CN205974398U - 一种废旧轮胎热解和催化裂解系统 - Google Patents

一种废旧轮胎热解和催化裂解系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于废旧轮胎热解技术领域,具体涉及一种基于蓄热式辐射管加热的废旧轮胎热解和催化裂解系统,用于制取清洁可燃气。本实用新型针对现有技术的不足,设计并开发一种废旧轮胎热解和催化裂解反应系统,该反应系统可进行热解和催化裂解两种作业,热解室产生的油气,可以进入裂解室进行催化裂解,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,并通过催化裂解的方式,大量产生氢气,气体品质高,从而避免了生产热解油难以利用的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。

Description

一种废旧轮胎热解和催化裂解系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于废旧轮胎热解技术领域,具体涉及一种基于蓄热式辐射管加热的 废旧轮胎热解和催化裂解系统,用于制取清洁可燃气。
背景技术
[0002] 随着我国经济的快速发展和人民生活水平的普遍提高,汽车已经逐步进入人们 的日常生活之中,由此产生了大量的废旧轮胎。2006年我国轮胎产量高达2.8亿条,居世界 第一,当年产生的废旧轮胎也多达1.4亿条,约360万吨。大量废旧轮胎的堆积不仅占用土 地,还容易滋生蚊虫细菌,传播疾病,危害居民健康,而且极易引起火灾,造成环境污 染。对废旧轮胎进行回收处理,则不仅可以缓解其对环境的压力,减少污染,更可实现资 源的有效回收利用。目前处理废旧轮胎的方法有原型改制、生产再生胶和胶粉、焚烧以及热 解等,其中热解技术是一种很具潜力的处理废旧轮胎的方法。废旧轮胎热解技术是将废旧 轮胎在缺氧或惰性气体中进行热分解,可产生热解气、热解油和炭残渣等。这些产品经进一 步加工处理可转化成具有各种用途的高价值产品。与传统处理方法相比,热解法不仅可以 回收高附加值的产物,而且可以回收近70%的能源,具有较高的经济和环境效益。目前,废 旧轮胎的热解技术主要有移动床热解工艺、废轮胎回收系统等。然而,经过热解技术得到的 热解轮胎油组分极为复杂,pH值较低、含氧量高、热稳定性较差、粘度大等缺点使得其难以 直接利用和储存,难以工业化应用。因此,如何设计一种高效生产清洁可燃气成为本领域亟 需解决的问题。
发明内容
[0003] 本实用新型针对现有技术的不足,设计并开发一种废旧轮胎热解和催化裂解反应 系统,该反应系统可进行热解和催化裂解两种作业,热解室产生的油气,可以进入裂解室进 行催化裂解,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,并通过催化裂解的方式,大量 产生氢气,气体品质高,从而避免了生产热解油难以利用的问题,真正实现了废旧轮胎的清 洁高效利用。
[0004] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:
[0005] 本实用新型提供了一种废旧轮胎热解和催化裂解系统,根据本实用新型的实施 例,该系统包括:加料斗;进料器,所述进料器与所述加料斗1连接;热解和裂解反应器,包 括:进料口、热解室、裂解室和裂解气出口,所述进料口设置在所述热解室的顶壁上,所述裂 解气出口设置在所述裂解室的侧壁上;以及:蓄热式辐射管,所述蓄热式辐射管沿所述反应 器的高度方向多层布置在所述热解室和所述裂解室内部,每层具有多根沿水平方向布置的 所述蓄热式辐射管;隔热砖墙,所述隔热砖墙设置在所述反应器横向宽度的2/3处,竖直地 贯穿于所述反应器内,将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室;催化剂 加入装置,其与所述裂解室连接,用于将裂解催化剂施加于所述裂解室中;连通构件,所述 连通构件设置在所述隔热砖墙的下部,用于将所述热解室产生的油气,通过所述连通构件, 通入到所述裂解室;陶瓷过滤器,所述陶瓷过滤器一端与所述裂解气出口连接,另一端与所 述喷淋塔连接;喷淋塔,所述喷淋塔与所述陶瓷过滤器连接;燃气罐,所述燃气罐与所述喷 淋塔连接。
