焚烧发电更为科学、有效，可以说是无害、无味、无残余的垃圾终极处理新方法。相比其他垃圾处理方式，节能减排效果好，属于典型的循环经济模式。对垃圾适应性好，城市生活垃圾不需严格的筛选、分拣，裂解过程中大大减少了二噁英等有害物质的生成，污染物少，环保高温绝氧裂解机内温度高，二噁英能够完全被分解，垃圾绝氧裂解产生的热量利用率达80％以上，碳黑可做骨料，可用做生产建筑材料的原料，资源化程度高,绝氧裂解炉内燃烧稳定、垃圾焚化彻底、废热可以回收。可最大限度地节约因处理垃圾而占用的土地。且本发明中的工艺可以实现流水线生产，生产工艺弹性较大，可以不同类别的纺织废料。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种废弃有机物绝氧裂解碳化设备的整体结构图；
图2为本发明一种废弃有机物绝氧裂解碳化设备的碳渣收集装置放大示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1，本发明提供一种技术方案：一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺，包括以下步骤：
S1备料：收集纺织废料或服装边角料，打理干净；
S2开松，将纺织废料和服装边角料利用开松机开松成短纤维；
S3烘干，通过引风机引入热风对短纤维进行加热烘干；
S4绝氧裂解，将短纤维加入到裂解炉中，利用裂解炉对短纤维进行绝氧裂解；
S5出碳，将裂解得到的碳块降温输出并收集；
S6粉碎，将收集到的块状碳块磨碎成碳粉；
S7提炼，用气象法提炼成碳黑。
整个工艺流程可在流水线上连续生产，开创了纺织废料或服装边角料等化纤材料回收再造碳黑的全新工艺。
其中，S4绝氧裂解的过程包括以下实施例，实施例1，分为4个阶段，第一阶段为绝氧裂解炉进料后的首段，温度240℃，短纤维在这个阶段主要是预热升温，第二阶段为绝氧裂解炉中间段，温度360℃，该段主要是短纤维气化，产生大量的可燃气体，废弃有机物在这个阶段开始初步表面绝氧裂解，第三阶段为绝氧裂解炉的尾段，该段温度约420℃，此阶段为深度绝氧裂解段，第四阶段为伴随降温的完全绝氧裂解段，该实施例为适用于纺织废料或服装边角料中化纤含量较少，化纤分子的分子量较小的情况。
实施例2，分为4个阶段，第一阶段为绝氧裂解炉进料后的首段，温度250℃，短纤维在这个阶段主要是预热升温，第二阶段为绝氧裂解炉中间段，温度370℃，该段主要是短纤维气化，产生大量的可燃气体，废弃有机物在这个阶段开始初步表面绝氧裂解，第三阶段为绝氧裂解炉的尾段，该段温度约430℃，此阶段为深度绝氧裂解段，第四阶段为伴随降温的完全绝氧裂解段，该实施例为适用于纺织废料或服装边角料中化纤含量适中，化纤分子的分子量中等的情况。
实施例3，分为4个阶段，第一阶段为绝氧裂解炉进料后的首段，温度260℃，短纤维在这个阶段主要是预热升温，第二阶段为绝氧裂解炉中间段，温度380℃，该段主要是短纤维气化，产生大量的可燃气体，废弃有机物在这个阶段开始初步表面绝氧裂解，第三阶段为绝氧裂解炉的尾段，该段温度约450℃，此阶段为深度绝氧裂解段，第四阶段为伴随降温的完全绝氧裂解段，该实施例为适用于纺织废料或服装边角料中化纤含量较高，化纤分子的分子量较大的情况。
S2烘干步骤将短纤维加热到80-90℃，且含水量低于0.1％，过多的水分会在裂解过程中在裂解炉内气化，影响裂解的进行。
S5出碳过程采用螺旋出料机出料并做密封处理，防止碳灰外泄造成环境污染。
S6粉碎步骤中利用球磨机进行球磨粉碎，球磨的精度较高，所得粉末更细更均匀。
S7提炼过程中，采用气相水解的方式，水解时火焰温度＞1000℃，并经过凝聚、分离、脱酸、筛选的精制过程生产而成，气象法所提取的碳黑在分散性、触变性等性能上具有优势。
实施例4，参考图1和图2，一种纺织废料绝氧裂解碳化设备，用于完成纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺的绝氧裂解步骤，包括破碎机1、烘干机2、裂解炉3、碳渣收集装置4，其中破碎机1与烘干机2之间通过螺旋进料机5连接，烘干机2上设有引风机6及热风输入管道7，裂解炉3为横置筒状，裂解炉3内部分为若干段不同加热温度的区域，裂解炉3连接碳渣收集装置4，碳渣收集装置4包括碳渣水冷装置41和密闭出渣机42、碳渣周转箱43，裂解炉3上连有螺旋除尘器8，螺旋除尘器8连接油类收集盒9，油类收集盒9中填充吸油毛毡，油类收集盒9分为两个出口，其中一个出口为回气出口10，连接至裂解炉3的加热炉膛31，另一出口为集液出口11。
