CN1952045A - 废旧钢丝胎料块连续热裂解的卧式回转圆筒结构裂解炉 - Google Patents

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本发明公开了一种废旧钢丝胎料块连续热裂解的卧式回转圆筒结构裂解炉。圆柱外筒设有下烟道气进口和上烟道气出口，内装有传动系统驱动的回转动内筒，动内筒一端与变螺距的轮胎螺旋进料器相连，另一端与静止的裂解产物集箱相连，裂解产物集箱上部设有气态裂解产物出口，下部设有固态裂解产物出口，并与螺旋出料器连接。通过螺旋进料器输送进动内筒的废轮胎料块，被内壁抄板反复抄起并推向出口。高温烟道气则在内外筒之间的螺旋形通道内逆流流动，轮胎料块在回转内筒里作轴向平动和周向转动的复合运动过程中，不断吸收高温烟道气通过筒壁传导的热量，完成裂解。其中气态产物通过上部管口被风机抽走，固态产物则通过下部管口经螺旋出料器排出。

Description

废旧钢丝胎料块连续热裂解的卧式回转圆筒结构裂解炉
技术领域
本发明涉及一种废旧钢丝胎料块连续热裂解的卧式回转圆筒结构裂解炉。
背景技术
随着汽车工业的飞速发展，每年报废轮胎的数量预计将以20％以上速度增长。这些废旧轮胎的大量露天堆积不仅占用耕地、滋生蚊虫、破坏景观，对环境造成“黑色污染”，而且埋下火灾隐患。废旧轮胎不易降解的特点使其不适合填埋处理；破碎和造粒方法由于低温运行能耗较大；焚烧方法则具有生成多环芳烃和煤烟等污染物的缺点。热裂解技术以其较低的污染排放和较高的资源、能源利用率而被认为是二十一世纪最具潜力的废旧轮胎资源化处理方式，它能将废旧轮胎完全热裂解为炭黑、燃料油和可燃气等有用产品。
热裂解设备是进行最终热解反应的场所，它的设计成功是整个工艺实现的关键所在。在国内外开发的热裂解反应器中，移动床、流化床、烧蚀床、回转窑等结构形式都被用于废旧轮胎的资源化回收处理。加拿大Laval大学的Roy教授课题组以最大限度回收热解油为目的，历经1kg/h间歇真空热解炉、15kg/h半连续式真空多膛炉，目前开发了50kg/h连续式真空移动床，其设备采用双层盘片卧式结构，具有安装方便、较易实现真空操作等优点，但由于其采用熔融盐作为传热介质，对运行操作要求很高，若生产过程发生断电等异常事故，熔融盐将发生冷却、凝固，导致整套设备报废。德国汉堡大学Kaminsky教授小组一直致力于高分子废物的流化床热解研究，开发了从0.06～3kg/h小试规模到30～120kg/h中试规模的流化床热解装置。该装置采用非接触间接加热方式，以氮气或高温循环烟气作流化介质，对轮胎料块大小要求严格，且混有流化介质的热解气热值较低，系统热损失相对较大。烧蚀床热解是一种很有前景的闪速热解工艺，它通过将废轮胎与灼热金属表面直接接触被“热熔化”或“热腐蚀”，从而达到快速加热并使料块热解的目的。加拿大BBC公司在烧蚀床热解方面的研究最具代表性，该公司目前已开发了10～50kg/h中试规模的连续烧蚀反应炉。它通过氮气携带使高温气相产物停留时间小于1秒，且直接接触加热，使设备的总体传质传热效率很高，但其要求轮胎料块尺寸为1～3mm，增加了前处理设备的投资和能耗。废旧轮胎回转窑热解技术较其他工艺研究更为广泛，典型装置有德国Kassel大学小试装置、意大利能源所40kg/h中试装置。连续式回转窑热解炉的优势在于对废轮胎料块破碎程度要求较低，且热解炭性质十分均匀。但回转窑也具有加热速率和有效热利用率低等缺点，同时由于反应器体积庞大，气相产物停留时间较长，造成最终热解油收率偏低。浙江大学化工机械研究所也成功开发了可连续运行的立式多层圆盘结构废旧轮胎裂解塔，回收得到了品质较为理想的炭黑、燃料油和可燃气产物。但该装置采用旋转耙叶推动料块移动，在轮胎料块较大、裂解钢丝较长情况下，极易出现钢丝缠绕结球堵塞通道的现象，因此只适合无钢丝轮胎料块和精细粉碎钢丝胎料块的热裂解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适于大尺寸的废旧钢丝胎料块连续热裂解的卧式回转圆筒结构裂解炉。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