[0006] 发明人发现,根据本实用新型实施例的系统工艺简单,操作方便,该反应系统可进 行热解和催化裂解两种作业,热解室产生的油气,可以进入裂解室进行催化裂解,将大分子 的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,并通过催化裂解的方式,大量产生氢气,气体品质 高,从而避免了生产热解油难以利用的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。同时, 该反应器采用了蓄热式辐射管加热技术无需气、固热载体加热,提高了反应器的热效率的 同时简化了系统工艺。
[0007] 根据本实用新型的实施例,所述连通构件为设置在所述隔热砖墙上的包括多个孔 的孔带;或者所述连通构件为所述隔热砖墙纵向长度上,位于下部位置的开口。
[0008] 根据本实用新型的实施例,所述隔热砖墙的厚度为5-15cm,所述孔带的高度为3-15 cm,所述孔的直径为1 -3 cm,所述开口的高度为3-15 cm。
[0009] 根据本实用新型的实施例,所述系统进一步包括燃气引风机,其中,所述燃气引风 机一端与所述喷淋塔的出口连接,另一端与所述燃气罐进口连接。
[0010] 根据本实用新型的实施例,所述系统还包括气化炉,所述气化炉分别与所述蓄热 式辐射管的燃气入口和半焦输送装置连接;废热锅炉,所述废热锅炉与所述蓄热式辐射管 的烟气出口相连接。
[0011] 根据本实用新型的实施例,所述催化剂加入装置包括:催化剂料斗;催化剂主管, 所述催化剂主管与所述催化剂料斗相连;催化剂支管,所述催化剂支管与所述催化剂主管 相连通,所述催化剂支管穿过所述反应器裂解室的壁并延伸至所述裂解室内部;多个催化 剂喷射件,所述催化剂喷射件设置在所述催化剂支管上,且位于所述裂解室内部;优选的, 所述催化剂支管为多个并沿所述催化剂主管的长度方向彼此平行布置,所述催化剂支管设 置在所述蓄热式辐射管的层间;优选的,所述催化剂喷射件包括催化剂喷出管道和设置在 所述催化剂喷出管道上的喷嘴,所述喷嘴上设置有调节阀。
[0012] 根据本实用新型的实施例,所述加料斗通过所述进料器与所述进料口相连。
[0013] 根据本实用新型的实施例,所述系统还包括半焦出口,所述半焦出口设置在所述 热解室的下部,所述半焦出口与所述半焦输送装置连接。
[0014] 在本实用新型的另一个方面,本实用新型提供了一种利用前面所述的系统进行废 旧轮胎热解和催化裂解的方法。根据本实用新型的实施例,该方法包括以下步骤:
[0015] a.将废旧轮胎颗粒通过进料口加入到所述反应器中,在所述反应器的热解室中完 成热解过程;
[0016] b.热解产生的油气,通过所述反应器隔热砖墙上设置的连通构件,进入到所述反 应器的裂解室;
[0017] c.所述热解产生的油气进入到所述裂解室内,催化剂加入装置将催化剂喷洒于 所述裂解室中,所述热解油气在所述裂解室内完成催化裂解过程,产生裂解气;
[0018] d.所述裂解气通过裂解气出口进入到喷淋塔中,对所述裂解气进行净化处理;
[0019] e.经净化的净裂解气经燃气引风机进入燃气罐中,进行储存。
[0020] 根据本实用新型的实施例,所述步骤a中,所述废旧轮胎颗粒从所述反应器上部的 所述进料口加入到所述反应器中,并被所述反应器内的蓄热式辐射管打散,热解半焦从所 述反应器底部的半焦出口排出;所述步骤a中,所述废旧轮胎颗粒被所述反应器热解室中的 所述蓄热式辐射管加热到500-600°C,所述步骤b中,所述热解油气被所述反应器裂解室中 的所述蓄热式辐射管加热到600-900°C ;所述步骤c中,所述催化剂通过催化剂喷射件均匀 地喷洒于所述裂解室中;优选的,所述废旧轮胎颗粒的粒度为20mm以下。
[0021 ]本实用新型的有益效果在于:
