CN1944581A - 一种采用燃气窑炉连续化热解废轮胎的方法 - Google Patents
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Abstract
一种采用燃气窑炉连续化热解废轮胎的方法，属于固体废弃物特别是废弃轮胎的处理方法技术领域。废轮胎经清洗、晾干后放入推板上的热解容器内，加入催化剂，由液压推动装置经密封舱推入隧道窑炉内，推板在辊棒上运动，热解完全后由液压推动装置推出密封舱；热解产生的气态产物由炉顶抽出，经冷凝器冷凝得到液体为混合燃料油；气态产物为可燃气体，返回窑炉燃烧作为热解热源；热解后热解容器内所剩热解炭渣，可用来制备碳黑填料等。本发明采用燃气推板式隧道窑炉为裂解装置，可连续操作，操作弹性高，处理量大，可实现高度自动化；除少量电力外，没有其它的能源消耗；前处理过程无能耗，工艺简单，经济性好；可扩展用来处理其他固体废弃物。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用燃气窑炉连续化热解废轮胎的方法，属于固体废弃物特别是废弃轮胎的处理方法技术领域。
背景技术
随着社会的发展，轮胎等橡胶制品的消耗量逐年增加。与此同时，废轮胎的大量废弃给环境带来了巨大的压力。2004年，中国橡胶消费量达420万吨，连续三年成为世界橡胶消费第一大国。而橡胶消费总量的近70％用于生产轮胎，2004年，中国轮胎产量为2.39亿条。与此同时，废旧轮胎产生量急剧增长，已超过1.12亿条。预计到2010年，我国废旧轮胎的产生量将达到2亿多条。我国目前仍以高能耗、高污染的再生胶(发达国家已不再采用)处理方式为主。
轮胎的主要化学成分是天然橡胶和合成橡胶，除此以外，轮胎还含有许多其他物质，包括苯乙烯、丁二烯、共聚物、叮基、异氧聚丁二烯、钢丝、玻璃纤维、尼龙、人造纤维、聚酯、锌氧化物、硬脂酸、硫磺、色素及碳黑等。由于聚合材料不容易分解，废轮胎的合理处置已经成为一个迫切的全球性环境问题。热解不仅能源回收率高，而且可以回收高附加值的产物，被认为是较有前途的废轮胎处理方法。
废轮胎热解技术在我国的研究和开发迅速发展。如颜金晴公布的废轮胎处理装置发明专利(CN1186014A，1998)采用了辗碎机构，将废轮胎辗碎后在封闭炉内热解；田余宽公布的废轮胎高温塑解裂化装置实用新型专利(CN2370009Y，2000)给出了一种废轮胎裂触装置，采用整胎进料，间歇操作，反应器底部设燃烧室，用外加燃料加热热解；牛斌公布的废轮胎热裂解反应器实用新型专利(CN2775056Y，2006)采用废轮胎碎块连续进料，热管加热；董根全等公布的废轮胎制汽柴油和碳黑的方法及其装置发明专利(CN1208742A，1999)采用了废轮胎碎块连续进料，螺杆推进出料；蒋家羚等公布的废轮胎综合利用热裂解工业装置实用新型专利(CN2550368Y，2003)采用连续废轮胎碎块进料、设有刮料搅拌装置的热解装置；王林生公布的改良的废轮胎热裂解装置实用新型专利(CN2591 041Y，2003)采用间歇操作，废轮胎进料块可稍大，热解渣用水降温；邓健郎等公布的间歇连续式回收废轮胎以提炼活性碳的方法和装置发明专利(CN121294 9A，1999)采用连续废轮胎碎块进料；金红卫公布的利用废轮胎生产柴油的方法发明专利(CN1376763A，2002)采用加热蒸馏废轮胎，后处理后得到轻质柴油；赵贵兵等公布的内热式废轮胎热解反应器实用新型专利(CN2422285Y，2001)采用内热式、带搅拌反应器，废轮胎碎块连续进料；本特-斯蒂勒，叶绍格公布的通过在热解反应器中热解从优选废轮胎形式的聚合物中回收碳和烃混合物的方法发明专利(CN1320147A，2001)采用废轮胎碎块连续进料，热解气回炉循环；毕继成等公布的一种废轮胎降解制油的方法发明专利(CN1424380A，2003)采用高压水热解废轮胎，间歇操作；邢力公布的一种用废轮胎和或有机废弃物制取烃油的设备实用新型专利(CN2397116Y，2000)由卧式转筒反应器和烃油收集装置组成，间歇操作，碎块进料；任群子等公布的用废塑料、废轮胎常压制作汽油、柴油的设备发明专利(CN1366020A，2002)采用间歇操作，碎块进料；蒋家羚等公布的用于废轮胎裂解回收工业碳黑和燃料油的立式裂解塔发明专利(CN1391088A，2003)采用废轮胎碎块连续进料，热解装置设有刮料搅拌装置。