它具有静止的圆柱外筒，圆柱外筒左右两端分别设有下烟道气进口和上烟道气出口，圆柱外筒内同轴装有回转的动内筒，动内筒与传动系统相连并驱动动内筒旋转，动内筒轴向一端与变螺距的轮胎螺旋进料器相连，另一端与静止的裂解产物集箱相连，裂解产物集箱上部设有气态裂解产物出口，下部设有固态裂解产物出口，并与螺旋出料器连接，圆柱外筒通过双鞍座支撑，动内筒通过滚轮支架支撑。
所述的回转动内筒的末端圆柱面均匀开有若干个等径圆孔，作为裂解产物的排出口，排出口与裂解产物集箱相连通；回转动内筒内壁环向交错焊有若干倾斜的搅拌抄板，与水平轴成倾角。
所述的静止圆柱外筒套在回转动内筒外部，内壁焊有螺旋带，与动内筒一起形成高温烟道气的通道；静外筒和动内筒之间采用三层动密封结构。
所述的裂解产物集箱是通过螺旋出料器支撑的扁圆柱箱，形成回转动内筒与气态裂解产物出口和固态裂解产物出口衔接的缓冲区；裂解产物集箱与动内筒之间采用三层动密封结构。
本发明与背景技术相比具有的有益效果是：
(1)能量利用合理：该裂解炉采用自身裂解不凝气的燃烧产物作为高温加热介质，实现了系统能量的自给自足。同时采用逆流加热，烟道气高温区刚好为废旧轮胎料块裂解反应区，能保证裂解反应的快速充分进行；
(2)传热效率高：回转动内筒的内壁焊有带倾角的抄板，它们在将轮胎料块从入口推向出口的同时，也不断将它们抄起，起到强化传热的作用。同时内外筒之间的螺旋形通道，增加了高温烟道气的湍动程度，提高了对流传热系数。此外，采用间接加热方式，高温烟道气与轮胎料块不直接接触，这样被气态裂解产物带走的热量就少，系统热有效利用率高；
(3)工作效率高：该设备连续进出料，能长期安全稳定的连续运行；
(4)运行成本低：轮胎料块在该回转圆筒结构裂解炉中宏观上作平动运动，可避免大尺寸裂解钢丝的缠绕结球，因此常规粉碎得到的20～30mm轮胎料块即能充分裂解，减少了前处理的费用。同时利用用自身裂解产生的不凝气燃烧产物作为高温加热介质，也大大降低了系统运行的成本。
附图说明
附图是废旧钢丝胎料块连续热裂解的卧式回转圆筒结构裂解炉的结构示意图。
图中：1、螺旋进料器，2、动内筒，3、上烟道气出口，4、圆柱外筒，5、气态裂解产物出口，6、裂解产物集箱，7、螺旋出料器，8、固态裂解产物出口，9、传动系统，10、下烟道气进口，11、双鞍座，12、滚轮支架，13、搅拌抄板，14、螺旋带。
具体实施方式
如附图所示，本发明它具有静止的圆柱外筒4，圆柱外筒4左右两端分别设有下烟道气进口10和上烟道气出口3，圆柱外筒4内同轴装有回转的动内筒2，动内筒2与传动系统9相连并驱动动内筒2旋转，动内筒2轴向一端与变螺距的轮胎螺旋进料器1相连，另一端与静止的裂解产物集箱6相连，裂解产物集箱6上部设有气态裂解产物出口5，下部设有固态裂解产物出口8，并与螺旋出料器7连接，圆柱外筒4通过双鞍座11支撑，动内筒2通过滚轮支架12支撑。
所述的回转动内筒2的末端圆柱面均匀开有若干个等径圆孔，作为裂解产物的排出口，排出口与裂解产物集箱6相连通；回转动内筒2内壁环向交错焊有若干倾斜的搅拌抄板，与水平轴成倾角。
所述的静止圆柱外筒4套在回转动内筒2外部，内壁焊有螺旋带14，与动内筒2一起形成高温烟道气的通道；静外筒4和动内筒2之间采用三层动密封结构，防止烟道气泄漏。。
所述的裂解产物集箱6是通过螺旋出料器7支撑的扁圆柱箱，形成回转动内筒2与气态裂解产物出口5和固态裂解产物出口8衔接的缓冲区；裂解产物集箱6与动内筒2之间采用三层动密封结构，防止气态裂解产物泄漏。
工作过程中，大尺寸(20～30mm)废轮胎料块通过螺旋进料器1输送进入回转动内筒2。回转动内筒2缓慢旋转，轮胎料块在内壁搅拌抄板13的作用下，反复被抄起和散落，同时由于搅拌抄板13与水平轴线成一定倾角，因此能将料块从入口推向出口。高温烟道气则在内外筒之间的螺旋形通道内逆流流动，轮胎料块在回转内筒2里作轴向平动和周向转动的复合运动过程中，不断吸收高温烟道气通过筒壁传导的热量，最终完成裂解。裂解产物通过回转动内筒2末端的径向孔汇集进入产物集箱6，其中气态产物通过上部裂解产物出口5被风机抽走，固态产物则通过下部裂解产物出口8经螺旋出料器排出。