油类收集盒9与加热炉膛31之间设有单向阀12，单向阀12的开启方向为从油类收集盒9到加热炉膛31方向开启，能防止异物进入加热炉膛31，起到保护作用。
碳渣水冷装置41为水塔水循环冷却装置，能做到持续的有效的循环水冷。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：采用绝氧裂解的处理方式来处理纺织废料或服装边角料，作为一种全新的处理方式，高温绝氧裂解比焚烧发电更为科学、有效，可以说是无害、无味、无残余的垃圾终极处理新方法。相比其他垃圾处理方式，节能减排效果好，属于典型的循环经济模式。对垃圾适应性好，城市生活垃圾不需严格的筛选、分拣，裂解过程中大大减少了二噁英等有害物质的生成，污染物少，环保高温绝氧裂解机内温度高，二噁英能够完全被分解，垃圾绝氧裂解产生的热量利用率达80％以上，碳黑可做骨料，可用做生产建筑材料的原料，资源化程度高,绝氧裂解炉内燃烧稳定、垃圾焚化彻底、废热可以回收。可最大限度地节约因处理垃圾而占用的土地。且本发明中的工艺可以实现流水线生产，生产工艺弹性较大，可以不同类别的纺织废料。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1备料：收集纺织废料或服装边角料，打理干净；
S2开松，将纺织废料和服装边角料利用开松机开松成短纤维；
S3烘干，通过引风机引入热风对短纤维进行加热烘干；
S4绝氧裂解，将短纤维加入到裂解炉中，利用裂解炉对短纤维进行绝氧裂解；
S5出碳，将裂解得到的碳块降温输出并收集；
S6粉碎，将收集到的块状碳块磨碎成碳粉；
S7提炼，用气象法提炼成碳黑。
2.根据权利要求1所述的一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺，其特征在于：所述S4绝氧裂解的过程分为4个阶段，第一阶段为绝氧裂解炉进料后的首段，温度240-260℃，短纤维在这个阶段主要是预热升温，第二阶段为绝氧裂解炉中间段，温度360-380℃，该段主要是短纤维气化，产生大量的可燃气体，废弃有机物在这个阶段开始初步表面绝氧裂解，第三阶段为绝氧裂解炉的尾段，该段温度约420-450℃，此阶段为深度绝氧裂解段，第四阶段为伴随降温的完全绝氧裂解段。
3.根据权利要求1所述的一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺，其特征在于：所述S2烘干步骤将短纤维加热到80-90℃，且含水量低于0.1％。
4.根据权利要求1所述的一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺，其特征在于：所述S5出碳过程采用螺旋出料机出料并做密封处理。
5.根据权利要求1所述的一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺，其特征在于：所述S6粉碎步骤中利用球磨机进行球磨粉碎。
6.根据权利要求1所述的一种纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺，其特征在于：所述S7提炼过程中，采用气相水解的方式，水解时火焰温度＞1000℃，并经过凝聚、分离、脱酸、筛选的精制过程生产而成。
7.一种纺织废料绝氧裂解碳化设备，用于完成权利要求1中所述的纺织废料绝氧裂解制造碳黑的工艺的绝氧裂解步骤，其特征在于：包括破碎机(1)、烘干机(2)、裂解炉(3)、碳渣收集装置(4)，其中破碎机(1)与烘干机(2)之间通过螺旋进料机(5)连接，所述烘干机(2)上设有引风机(6)及热风输入管道(7)，所述裂解炉(3)为横置筒状，所述裂解炉(3)内部分为若干段不同加热温度的区域，所述裂解炉(3)连接碳渣收集装置(4)，所述碳渣收集装置(4)包括碳渣水冷装置(41)和密闭出渣机(42)、碳渣周转箱(43)，所述裂解炉(3)上连有螺旋除尘器(8)，所述螺旋除尘器(8)连接油类收集盒(9)，所述油类收集盒(9)中填充吸油毛毡，所述油类收集盒(9)分为两个出口，其中一个出口为回气出口(10)，连接至所述裂解炉(3)的加热炉膛(31)，另一出口为集液出口(11)。
8.根据权利要求1所述的一种纺织废料绝氧裂解碳化设备，其特征在于：所述油类收集盒(9)与加热炉膛(31)之间设有单向阀(12)，所述单向阀(12)的开启方向为从所述油类收集盒(9)到加热炉膛(31)方向开启。
9.根据权利要求1所述的一种纺织废料绝氧裂解碳化设备，其特征在于：所述碳渣水冷装置(41)为水塔水循环冷却装置。
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