由上可见，目前废轮胎热解技术基本上都是废轮胎碎片进料，这就要求在原料处理时，先要把废轮胎进行粉碎，而轮胎作为一种弹性体，粉碎十分困难，而且能耗非常巨大；还有一大部分的技术采用间歇操作，处理能力小，效率不高，容易产生二次污染；而采用连续操作的技术，为防止结焦，都需要采用搅拌、螺旋等装置，来不断清理结焦，这就造成反应器结构复杂，比较难于实现密封；热解过程热源的提供大部分是需要外部的能源，不但成本较高，还易造成新的污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种整胎进料、连续化、节能的废轮胎热解制备燃料油和碳黑填料的方法。
热解装置采用燃气推板式隧道窑炉，废轮胎经清洗、晾干后，一般不需粉碎(普通小车轮胎不需切割，重型载重车轮胎视具体尺寸切割成几块)，将废轮胎放入推板上的热解容器内，加入催化剂，由液压推动装置经密封舱推入隧道窑炉内，在微负压状态，热解容器随所放置推板在后续推板的推动下，在辊棒上匀速运动，热解完全后，由液压推动装置推出密封舱。热解产生的气态产物由炉顶抽出，经冷凝器冷凝得到液态和气态产物，液体即为混合燃料油，可继续加工分馏出汽油、柴油等油品，不凝气态产物为可燃气体，返回窑炉燃烧作为热解的热源。热解后热解容器内所剩热解炭渣，可用来制备碳黑填料或者活化制备活性炭。
本发明采用的新型热解装置、进料模式、热解热源与前述专利均有不同。
一种采用燃气窑炉连续化热解废轮胎的方法，它包括以下步骤：
(1)废轮胎经清洗、晾干后，径向简单切割(普通小车轮胎不需切割，重型载重车轮胎视具体尺寸切割成几块)；
(2)将处理后废轮胎放入热解容器(303)，同时在热解容器内加入催化剂，催化剂可为云母、氧化钙等。将热解容器放置在推板(103)上，由液压推动装置(101)经进料密封舱(102)推入炉体(105)内；
(3)炉膛(302)内由两端密封舱(102，106)保证密封，并保持微负压状态，热解容器(303)随所放置推板在后续推板的推动下，在辊棒(104)上匀速运动，经预热段(201)预热(80～250℃)、热解段(202)热解(250～550℃)、冷却段(203)冷却(550～100℃)后，由液压推动装置(101)推出出料密封舱(106)，热解时间即停留时间为1～4h，并可由推板速度、炉长进行调节。
(4)在热解段窑炉顶部设有引风装置，将热解产生的气态产物抽出，经冷凝器得到液态和气态产物，液体即为混合燃料油，可继续加工分馏出汽油、柴油等油品，不凝气态产物为可燃气体，返回窑炉燃烧作为热源。
(5)热解后热解容器内所剩热解炭渣，经冷却段到100℃以下后出料，可用来制备碳黑填料或者活化制备活性炭。
如上所述炉膛内的密封由两端密封舱实现。
如上所述热解时间可在1～4h调节。
热解热源为热解过程所产生的不凝可燃气体。
本发明采用推板式隧道窑炉对废轮胎进行连续化热解。预热段、热解段、冷却段各区段长度可由所需停留时间与推板尺寸决定。通过调节推板速度，可以在1～4h内调节热解时间。热解可以采用底部和两侧加热方式。窑炉连续运转后，可调节热解温度及热解时间，通过物料平衡计算，实现由自身产生的不凝可燃气体燃烧提供热源，而无需其它能源。窑炉炉膛内由两端密封舱保证密封，并保持微负压状态。
本发明的特点
1.采用燃气推板式隧道窑炉为裂解装置，连续操作，操作弹性高，处理量大，可实现高度自动化；
2.全过程无污染，热解热源为热解过程所产生的不凝可燃气体。除少量电力外，没有其它的能源消耗；
3.进料采用普通轮胎整胎进料，前处理过程无能耗，工艺简单，经济性好；
4.也可扩展用来处理其他的固体废弃物，推广前景广阔。
附图说明
图1为本发明热解装置的俯视图；
图2为本发明热解炉纵向剖视图(A-A)；
图3为本发明热解炉热解段横向剖视图(B-B)；
图中标号说明如下：
101液压推动装置 102进料密封舱
103推板 104辊棒
105炉体 106出料密封舱
201预热段 202热解段
203冷却段
301炉顶出气管 302炉膛
303热解容器 304耐火材料
305燃烧室
具体实施方式
下面结合附图说明本发明。
图1为本发明热解装置的俯视图，其中，101液压推动装置，102进料密封舱，103推板104辊棒，105炉体，106出料密封舱；
图2为本发明热解炉纵向剖视图(A-A)，其中，201预热段，202热解段，203冷却段。
图3为本发明热解炉热解段横向剖视图(B-B)；其中，301炉顶出气管，302炉膛，303热解容器，304耐火材料，305燃烧室。