[0022] 1)采取蓄热式辐射管移动床工艺加热20mm以下的废旧轮胎,温度分布均匀,加热 效果好,反应系统结构简单,操作方便;
[0023] 2)反应器分为热解室和裂解室,热解室产生的油气,可在裂解室进行深度催化裂 解,大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,并通过催化裂解的方式,产生大量氢气, 燃气品质尚;
[0024] 3)该反应系统可产生大量的裂解气产品,避免了热解油难以利用的问题,真正实 现了废旧轮胎的清洁高效利用;
[0025] 4)-个炉体内可进行两种作业,合二为一,节省建造成本和占地面积。
附图说明
[0026] 图1为本实用新型废旧轮胎热解和催化裂解系统的结构图。
[0027]图2为本实用新型废旧轮胎热解和催化裂解系统的反应器结构图。
[0028]图3为本实用新型反应器中的隔热砖墙的正视图。
[0029] 其中,1.加料斗;2.进料器;3.蓄热式移动床反应器;310.裂解气出口;311.烟气出 口; 320.进料口; 321.空气入口; 322.燃气入口; 330.半焦出口; 340.裂解室;350.热解室; 360.连通构件;370.隔热砖墙;380.蓄热式辐射管;4.陶瓷过滤器;5.喷淋塔;6.燃气引风 机;7 .燃气罐;8.气化炉;9 .螺旋输送机;10 .废热锅炉;11.催化剂料斗;12.催化剂喷出管 道;13.催化剂主管;14.催化剂支管。
具体实施方式
[0030] 为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合具体实施例 对本实用新型作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新 型,而不能理解为对本实用新型的限制。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内 的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
[0031] 根据本实用新型的一个方面,本实用新型提供了一种废旧轮胎热解和催化裂解系 统,图1为废旧轮胎热解和催化裂解系统的结构,如图1所示,该系统包括加料斗1、进料器2, 所述加料斗1和所述进料器2连接;热解和裂解反应器3,所述热解和裂解反应器3包括:进料 口 320、热解室350、裂解室340、裂解气出口 310、蓄热式辐射管380、隔热砖墙370、催化剂加 入装置、连通构件360,其中,所述进料口设置在所述热解室的顶壁上,所述裂解气出口设置 在所述裂解室的侧壁上,所述隔热砖墙竖直地贯穿于所述反应器内,将所述反应器的内部 空间分隔成所述热解室和所述裂解室,所述催化剂加入装置与所述裂解室连接,用于将裂 解催化剂施加于所述裂解室中,所述连通构件设置在所述隔热砖墙上,将热解室和裂解室 连通,优选的,所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部,用于将所述热解室产生的油气, 通过所述连通构件,通入到所述裂解室;陶瓷过滤器4,所述陶瓷过滤器与所述裂解气出口 连接;喷淋塔5,所述喷淋塔与所述陶瓷过滤器连接;燃气罐7,所述燃气罐与所述喷淋塔连 接。
[0032]发明人发现,根据本实用新型实施例的系统工艺简单,操作方便,该反应系统可进 行热解和催化裂解两种作业,热解室产生的油气,可以进入裂解室进行催化裂解,将大分子 的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,并通过催化裂解的方式,大量产生氢气,气体品质 高,从而避免了生产热解油难以利用的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。同时, 该反应器采用了蓄热式辐射管加热技术无需气、固热载体加热,提高了反应器的热效率的 同时简化了系统工艺。