Claims (4)

1.一种废旧钢丝胎料块连续热裂解的卧式回转圆筒结构裂解炉，其特征在于：它具有静止的圆柱外筒(4)，圆柱外筒(4)左右两端分别设有下烟道气进口(10)和上烟道气出口(3)，圆柱外筒(4)内同轴装有回转的动内筒(2)，动内筒(2)与传动系统(9)相连并驱动动内筒(2)旋转，动内筒(2)轴向一端与变螺距的轮胎螺旋进料器(1)相连，另一端与静止的裂解产物集箱(6)相连，裂解产物集箱(6)上部设有气态裂解产物出口(5)，下部设有固态裂解产物出口(8)，并与螺旋出料器(7)连接，圆柱外筒(4)通过双鞍座(11)支撑，动内筒(2)通过滚轮支架(12)支撑。
2.根据权利要求1所述的一种废旧钢丝胎料块连续热裂解的卧式回转圆筒结构裂解炉，其特征在于：所述的回转动内筒(2)的末端圆柱面均匀开有若干个等径圆孔，作为裂解产物的排出口，排出口与裂解产物集箱(6)相连通；回转动内筒(2)内壁环向交错焊有若干倾斜的搅拌抄板，与水平轴成倾角。
3.根据权利要求1所述的一种废旧钢丝胎料块连续热裂解的卧式回转圆筒结构裂解炉，其特征在于：所述的静止圆柱外筒(4)套在回转动内筒(2)外部，内壁焊有螺旋带(14)，与动内筒(2)一起形成高温烟道气的通道；静外筒(4)和动内筒(2)之间采用三层动密封结构。
4.根据权利要求1所述的一种废旧钢丝胎料块连续热裂解的卧式回转圆筒结构裂解炉，其特征在于：所述的裂解产物集箱(6)是通过螺旋出料器(7)支撑的扁圆柱箱，形成回转动内筒(2)与气态裂解产物出口(5)和固态裂解产物出口(8)衔接的缓冲区；裂解产物集箱(6)与动内筒(2)之间采用三层动密封结构。
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