CN205115384U - 轮胎快速热解的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轮胎快速热解的系统，该系统包括：抽钢丝机、粉碎机、快速热解反应器、旋风分离器、冷渣机和喷淋塔，其中，快速热解反应器包括反应器本体、多层蓄热式辐射管、橡胶颗粒入口、布料器、布料气入口、多个热解气出口、炭黑出口；所述粉碎机与所述抽钢丝机相连；所述旋风分离器与所述多个热解气出口相连；所述冷渣机与所述旋风分离器相连；所述喷淋塔与所述旋风离器相连。该系统可以实现废旧轮胎利用价值的最大化，并且所得炭黑产品粒度较细，不需要后续粉碎。

Description

轮胎快速热解的系统

技术领域

本实用新型属于化工领域，具体而言，本实用新型涉及一种轮胎快速热解的系统。

背景技术

目前废旧轮胎热解处理工艺主要包括催化热解、真空热解、加氢热解和自热热解等，采取的反应器形式包括移动床、固定床、流化床、回转窑等。各种工艺对原料预处理和粒径都有严格要求，得到的产物也各不相同。

移动床热解工艺以加拿大Laval大学的真空移动床最具代表性，废旧轮胎预处理好后在真空条件下进入移动床，通过移动床的外壁传热，原料实现移动过程中的热解，热解蒸汽通过洗涤塔捕捉油蒸汽，可燃气通过真空泵送入燃烧器燃烧；而炭黑产物从出口出来通过真空出料口进入冷却器冷却后通过泵送入料场。该工艺可以连续给料，反应温度为480-520℃，反应压力一般低于10Kpa，可以回收钢丝、热解油和炭黑。然而采用该工艺采用外热式加热，热效率低，并且原料夹带钢丝进料，热解出料设计复杂，并且钢丝通过高温后变性，回收价值下降，同时炭黑为块状物，需要后续粉碎才能利用。

浙江大学开发的流化床热解工艺中利用热解过程可燃气作为气体载体，在预热管中加热后送入流化床热解反应器，与预处理好的原料接触，发生热解反应产生热解气和炭黑，再经过两级旋风分离和两道L阀送入流化床反应器。然而该工艺中采用气体热载体，需要气体载体的加热、分离、喷淋，工艺流程复杂，并且流化床工艺存在控制复杂的问题。

因此，现有的轮胎快速热解技术有待进一步改善。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种轮胎快速热解的系统，该系统可以实现废旧轮胎利用价值的最大化，并且所得炭黑产品粒度较细，不需要后续粉碎。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种轮胎快速热解的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：

抽钢丝机，所述抽钢丝机适于抽出轮胎中的钢丝；

粉碎机，所述粉碎机与所述抽钢丝机相连，且适于将抽去钢丝后的轮胎进行粉碎，以便得到橡胶颗粒；

快速热解反应器，

所述快速热解反应器包括：

反应器本体，所述反应器本体内限定出反应空间，所述反应空间自上而下形成分散区、热解区和出料区；

多层蓄热式辐射管，所述多层蓄热式辐射管在所述热解区中沿所述反应器本体高度方向间隔分布，并且每层所述蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；

布料器；

橡胶颗粒入口，所述橡胶颗粒入口位于所述分散区且位于所述布料器的上方；

布料气入口，所述布料气入口位于所述分散区且与所述布料器相连通，以便采用布料气将所述布料器中的橡胶颗粒吹出进入分散区，均匀地落入热解区；

多个热解气出口，所述多个热解气出口分别设置在所述分散区和/或所述热解区；

炭黑出口，所述炭黑出口设置在所述出料区；

其中，所述橡胶颗粒入口与所述粉碎机相连，所述快速热解反应器适于采用所述蓄热式辐射管对橡胶颗粒进行快速热解处理，以便得到炭黑和热解气；

旋风分离器，所述旋风分离器与所述多个热解气出口相连，且适于对所述热解气进行气固分离处理，以便得到炭黑颗粒和净化的热解气；

冷渣机，所述冷渣机与所述旋风分离器相连，且适于对所述炭黑颗粒进行冷却处理；以及

喷淋塔，所述喷淋塔与所述旋风分离器相连，且适于采用冷却液对所述净化的热解气进行喷淋处理，以便得到热解油和燃气。

在本实用新型的轮胎快速热解反应系统中，蓄热式辐射管以多层的方式布置。相邻的两个蓄热式辐射管在水平方向上和竖直方向上以一定的间距隔开。

温度场

根据本实用新型的一个实施例，多层蓄热式辐射管用于提供热源，使得在热解区形成一个或多个温度场，并且每个温度场的温度是均匀的，由此，在热解区形成温度梯度。

例如，在本实用新型的一个实施例中，所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段。(即，形成了3个温度场)

温度场的个数以及温度梯度可根据需要设置。

温度场的温度可通过多种方式调节，例如，调整蓄热式辐射管在水平方向和/或竖直方向上的个数；蓄热式辐射管的层数；蓄热式辐射管彼此之间的间距(竖直方向和/或水平方向)；各蓄热式辐射管本身的温度；等等。

在本实用新型的一个实施例中，蓄热式辐射管上设置有燃气调节阀，用于调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量，从而能够精确控制蓄热式辐射管的温度。