实施例1：
普通轿车废轮胎经清洗、晾干后，码放入热解容器(303)，同时加入催化剂云母，放置在推板(103)上，由液压推动装置(101)经进料密封舱(102)推入炉体(105)内；在微负压状态，热解容器随所放置推板在后续推板的推动下，在辊棒(104)上匀速运动，经预热段(201)预热(200℃)、热解段(202)热解(450℃)、冷却段(203)冷却(100℃)后，停留时间为3.5h，由液压推动装置(101)推出出料密封舱(106)。产气率17％，其中85％用于窑炉加热，产油率45％，热解炭产率38％，出料温度90℃。
实施例2：
普通轿车废轮胎经清洗、晾干后，码放入热解容器(303)，同时加入催化剂云母，放置在推板(103)上，由液压推动装置(101)经进料密封舱(102)推入炉体(105)内；在微负压状态，热解容器随所放置推板在后续推板的推动下，在辊棒(104)上匀速运动，经预热段(201)预热(250℃)、热解段(202)热解(550℃)、冷却段(203)冷却(100℃)后，停留时间为3.5h，由液压推动装置(101)推出出料密封舱(106)。产气率19％，其中89％用于窑炉加热，产油率49％，热解炭产率34％，出料温度95℃。
以上所述，仅为本发明的两个较好的可行实施例，不限制本发明的保护范围，凡是领域内的技术人员运用本发明说明书及申请专利范围所作的等效结构、条件变化，理应包括于本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1、一种采用燃气窑炉连续化热解废轮胎的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)废轮胎经清洗、晾干后，径向简单切割处理；普通小车轮胎不需切割；
(2)将步骤(1)处理后的废轮胎放入热解容器(303)，同时在热解容器(303)内加入催化剂；将热解容器(303)放置在推板(103)上，由液压推动装置(101)经进料密封舱(102)推入炉体(105)内；
(3)炉膛(302)由两端密封舱(102，106)密封，并保持微负压状态，热解容器(303)随所放置推板在后续推板的推动下，在辊棒(104)上运动，经预热段(201)预热、热解段(202)热解、冷却段(203)冷却后，由液压推动装置(101)推出出料密封舱(106)，
预热段(201)预热温度为80～250℃，热解段(202)热解温度为250～550℃，冷却段(203)冷却温度为550～100℃；热解时间即停留时间为1～4小时；
(4)热解段窑炉顶部的引风装置将热解产生的气态产物抽出，经冷凝器得到液态和气态产物，液体即为混合燃料油，可继续加工分馏出汽油、柴油等油品，不凝气态产物返回窑炉燃烧作为热源；
(5)热解后热解容器内所剩热解炭渣，经冷却段到100℃以下后出料，可用来制备碳黑填料或者活化制备活性炭。
2、根据权利要求1所述的一种采用燃气窑炉连续化热解废轮胎的方法，其特征在于，所述催化剂为云母或氧化钙。
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| CN 200610114090 CN1944581A (zh) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | 一种采用燃气窑炉连续化热解废轮胎的方法 |
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| CN 200610114090 Pending CN1944581A (zh) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | 一种采用燃气窑炉连续化热解废轮胎的方法 |
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| CN (1) | CN1944581A (zh) |
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-
2006
- 2006-10-27 CN CN 200610114090 patent/CN1944581A/zh active Pending
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