[0033]根据本实用新型的具体实施例,适用于该废旧轮胎热解和催化裂解系统的废旧轮 胎的具体粒径不受特别限制,根据本实用新型的实施例,废旧轮胎可以为块状也可以为小 颗粒,在本实用新型的一些优选实施例中,该反应器采用的废旧轮胎颗粒的粒度为20mm以 下,由此,可以充分利用小颗粒废旧轮胎,资源利用率高,且能够解决大量堆积污染环境的 问题。
[0034]根据本实用新型的实施例,该系统用于热解和催化裂解废旧轮胎,裂解废旧轮胎 采用的催化剂的种类、粒径和用量不受特别限制,本领域技术人员可以根据需要灵活选择。 在本实用新型的一些优选实施例中,催化剂可采用白云石、Ni基催化剂或Fe基催化剂中的 一种或几种混合使用,催化剂的粒径可以为不大于0.5毫米,催化剂的用量可以为物料总 质量的1 %~15 %。由此,催化效率较高,热解油气在裂解室内完成催化裂解过程,使得大分 子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,产生大量的富氢气体,避免了生产热解油难以利 用的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。
[0035] 根据本实用新型的具体实施例,适用于该系统的所述反应器3的炉型不受特别限 制,可以是蓄热式移动床热解和裂解反应器3也可以是其它类型,如非蓄热式或非移动式 等,只要能通过隔热砖墙一体化的分割为热解室和裂解室即可。在本实用新型的一些优选 实施例中,该反应器3采用蓄热式移动床反应器3。
[0036] 根据本实用新型的具体实施例,图2为该废旧轮胎热解和催化裂解系统的热解和 裂解反应器3结构图,如图2所示,所述隔热砖墙设置在反应器内,优选的,位于反应器横向 宽度的2/3处,隔热砖墙的厚度为5-15cm。隔热砖墙竖直地贯穿于反应器内,将反应器的内 部空间分隔成热解室和裂解室,该结构使得在一个炉体内设置了热解室和裂解室,热解室 产生的油气,可以进入裂解室进行催化裂解,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃 类,产生大量的裂解气,从而避免了生产热解油含尘的问题。并且,一个炉体内可进行两种 作业,合二为一,节省建造成本和占地面积。
[0037] 根据本实用新型的具体实施例,所述连通构件360的具体种类不受特别限制,只要 可以将热解室和裂解室连通,从而将热解室产生的油气通入到裂解室即可。在本实用新型 的一些实施例中,图3为从反应器的左向右看时,隔热砖墙的正视图,如图3所示,连通构件 可以为设置在隔热砖墙上的包括多个孔的孔带,优选情况下,所述孔带的高度为3-15cm,所 述孔的直径为l-3cm。连通构件也可以为隔热砖墙纵向长度上,位于下部位置的开口,优选 情况下,所述开口的高度为3-15cm〇
[0038] 根据本实用新型的具体实施例,催化剂加入装置包括:催化剂料斗11;催化剂主管 13,所述催化剂主管与所述催化剂料斗相连;催化剂支管14,所述催化剂支管与所述催化剂 主管相连通,所述催化剂支管穿过所述反应器裂解室的壁并延伸至所述裂解室内部,催化 剂支管设置在裂解室内的蓄热式辐射管的层间;至少一个催化剂喷射件,所述催化剂喷射 件设置在所述催化剂支管上,且位于所述裂解室内部;优选的,所述催化剂支管为多个并沿 所述催化剂主管的长度方向彼此平行布置,催化剂支管设置在所述蓄热式辐射管的层间; 优选的,所述催化剂喷射件包括催化剂喷出管道12和设置在所述催化剂喷出管道上的喷 嘴,所述喷嘴上设置有调节阀,优选的,在裂解室内每根辐射管周围配有催化剂喷出管道。
[0039] 根据本实用新型的实施例,催化剂支管可以延伸至裂解室的中心位置。由此,有利 于催化剂和热解油气混合均匀。且催化剂支管可以为多个并沿催化剂主管的长度方向彼此 平行布置。由此,有利于催化剂在裂解室内均匀分布,进而提高催化效率。
[0040] 根据本实用新型的实施例,催化剂加入装置可以包括10-25层催化剂喷射件。由 此,有利于催化剂在裂解室分布均匀,提高催化效率。根据本实用新型的实施例,催化剂喷 射件可以包括催化剂喷出管道和设置在催化剂喷出管道上的喷嘴,由此,催化剂可以在载 气的作用下经过催化剂喷出管道,并通过喷嘴喷射于裂解室的热解油气中,进一步地,喷嘴 上还可以设置有调节阀,由此便于精确控制催化剂的加入量。