蓄热式辐射管

蓄热式辐射管在管体的两端分别具有燃烧器，在一端燃烧器燃烧产生的火焰在喷出时形成温度梯度，即，从燃烧器向外温度逐渐降低。类似的是，在另一端燃烧器燃烧产生的火焰在喷出时也形成温度梯度。当两端的燃烧器交替进行燃烧时，所形成的两个温度梯度叠加，使得温度互补，导致整个蓄热式辐射管整体的温度均匀。例如，单根所述蓄热式辐射管上的温度差不大于30℃。

本实用新型的轮胎快速热解反应系统使用本实用新型的蓄热式辐射管的布置方式，由于蓄热式辐射管本身固有的属性(如上所述，在蓄热式辐射管两端的燃烧器能够快速交替燃烧，实现蓄热式燃烧)，允许根据需要在反应器布置一个或多个不同的温度场，实现温度梯度并且确保每个温度场具有均匀的温度。

在本实用新型的一个实施方案中，各蓄热式辐射管的温度相同或不同，只要确保温度场的温度均匀即可。

在本实用新型的一个实施方案中，介于相邻蓄热式辐射管之间的间距可以相同或不同，只要确保温度场的温度均匀即可。例如，相邻所述蓄热式辐射管外壁间的水平距离和竖直距离分别独立地为100～500mm，例如200～300mm，例如200mm，例如300mm。

在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在预热段中的各蓄热式辐射管的温度相同或不同，优选相同，只要确保预热段的温度均匀即可。

在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在快速热解段中的各蓄热式辐射管的温度相同或不同，优选相同，只要确保快速热解段的温度均匀即可。

在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在完全热解段中的各蓄热式辐射管的温度相同或不同，优选相同，只要确保完全热解段的温度均匀即可。

虽然并不限于理论，但据信，如果橡胶颗粒在热解区不能均匀受热，局部温度过高则导致热解过程中局部橡胶颗粒发生高温裂解，使热解产物中部分能产热解油的高分子物质直接生成了燃气和半焦，或者局部温度过低则导致热解过程中局部橡胶颗粒热解不充分，致使橡胶颗粒中的挥发分不能释放出来，从而降低了热解油产率。

在本实用新型中，当蓄热式辐射管被布置成形成一个或多个温度场时，由于温度场各自的温度是大致均匀的，因此，橡胶颗粒在落入各温度场时均匀受热，发生反应的程度大体相同。由此，顺而避免热解油产率下降。

热解气的快速导出

利用本实用新型的轮胎快速热解反应系统，能够在橡胶颗粒热解之后实现热解气的快速导出。具体而言，在本实用新型的一个实施方案中，轮胎快速热解反应系统的反应器在热解区的侧壁和/或分散区的顶壁上设有一个或多个热解气出口。在热解反应过程中，产生热解气，使得该反应器内部的压力升高。产生的热解气在升高的压力的驱使下快速从热解气出口导出。

在本实用新型的一个优选实施方案中，在反应器外部设有与热解气出口连通的抽气装置，有利于将热解气从该反应器中快速导出。

热解过程中产生的热解气从反应器侧部导出，而位于热解气出口处、反应器内侧的热解气与上方落下来的物料接触，把进入反应器侧部的热解气中的细尘在所述物料重力作用下被携带下落，使得导出的热解气中含尘率低，从而冷却后得到的热解油中含尘率低。

热解气出口是至少2个，例如2-100个，3-80个，5-70个，10-50，20-40，30-40个。更具体而言，热解气出口是8个、15个、22个或28个。本实用新型并不限于此。

热解气的快速冷却

从热解气出口导出的热解气通过冷却装置被快速冷却，由此将不可凝气体与热解油分离。

布料

另外本实用新型通过使用布料器，可以使得橡胶颗粒在热解区中均匀分散，进而显著提高装置的运行稳定性。

轮胎

通过设置的布料系统使橡胶颗粒分散的、均匀的进入热解反应器，橡胶颗粒在均匀的温度场中经换热，每个橡胶颗粒都受热均匀，避免了橡胶颗粒团聚造成升温速率不均匀和降低进而导致油气产率下降的问题。例如橡胶颗粒粒径小于1mm。

效果

由于采用本实用新型的蓄热式辐射管布置方式，橡胶颗粒在热解过程中在反应器内能够被快速升温。同时产生的热解气能够被快速导出反应器并且被快速冷却。由此减少了在热解过程、导出过程和冷却过程中可能发生的二次反应(该反应会降低热解油产率)，因此，所得的热解油产率被显著提高。

同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本实用新型的快速热解的系统不需要设置预热单元和载体分离单元，从而可以极大简化快速热解反应工艺流程，进而显著降低装置的故障率。

本实用新型通过采用特定的蓄热式辐射管布置方式，可以在反应器中形成一个或多个温度场并能够确保每个温度场的温度均匀，同时允许反应器各个温度场的温度是可控的。由此，使橡胶颗粒在反应器中能够均匀受热，实现快速烘干和更充分的热解，进而提高了热解油产率，提高了橡胶颗粒的快速热解效率。

另外，根据本实用新型上述实施例的轮胎快速热解的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述轮胎快速热解的系统进一步包括：磁选机，所述磁选机与所述粉碎机相连，且适于对所述橡胶颗粒进行磁选处理，以便去除所述橡胶颗粒中夹带的钢丝；筛选机，所述筛选机与所述磁选机相连，且适于对去除钢丝的橡胶颗粒进行筛选处理，以便得到细橡胶颗粒；橡胶料斗，所述橡胶斗分别与所述筛选机和所述快速热解反应器相连，且适于储存细橡胶颗粒，并将所述细橡胶颗粒供给至所述快速热解反应器。由此，可以显著提高钢丝的回收价值。

在本实用新型的一些实施例中，所述轮胎快速热解的系统进一步包括：提升机，所述提升机分别与所述炭黑出口和所述橡胶料斗相连，且适于将所述炭黑返回至所述橡胶料斗。由此，可以得到粒度较低的炭黑产品。

在本实用新型的一些实施例中，所述轮胎快速热解的系统进一步包括：油泵，所述油泵与所述喷淋塔相连，且适于将所述热解油的一部分返回至所述喷淋塔作为所述冷却液使用；储油罐，所述储油罐与所述油泵相连，且适于储存另一部分所述热解油；燃气储罐，所述燃气储罐与所述喷淋塔相连，且适于储存所述燃气；第一风机，所述第一风机分别与所述燃气储罐和所述蓄热式辐射管相连，且适于将所述燃气的一部分供给至所述蓄热式辐射管；以及第二风机，所述第二风机分别与所述燃气储罐和所述布料气入口相连，且适于将所述燃气的另一部分供给至所述布料气入口作为布料气。由此，不需要额外设置冷却液补给装置，从而显著降低设备成本投入。

在本实用新型的一些实施例中，每层所述蓄热式辐射管包括多个平行并且均匀分布的蓄热式辐射管且每个所述蓄热式辐射管与相邻上下两层蓄热式辐射管中的每一个蓄热式辐射管平行并且沿反应器本体高度方向错开分布。由此，使得反应器同一区域的温度均匀，橡胶颗粒也能均匀经过反应器，从而进一步提高了橡胶颗粒快速热解反应条件

在本实用新型的一些实施例中，所述反应器本体的高度为2～20m，所述蓄热式辐射管的管径为100～500mm，相邻所述蓄热式辐射管外壁间的水平距离和竖直距离分别独立地为100～500mm。由此，使得橡胶颗粒停留时间一致，从而进一步提高橡胶颗粒的快速热解效率。

在本实用新型的一些实施例中，蓄热式辐射管为蓄热式燃气辐射管，即通过辐射管管体将燃烧燃气产生的热量以辐射的方式进行供热。

在本实用新型的一些实施例中，所述蓄热式辐射管上设置有燃气调节阀，使用多层蓄热式辐射管提供热解过程所需的热源，能够调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量，从而能够精确控制热解过程的温度。

在本实用新型的一些实施例中，多层蓄热式辐射管的层数可以为6-30层，优选8-15层。发明人发现，该种结构布置可以使得热解区中温度场分布均匀，从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率，进而提高热解油的产率。

在本实用新型的一些实施例中，单根所述蓄热式辐射管上的温度差不大于30℃，所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段，所述预热段的蓄热式辐射管温度为550～900℃，所述快速热解段的蓄热式辐射管温度为500～800℃，所述完全热解段的蓄热式辐射管温度为500～800℃。由此，可以实现反应器各个区域温度均匀，并调节反应器各个区域温度，实现橡胶颗粒的快速烘干和完全热解，进一步提高橡胶颗粒的快速热解效率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的轮胎快速热解的系统结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的轮胎快速热解的系统中的快速热解反应器的结构示意图；

图3是根据本实用新型再一个实施例的轮胎快速热解的系统结构示意图；

图4是根据本实用新型又一个实施例的轮胎快速热解的系统结构示意图；

图5是根据本实用新型又一个实施例的轮胎快速热解的系统结构示意图；

图6是根据本实用新型又一个实施例的轮胎快速热解的系统结构示意图；

图7是根据本实用新型一个实施例的轮胎快速热解的系统实施轮胎快速热解的方法流程示意图；

图8是根据本实用新型再一个实施例的轮胎快速热解的系统实施轮胎快速热解的方法流程示意图；

图9是根据本实用新型又一个实施例的轮胎快速热解的系统实施轮胎快速热解的方法流程示意图；

图10是根据本实用新型又一个一个实施例的轮胎快速热解的系统实施轮胎快速热解的方法流程示意图；

图11是根据本实用新型又一个实施例的轮胎快速热解的系统实施轮胎快速热解的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种轮胎快速热解的系统。下面参考图1-6对本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统进行详细描述。根据本实用新型的实施例，该系统包括：

抽钢丝机100：根据本实用新型的实施例，抽钢丝机100适于抽出轮胎中的钢丝。由此，可以有效回收废旧轮胎中的钢丝，并且避免钢丝对后续橡胶颗粒快速热解反应的影响。

粉碎机200：根据本实用新型的实施例，粉碎机200与抽钢丝机100相连，且适于将抽去钢丝后的轮胎进行粉碎，从而可以得到橡胶颗粒。根据本实用新型的一个实施例，橡胶颗粒的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，橡胶颗粒的粒径可以为不高于1mm。由此，可以使得橡胶颗粒在后续的快速热解反应器的反应空间中均匀分散，从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率，进而提高热解油的产率。