[0041] 根据本实用新型的实施例,催化剂喷射件的数量不受特别限制,本领域技术人员 可以根据需要设定。在本实用新型的实施例中,每个催化剂支管上设置有多个催化剂喷射 件,其上可以设置有4-15个喷嘴。由此,有利于催化剂和热解油气混合均匀,提高催化效率。
[0042] 根据本实用新型的实施例,催化剂支管与催化剂主管的连接方式不受特别限制, 包括但不限于可拆卸地或焊接地连接至催化剂主管。本领与技术人员可以根据实际工作条 件进行选择。
[0043] 根据本实用新型的实施例,载气递送件可以连接至催化剂主管的末端,具体连接 方式不受特别限制,可以可拆卸地连接或焊接至催化剂主管。由此,便于载气递送件工作, 有利于提尚工作效率。
[0044] 根据本实用新型的具体实施例,如图1所示,所述进料口设置在热解室上部的顶壁 上,加料斗通过进料器与所述进料口相连。根据本实用新型的实施例,如图1所示,该系统可 以进一步包括:加料斗和进料器,所述加料斗的出口与所述进料器的入口连接,所述进料器 的出口与所述进料口连接。根据本实用新型的实施例,进料器的具体种类不受特别限制,只 要可以将加料斗中的废旧轮胎有效地输送至反应器中即可。在本实用新型的一些实施例 中,进料器可以为星形送料机或螺旋送料机。由此,能够实现对热加料的自动化输送,输送 量可控,且设备结构简单,操作方便。
[0045] 根据本实用新型的具体实施例,如图1所示,所述反应器进一步还包括半焦出口 330,所述半焦出口设置在所述热解室的下部,所述半焦出口与所述半焦输送装置9连接。由 此,可以利用半焦输送装置将反应器中获得的半焦进行输送。半焦输送装置的具体种类不 受特别限制,包括但不限于星形或螺旋输送机9。由此,能够实现对半焦的自动化输送,且输 送量可控,设备结构简单,操作方便。
[0046] 根据本实用新型的实施例,参照图2,所述反应器内部布置有多层沿所述反应器的 高度方向布置在所述热解室和所述裂解室内部的蓄热式辐射管,每层蓄热式辐射管可以包 括多个彼此平行且沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管。根据本实用新型的实施例,所述 热解室和裂解室内分别分布了至少一根所述蓄热式辐射管,优选的,所述至少一根蓄热式 辐射管均匀分布。蓄热式辐射管能够有效用于对热解料和裂解室内的油气进行加热,使其 进行热解和裂解反应,具体地,可以向蓄热式辐射管内通入可燃气和空气,使可燃气燃烧实 现对热解料和裂解室内的油气的加热功能。该反应器采用蓄热式辐射管加热技术,无需气、 固热载体加热,热解气不会被稀释,热值高,且反应器内温度分布均匀,表面温差小,排烟温 度低,热效率高,提高了反应器的热效率的同时简化了系统工艺,反应系统结构简单,操作 方便。
[0047] 根据本实用新型的实施例,在所述反应器的热解室中,热解料自上而下运动,所述 反应器中设置的蓄热式辐射管可以将热解料打散使其均匀分布。根据本实用新型的实施 例,蓄热式辐射管的形状不受特别限制,在本实用新型的一些实施例中,可以为圆柱形,由 此有利于物料的打散,实现混合热解料在热解室中的均匀分散。辐射管的水平间距为200-500mm,垂直间距为200-700mm,辐射管层数为10-25层,反应器宽度为2-6m,反应器高度为3-20m。另外,蓄热式辐射管可以为均匀布置的单向蓄热式辐射管,管壁温度利用燃气调节阀 控制在500~700°C范围,热解料在反应器中自上而下停留1-50分钟,并加热到500~600°C, 完成热解过程。同时,蓄热式辐射管可以采取定期换向的燃烧方式,使得单根蓄热式辐射管 的表面温差只有30°C左右,没有局部高温区,由此,有利于提高热效率。