快速热解反应器300：根据本实用新型的实施例，参考图2，快速热解反应器300包括反应器本体30，反应器本体30内限定出反应空间31，根据本实用新型的具体实施例，反应空间31自上而下形成分散区32、热解区33和出料区34。

根据本实用新型的实施例，反应空间31中具有多层蓄热式辐射管35和布料器36。

根据本实用新型的实施例，反应器本体30上具有橡胶颗粒入口301、布料气入口302、多个热解气出口303和炭黑出口304。

根据本实用新型的实施例，橡胶颗粒入口301位于分散区32且位于布料器36的上方，并且橡胶颗粒入口301与粉碎机200相连，且适于将粉碎机产生的橡胶颗粒供给至反应空间31中并经布料器后均匀分散在热解区中。具体的，橡胶颗粒入口301可以位于分散区32的侧壁上。

根据本实用新型的实施例，布料气入口302位于分散区32内部且与布料器36相连通，且适于向布料器36中供给布料气(氮气等)，以便将布料器36中的橡胶颗粒吹出进入分散区32，从而使得橡胶颗粒在热解区中均匀分布，进而进一步提高橡胶颗粒的快速热解效率。具体的，布料气入口301可以位于分散区32的侧壁上。

根据本实用新型的实施例，多层蓄热式辐射管35在热解区33中沿反应器本体30高度方向间隔分布，并且每层蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管，根据本实用新型的具体实施例，每层蓄热式辐射管包括多个平行并且均匀分布的蓄热式辐射管且每个蓄热式辐射管与相邻上下两层蓄热式辐射管中的每一个蓄热式辐射管平行并且沿反应器本体高度方向错开分布。根据本实用新型的具体示例，蓄热式辐射管的管径可以为100～500mm。由此，可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率，进而提高热解油的产率。

根据本实用新型的具体实施例，相邻蓄热式辐射管外壁间的水平距离和竖直距离分别独立地为100～500mm。需要解释的是，相邻蓄热式辐射管外壁间的水平距离可以理解为在同层上蓄热式辐射管外壁间的距离，而相邻蓄热式辐射管外壁间的竖直距离可以理解为相邻上下两层间的相邻蓄热式辐射管外壁间的距离。

根据本实用新型的具体实施例，多层蓄热式辐射管的层数可以为6-30层，优选8-15层。发明人发现，该种结构布置可以使得热解区中温度场分布均匀，从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率，进而提高热解油的产率。

根据本实用新型的实施例，蓄热式辐射管可以为蓄热式燃气辐射管，即通过在辐射管管体中燃烧燃气以热辐射的方式进行供热。根据本实用新型的具体实施例，蓄热式辐射管上可以设置有燃气调节阀(未示出)。由此，可以通过调整燃气调节阀调节通入蓄热式辐射管的燃气的流量来等实现对热解过程的精确控温，从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率，进而提高热解油的产率。

具体的，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确控温，并采用快速切换阀，使得单个辐射管的温度场相差不大于30℃，从而保证反应空间中温度场的均匀性。

根据本实用新型的实施例，热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段，预热段的蓄热式辐射管温度为550～900℃，快速热解段的蓄热式辐射管温度为500～800℃，完全热解段的蓄热式辐射管温度为500～800℃。由此，可以进一步提高橡胶颗粒的热解效率。

根据本实用新型的实施例，布料器36可以位于分散区32内部，且适于采用氮气等惰性气体将布料器36中的橡胶颗粒吹出进入分散区，均匀地落入热解区，从而使其均匀散落在热解区中。由此，较传统快速热解工艺相比，本实用新型通过采用布料器可以省去转动(搅拌)单元，进而显著降低装置的故障率。需要说明的是，本文中的“布料器”可以为现有技术中采用气体将橡胶颗粒吹散的任意装置。具体的，布料器36可以位于分散区32的侧壁上。

根据本实用新型的实施例，多个热解气出口303可以分别设置在分散区32和/或热解区33。根据本实用新型的具体实施例，多个热解气出口303可以分别设置在分散区32的顶端和/或热解区33的侧壁上。发明人发现，通过采用顶端出气和/或侧壁出气结合的方式，可以使得热解气中的半焦被沉降分离，从而显著降低热解气的含尘率。从工艺设计的角度，从热解区的侧壁出气的方式是优选的。

根据本实用新型的实施例，炭黑出口304可以设置在出料区34，且适于将热解生成的半焦排出出料区。具体的，炭黑出口304可以设置在出料区34的底端。

根据本实用新型的实施例，分散区32的内壁面可以呈球面型或锥形。由此，可以使得经布料器打散的物料经分散区后均匀洒落在热解区，从而进一步提高橡胶颗粒的热解效率。

根据本实用新型的实施例，出料区34可以呈倒锥形。由此，可以使得热解生成的半焦顺利排出出料区。

根据本实用新型的实施例，反应器本体30的高度可以为2～20m。由此，可以实现对橡胶颗粒的完全热解。

根据本实用新型的实施例，快速热解反应器适于采用蓄热式辐射管对橡胶颗粒进行快速热解处理，从而可以得到炭黑和热解气。由此，可以实现废旧轮胎利用价值的最大化。根据本实用新型的再一个实施例，橡胶颗粒的快速热解时间为5～15秒。由此，可以有效降低热解产物的二次热解反应和交联反应程度，从而显著提高热解油的产率。

旋风分离器400：根据本实用新型的实施例，旋风分离器400与多个热解气入口303相连，且适于对热解气进行气固分离处理，从而可以得到炭黑颗粒和净化的热解气。根据实用新型的一个实施例，所得炭黑颗粒的粒径小于0.1mm。由此，通过采用旋风分离器可以将热解气中携带的粒径较细的炭黑颗粒分离出来，从而不需要对炭黑产品再进行破碎，同时可以有效降低后续喷淋塔所得的热解油的含尘率。

冷渣机500：根据本实用新型的实施例，冷渣机500与旋风分离器400相连，且适于对炭黑颗粒进行冷却处理，从而可以得到冷却的炭黑颗粒。具体的，从旋风分离器中分离得到的炭黑颗粒温度为450～500℃，经过冷渣机得到的冷却的炭黑颗粒的温度低于50℃。

喷淋塔600：根据本实用新型的实施例，喷淋塔600与旋风分离器400相连，且适于采用冷却液对净化的热解气进行喷淋处理，从而可以得到热解油和燃气。根据本实用新型的具体实施例，喷淋塔600内部可以设置有多层喷嘴61，并且喷淋塔600内部位于每层喷嘴的下方均设置有填料62。由此，可以实现燃气的捕捉和净化，从而显著提高燃气和热解油的分离效率。具体的，喷淋塔内部可以设置有两层喷嘴。需要说明的是，每层喷嘴中可以包括多个喷嘴。根据本实用新型的一个实施例，冷却液的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，冷却液可以采用热解油。根据本实用新型的再一个实施例，热解气在喷淋塔中在1～2秒内从450～500摄氏度降至50摄氏度以下。由此，可以进一步提高燃气和热解油的分离效率。

根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统通过使用多层蓄热式辐射管为快速热解反应器提供热源，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确控温，并且蓄热式辐射管通过两端的快速换向和蓄热式燃烧，保证了温度场的均匀性，从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率，进而提高热解油的产率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本实用新型的快速热解反应器不需要设置预热单元和载体分离单元，从而可以极大简化快速热解反应工艺流程，进而显著降低装置的故障率，其次本实用新型通过使用布料器，可以使得橡胶颗粒在热解区中均匀分散，并且又能防止橡胶颗粒对辐射管的磨损，进而显著提高系统的运行稳定性，另外本实用新型所得炭黑产品粒度较细，不需要后续粉碎。

参考图3，根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统进一步包括：

磁选机700：根据本实用新型的实施例，磁选机700与粉碎机200相连，且适于对橡胶颗粒进行磁选处理，从而可以有效去除橡胶颗粒中夹带的钢丝。由此，不仅可以实现对钢丝的有价回收，而且可以进一步降低钢丝对后续快速热解反应的影响。

筛选机800：根据本实用新型的实施例，筛选机800与磁选机700相连，且适于对去除钢丝的橡胶颗粒进行筛选处理，从而可以得到细橡胶颗粒。由此，通过筛选可以得到粒径小于1mm的细橡胶颗粒，从而使得橡胶颗粒在后续的快速热解反应器的热解区中均匀分散，从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率，进而提高热解油的产率。

橡胶料斗900：根据本实用新型的实施例，橡胶颗斗900分别与筛选机800和快速热解反应器300相连，且适于储存细橡胶颗粒，并将细橡胶颗粒供给至快速热解反应器300。需要说明的是，本文中的“橡胶颗粒料斗”可以为现有技术中存在的可以用于储存橡胶颗粒的任何装置。

参考图4，根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统进一步包括：

提升机1000：根据本实用新型的实施例，提升机1000分别与炭黑出口304和橡胶料斗900相连，且适于将炭黑出口304处得到的大颗粒炭黑返回至橡胶料斗900中。由此，通过快速热解反应器继续对大颗粒炭黑进行热解处理，可以使得大颗粒的炭黑形成小粒径的橡胶颗粒，即可以得到粒度较细的炭黑产品，较现有技术相比可以省去粉碎步骤。

参考图5，根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统进一步包括：

油泵1100：根据本实用新型的实施例，油泵1100与喷淋塔600相连，且适于将热解油的一部分返回至喷淋塔300作为冷却液使用。由此，通过使用系统内部分离出的热解油作为冷却液使用，可以省去额外的冷却液补给装置，从而节省设备成本的投资。

储油罐1200：根据本实用新型的实施例，储油罐1200与油泵1100相连，且适于储存另一部分热解油。

参考图6，根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统进一步包括：

燃气储罐1300：根据本实用新型的实施例，燃气储罐1300与喷淋塔300相连，且适于储存燃气。

第一风机1400：根据本实用新型的实施例，第一风机1400分别与燃气储罐1300和蓄热式辐射管35相连，且适于将燃气的一部分供给至蓄热式辐射管35。由此，可以实现系统中能源的循环利用，从而显著降低处理成本。