[0048] 根据本实用新型的具体实施例,所述反应器设有燃气入口 322、空气入口 321以及 烟气出口 311,其中,燃气入口和烟气出口分别与蓄热式辐射管连接,分别用于通入可燃气 和排出烟气,空气入口分别与气源和蓄热式辐射管连接,用于将气源产生的空气通入蓄热 式辐射管中。由此,可以通过燃气入口将热解室中获得半焦输送至气化炉中,对半焦进行气 化处理,以获得可燃气和灰渣,得到的可燃气可以通过燃气入口进入到蓄热式辐射管中,同 时,可以通过空气入口来使用风机向蓄热式辐射管中通入空气,使可燃气燃烧对热解室中 的热解料进行加热。另外,通过烟气出口将蓄热式辐射管中的烟气输送到废旧锅炉中,回收 烟气,使烟气不会排放到空气中。由此,可以对半焦进行充分的利用,不造成浪费,经济性 好,并且,对烟气进行回收,不造成环境污染,绿色环保。
[0049] 根据本实用新型的实施例,该系统可以进一步包括:陶瓷过滤器,所述陶瓷过滤器 设置在所述裂解室的裂解气出口和所述喷淋塔之间。所述陶瓷过滤器的入口与所述裂解室 的裂解气出口连接,所述陶瓷过滤器的出口和所述喷淋塔的入口连接。陶瓷过滤器的具体 种类不受特别限制,只要可以将裂解气出口排出的裂解气有效地进行除尘处理即可。
[0050] 根据本实用新型的实施例,如图1所示,该系统可以进一步包括:喷淋塔,所述喷淋 塔设置在所述陶瓷过滤器和所述燃气引风机之间。所述喷淋塔的入口与所述陶瓷过滤器的 出口连接,所述喷淋塔的出口与所述燃气引风机的入口连接。喷淋塔的具体种类不受特别 限制,只要能够洗涤净化裂解气即可。
[0051] 根据本实用新型的实施例,如图1所示,该系统可以进一步包括:燃气引风机6,其 中,所述燃气引风机布置在所述喷淋塔和所述燃气罐之间。所述燃气引风机入口与所述喷 淋塔的出口连接,所述燃气引风机出口与所述燃气罐进口连接。
[0052] 根据本实用新型的实施例,如图1所示,该系统可以进一步包括:燃气罐,所述燃气 罐设置在所述燃气引风机的一端。所述燃气罐的入口与所述燃气引风机的出口连接。燃气 罐的具体种类不受特别限制,只要能够储存裂解气即可。
[0053] 根据本实用新型的实施例,如图1所示,该系统可以进一步包括:气化炉8,所述气 化炉设置在所述蓄热式辐射管的燃气入口和半焦输送装置之间。所述气化炉入口与所述半 焦输送装置的出口连接,所述气化炉出口与所述蓄热式辐射管的燃气入口连接。气化炉的 具体种类不受特别限制,只要能够将半焦进行气化处理,以获得可燃气和灰渣即可,并且, 气化后得到的灰渣排出,得到的可燃气可以通过蓄热式辐射管的燃气入口进入到蓄热式辐 射管中,通过可燃气燃烧对热解室中的热解料进行加热。由此,能够实现对半焦进行充分的 利用,不造成浪费,经济性好。
[0054] 根据本实用新型的实施例,如图1所示,该系统可以进一步包括:废热锅炉10,所述 废热锅炉设置在所述蓄热式辐射管的烟气出口一端。所述废热锅炉的入口与所述蓄热式辐 射管的烟气出口相连接。废旧锅炉的具体种类不受特别限制,只要能够回收烟气即可。由 此,对烟气进行回收,不造成环境污染,绿色环保。
[0055] 在本实用新型的另一个方面,本实用新型提供了一种利用前面所述的系统进行废 旧轮胎热解和催化裂解的方法。根据本实用新型的实施例,该方法包括以下步骤:
[0056] a.将废旧轮胎颗粒通过进料口320加入到所述反应器中,在所述反应器的热解室 中完成热解过程。其中,所述废旧轮胎从加料斗1进入到进料器2中,经反应器上部的进料口 320加入到蓄热式移动床反应器3中,并被所述反应器内的蓄热式辐射管打散,热解半焦从 反应器底部的半焦出口330排出,并经半焦输送装置9(优选为螺旋输送机)排出。
[0057]根据本实用新型的实施例,废旧轮胎的具体粒径不受特别限制,废旧轮胎可以为 块状废旧轮胎也可以为小颗粒废旧轮胎,在本实用新型的一些优选实施例中,该反应器采 用的废旧轮胎颗粒的粒度为20mm以下,由此,可以充分利用小颗粒废旧轮胎,资源利用率 高,且能够解决大量堆积污染环境的问题。
[0058]根据本实用新型的实施例,在热解室中,废旧轮胎自上而下运动,热解室中设置的 15蓄热式辐射管可以将废旧轮胎打散使其均匀分布,废旧轮胎颗粒在反应器中自上而下停 留1-50分钟,废旧轮胎颗粒被反应器热解室中的蓄热式辐射管加热到500~600°C。具体的, 可以通过燃气阀控制蓄热式辐射管管壁的温度在500~700°C范围,并加热到500~600°C, 完成热解过程。