第二风机1500：根据本实用新型的实施例，第二风机1500分别与燃气储罐1300和布料气入口302相连，且适于将燃气的另一部分供给至布料气入口作为布料气使用。由此，可以采用燃气将从橡胶颗粒入口301进入的橡胶颗粒打散，从而使其均匀散落在热解区中。

为了方便理解，下面对采用本实用新型实施例的轮胎快速热解系统的工艺进行详细描述。

具体的，首先采用抽钢丝机抽出废旧轮胎中的钢丝，然后采用粉碎机对抽去钢丝的废旧轮胎进行粉碎，得到橡胶颗粒，接着采用磁选机对橡胶颗粒进行磁选处理，以便去除橡胶颗粒中夹带的钢丝，然后采用筛选机对去除钢丝的橡胶颗粒进行筛选，得到细橡胶颗粒(粒度低于1mm)，并将其储存在橡胶料斗中，然后将储存在橡胶料斗中的细橡胶颗粒经第一螺旋输送机供给至快速热解反应器中反应空间中，通过调整通入蓄热式辐射管的燃气和空气的流量等实现对热解过程的精确控温，使得预热段的蓄热式辐射管温度为550～900℃，快速热解段的蓄热式辐射管温度为400～800℃，完全热解段的蓄热式辐射管温度为500～800℃，进入的橡胶颗粒被位于橡胶颗粒入口下方的布料器打散并在分散部中分散开，使得橡胶颗粒均匀散落在热解区，生成的热解气从反应器本体侧壁或顶端的热解气出口排出，而热解过程中产生的大颗粒炭黑经炭黑出口排出反应器本体，并将大颗粒炭黑经提升机供给至橡胶料斗中，将从热解气出口排出的热解气供给至旋风分离器中进行气固分离处理，分离得到炭黑颗粒和净化的热解气，得到的炭黑颗粒存储在炭黑料斗中，然后将存储在炭黑料斗中的炭黑颗粒经螺旋输送机供给至冷渣机中进行冷却处理，并将得到的冷却的炭黑产品进行堆放，而将得到净化的热解气供给至喷淋塔中进行喷淋处理，热解气在1～2秒内从450～500℃降到50℃以下，其中油蒸汽被捕捉下来形成热解油，从而与燃气进行分离，得到的热解油的一部分通过油泵供给至喷淋塔中作为冷却液使用，另一部分热解经油泵打入到储油罐中进行储存，同时，将分离得到的燃气储存至燃气储罐中，然后将储存在燃气储罐中的一部分燃气经第一风机供给至蓄热式辐射管中，将燃气储罐中的另一部燃气经第二风机供给至布料气入口作为布料气将从橡胶颗粒入口进入的橡胶颗粒打散，使其均匀散落在热解区中。

如上所述，根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统可以具有选自下列的优点至少之一：

根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统中的整个工艺没有热载体，工艺流程得到了极大的简化，并且相同处理量的设备占地面积和造价下降接近一半，并能延长系统的无故障连续运行时间，并利用蓄热式辐射管作为加热源，结合热传导、对流换热，提高系统的热效率；

根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统对原料预处理采取先选取钢丝，钢丝没受热，产品价值得到提高；

根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统采用旋风分离器分离热解气筛选方式分离得到的炭黑颗粒粒径小于0.1mm，不需要后续粉碎。

为了进一步理解，下面参考图7-11对根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统实施轮胎快速热解的方法进行详细描述。根据本实用新型的实施例，该方法包括：

S100：采用抽丝机抽出轮胎中的钢丝

根据本实用新型的实施例，采用抽丝机抽出轮胎中的钢丝。由此，可以有效回收废旧轮胎中的钢丝，并且避免钢丝对后续橡胶颗粒快速热解反应的影响。

S200：采用粉碎机将抽去钢丝后的轮胎进行粉碎

根据本实用新型的实施例，采用粉碎机对抽去钢丝后的轮胎进行粉碎，从而可以得到橡胶颗粒。根据本实用新型的一个实施例，橡胶颗粒的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，橡胶颗粒的粒径可以为不高于1mm。由此，可以使得橡胶颗粒在后续的快速热解反应器的热解区中均匀分散，从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率，进而提高热解油的产率。

S300：将橡胶颗粒在快速热解反应器中进行快速热解处理

根据本实用新型的实施例，将橡胶颗粒从橡胶颗粒入口供给至反应空间中，将可燃气和空气分别供给至蓄热式辐射管中，使得可燃气在蓄热式辐射管中燃烧产生热量对橡胶颗粒进行快速热解处理，从而可以得到炭黑和热解气。由此，可以实现废旧轮胎利用价值的最大化。

根据本实用新型的一个实施例，橡胶颗粒的快速热解时间为5～15秒。由此，可以有效降低热解产物的二次热解反应和交联反应程度，从而显著提高热解油的产率。

具体的，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确控温，并采用快速切换阀，使得单个辐射管的温度场相差不大于30℃，从而保证反应空间中温度场的均匀性，并且通过调整使得预热段的蓄热式辐射管温度为550～900℃，快速热解段的蓄热式辐射管温度为400～800℃，完全热解段的蓄热式辐射管温度为500～800℃。由此，可以进一步提高橡胶颗粒的热解效率。

S400：采用旋风分离器对热解气进行气固分离处理

根据本实用新型的实施例，采用旋风分离器对热解气进行气固分离处理，从而可以得到炭黑颗粒和净化的热解气。根据实用新型的一个实施例，所得炭黑颗粒的粒径小于0.1mm。由此，通过采用旋风分离器可以将热解气中携带的粒径较细的炭黑颗粒分离出来，从而不需要对炭黑产品再进行破碎，同时可以有效降低后续喷淋塔所得的热解油的含尘率。

S500：采用冷渣机对炭黑颗粒进行冷却处理

根据本实用新型的实施例，采用冷渣机对炭黑颗粒进行冷却处理，从而可以得到冷却的炭黑颗粒。具体的，从旋风分离器中分离得到的炭黑颗粒温度为450～500℃，经过冷渣机得到的冷却的炭黑颗粒的温度低于50℃。

S600：将热解气在喷淋塔中进行喷淋处理

根据本实用新型的实施例，在喷淋塔中，采用冷却液对净化的热解气出口进行喷淋处理，从而可以得到热解油和燃气。根据本实用新型的一个实施例，冷却液的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，冷却液可以采用热解油。根据本实用新型的再一个实施例，热解气在喷淋塔中在1～2秒内从450～500摄氏度降至50摄氏度以下。由此，可以进一步提高燃气和热解油的分离效率。

根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统实施轮胎快速热解的方法通过使用多层蓄热式辐射管为快速热解反应器提供热源，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确控温，并且蓄热式辐射管通过两端的快速换向和蓄热式燃烧，保证了温度场的均匀性，从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率，进而提高热解油的产率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本实用新型的快速热解反应器不需要设置预热单元和载体分离单元，从而可以极大简化快速热解反应工艺流程，进而显著降低装置的故障率，其次本实用新型通过使用布料器，可以使得橡胶颗粒在热解区中均匀分散，并且又能防止橡胶颗粒对辐射管的磨损，进而显著提高系统的运行稳定性，另外本实用新型所得炭黑产品粒度较细，不需要后续粉碎。

参考图8，根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统实施轮胎快速热解的方法进一步包括：

S700：采用磁选机对橡胶颗粒进行磁选处理

根据本本实用新型的实施例，在将所得橡胶颗粒供给至快速热解反应器之前，预先采用磁选机对橡胶颗粒进行磁选处理，从而可以有效去除橡胶颗粒中夹带的钢丝。由此，不仅可以实现对钢丝的有价回收，而且可以进一步降低钢丝对后续快速热解反应的影响。

S800：采用筛选机对去除钢丝的橡胶颗粒进行筛选处理

根据本实用新型的实施例，采用筛选机对去除钢丝的橡胶颗粒进行筛选处理，从而可以得到细橡胶颗粒，并将该细橡胶颗粒供给至快速热解反应器中。由此，通过筛选可以得到粒径小于1mm的细橡胶颗粒，从而使得橡胶颗粒在后续的快速热解反应器的热解区中均匀分散，从而可以显著提高橡胶颗粒的快速热解效率，进而提高热解油的产率。

参考图9，根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统实施轮胎快速热解的方法进一步包括：

S900：采用提升机将所得炭黑供给至快速热解反应器

根据本实用新型的实施例，采用提升机将所得炭黑供给至快速热解反应器中。由此，通过快速热解反应器继续对大颗粒炭黑进行热解处理，可以使得大颗粒的炭黑形成小粒径的橡胶颗粒，即可以得到粒度较细的炭黑产品，较现有技术相比可以省去粉碎步骤。

参考图10，根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统实施轮胎快速热解的方法进一步包括：

S1000：采用油泵将热解油的一部分返回至喷淋塔

根据本实用新型的实施例，采用油泵将热解油的一部分返回至喷淋塔作为冷却液使用。由此，通过使用系统内部分离出的热解油作为冷却液使用，可以省去额外的冷却液补给装置，从而节省设备成本的投资。

S1100：将热解油的另一部分储存在储油罐中。

根据本实用新型的实施例，将喷淋塔分离得到的热解油的另一部分储存在储油罐中。

参考图11，根据本实用新型实施例的轮胎快速热解的系统实施轮胎快速热解的方法进一步包括：

S1200：将燃气储存在燃气储罐中

根据本实用新型的实施例，将喷淋塔中分离得到的燃气储存在燃气储罐中。

S1300：采用第一风机将燃气的一部分供给至蓄热式辐射管作为燃料

根据本实用新型的实施例，采用第一风机将燃气的一部分供给至蓄热式辐射管作为燃料。由此，可以实现系统中能源的循环利用，从而显著降低处理成本。

S1400：采用第二风机将燃气的另一部分供给至布料气入口

根据本实用新型的实施例，采用第二风机将燃气的另一部分供给至布料气入口作为布料气。由此，可以采用燃气将从橡胶颗粒入口进入的橡胶颗粒打散，从而使其均匀散落在热解区中。

需要说明的是，上述针对轮胎快速热解的系统所描述的特征和优点同样适于该轮胎快速热解的方法，此处不再赘述。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。

实施例1

本实施例1采用图1-6的轮胎快速热解的系统，其中，15层蓄热式辐射管35在热解区33中沿反应器本体30高度方向间隔分布，并且相邻的蓄热式辐射管沿水平和反应器本体高度两个方向上以相同间距隔开且平行错落分布。蓄热式辐射管采用管径为100mm的圆形管，水平上相邻辐射管的外壁距离为100mm，上下层相邻辐射管的外壁间距为200mm。利用本实用新型的轮胎快速热解反应系统对废旧轮胎进行处理，粒径在1mm以下的范围，其轮胎分析数据、工艺操作参数和物料平衡见表1-3，快速热解时间15s。由表3可知的热解油产率高达48.6wt％。

表1废旧轮胎分析数据

表2工艺操作参数

序号	参数名称	参数值
			1	预热段辐射管温度	550℃
2	反应器预热段温度	428℃
			3	快速热解段辐射管温度	500℃
4	反应器快速热解段温度	449℃
			5	完全热解段辐射管温度	500℃
6	反应器完全热解段温度	478℃

注：表2中的反应器指快速热解反应器。

表3物料平衡表

实施例2

本实施例2采用图1-6的轮胎快速热解的系统，其中，8层蓄热式辐射管35在热解区33中沿反应器本体30高度方向间隔分布，并且相邻的蓄热式辐射管沿水平和反应器本体高度两个方向上以相同间距隔开且平行错落分布。蓄热式辐射管采用管径为500mm的圆形管，水平上相邻辐射管的外壁距离为500mm，上下层相邻辐射管的外壁间距为500mm。

利用本实用新型的轮胎快速热解反应系统对废旧轮胎进行处理，粒径在0.8mm以下的范围，待热解轮胎原料同实施例1，工艺操作参数和物料平衡见表4-5，快速热解时间5s。由表4可知的热解油产率高达40.4wt％。

表4工艺操作参数

序号	参数名称	参数值
			1	预热段辐射管温度	900
2	反应器预热段温度	492℃

3	快速热解段辐射管温度	800
			4	反应器快速热解段温度	557℃
5	完全热解段辐射管温度	800
			6	反应器完全热解段温度	596℃

注：表4中的反应器指快速热解反应器。

表5物料平衡表

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种轮胎快速热解的系统，其特征在于，包括：

抽钢丝机，所述抽钢丝机适于抽出轮胎中的钢丝；

粉碎机，所述粉碎机与所述抽钢丝机相连；

快速热解反应器，

所述快速热解反应器包括：

反应器本体，所述反应器本体内限定出反应空间，所述反应空间自上而下形成分散区、热解区和出料区；

所述分散区包括：

布料器；

橡胶颗粒入口，所述橡胶颗粒入口位于所述布料器的上方；

布料气入口，所述布料气入口与所述布料器相连通；

所述热解区包括：

多层蓄热式辐射管，所述多层蓄热式辐射管在所述热解区中沿所述反应器本体高度方向间隔分布，并且每层所述蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；

所述出料区包括：炭黑出口；

多个热解气出口，所述多个热解气出口分别设置在所述分散区和/或所述热解区；

其中，所述橡胶颗粒入口与所述粉碎机相连；

旋风分离器，所述旋风分离器与所述多个热解气出口相连；

冷渣机，所述冷渣机与所述旋风分离器相连；以及

喷淋塔，所述喷淋塔与所述旋风分离器相连。

2.根据权利要求1所述的轮胎快速热解的系统，其特征在于，进一步包括：

磁选机，所述磁选机与所述粉碎机相连；

筛选机，所述筛选机与所述磁选机相连；

橡胶料斗，所述橡胶斗分别与所述筛选机和所述快速热解反应器相连。

3.根据权利要求2所述的轮胎快速热解的系统，其特征在于，进一步包括：

提升机，所述提升机分别与所述炭黑出口和所述橡胶料斗相连。

4.根据权利要求1所述的轮胎快速热解的系统，其特征在于，进一步包括：

油泵，所述油泵与所述喷淋塔相连；

储油罐，所述储油罐与所述油泵相连；

燃气储罐，所述燃气储罐与所述喷淋塔相连；

第一风机，所述第一风机分别与所述燃气储罐和所述蓄热式辐射管相连；以及

第二风机，所述第二风机分别与所述燃气储罐和所述布料气入口相连。

5.根据权利要求1所述的轮胎快速热解的系统，其特征在于，每层所述蓄热式辐射管包括多个平行并且均匀分布的蓄热式辐射管且每个所述蓄热式辐射管与相邻上下两层蓄热式辐射管中的每一个蓄热式辐射管平行并且沿反应器本体高度方向错开分布。

6.根据权利要求1所述的轮胎快速热解的系统，其特征在于，所述反应器本体的高度为2～20m，所述蓄热式辐射管的管径为100～500mm，相邻所述蓄热式辐射管外壁间的水平距离和竖直距离分别独立地为100～500mm。

7.根据权利要求1所述的轮胎快速热解的系统，其特征在于，所述蓄热式辐射管上设置有燃气调节阀。