[0059] b.热解产生的油气,通过所述反应器隔热砖墙上设置的连通构件,进入到所述反 应器的裂解室。
[0060] 根据本实用新型的实施例,隔热砖墙设置在反应器内,优选的,位于反应器横向宽 度的2/3处,隔热砖墙的厚度为5-15cm,隔热砖墙竖直地贯穿于反应器内,将反应器的内部 空间分隔成热解室和裂解室,该结构使得在一个炉体内设置了热解室和裂解室,热解室产 生的油气,可以进入裂解室进行催化裂解,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类。 由此,一个炉体内可进行两种作业,合二为一,节省建造成本和占地面积。根据本实用新型 的实施例,连通构件可以为设置在隔热砖墙上的包括至少一个孔的孔带,也可以为隔热砖 墙纵向长度上,位于下部位置的开口。具体的,热解产生的油气,通过反应器隔热砖墙下部 的孔带或者开口,进入到裂解室。
[0061] c.所述热解产生的油气进入到所述裂解室内,催化剂加入装置将催化剂喷洒于 所述裂解室中,所述热解油气在所述裂解室内完成催化裂解过程,产生裂解气。
[0062]根据本实用新型的实施例,该系统用于热解和催化裂解废旧轮胎,裂解废旧轮胎 采用的催化剂的种类、粒径和用量不受特别限制,本领域技术人员可以根据需要灵活选择。 在本实用新型的一些优选实施例中,催化剂可采用白云石、Ni基催化剂或Fe基催化剂中的 一种或几种混合使用,催化剂的粒径可以为不大于0.5毫米,催化剂的用量可以为废旧轮 胎总质量的1%~15%。由此,催化效率较高,热解油气在裂解室内完成催化裂解过程,使得 大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,产生大量的富氢气体,避免了生产热解油难 以利用的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。
[0063]根据本实用新型的实施例,所述裂解室内分布了至少一根所述蓄热式辐射管,优 选的,所述至少一根蓄热式辐射管均匀分布,并且,在所述每根蓄热式辐射管周围配有至少 一根的催化剂喷出管道12,优选的,所述蓄热式辐射管和所述催化剂喷出管道12交替平行 分布。蓄热式辐射管能够有效用于对裂解室内的油气进行加热,使其进行催化裂解反应。在 本实用新型的一些优选实施例中,热解油气被反应器裂解室中的蓄热式辐射管加热到600-9〇〇°C,具体地,在每根辐射管周围配有催化剂喷出管道12,粒径<0.5mm的催化剂通过催化 剂喷出管道12均匀地喷洒于裂解室中,可以通过燃气阀控制蓄热式辐射管管壁的温度为 600~900°C,热解油气在反应器中迅速被加热至600-900°C,完成热裂解过程,由此,大分子 的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,产生大量的裂解气(富氢气体),避免了生产热解油 难以利用的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。
[0064] d.所述裂解气通过裂解气出口 310排出,经陶瓷过滤器4进行除尘处理后进入到喷 淋塔5中,对所述裂解气进行净化处理。
[0065] 根据本实用新型的实施例,与裂解气出口 310连接的是陶瓷过滤器4,所述陶瓷过 滤器4还与喷淋塔5相连,其中,所述的陶瓷过滤器4是用于将裂解气出口 310排出的裂解气 有效地进行除尘处理,所述的喷淋塔5是用于将除尘后的裂解气进行洗涤净化处理。具体 的,裂解气通过裂解气出口 310,进入陶瓷过滤器4中除尘净化,然后进入喷淋塔5中洗涤净 化,得到净化后的裂解气,从而避免了生产热解油含尘的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁 尚效利用。
[0066] e.经净化的净裂解气经燃气引风机6进入燃气罐7中,进行储存。
[0067] 根据本实用新型的实施例,与喷淋塔5相连的是燃气罐7,所述燃气罐7是用于储存 裂解气的,净化后的裂解气经燃气引风机6送入燃气罐7,进行储存。
[0068] 实施例一:
[0069] (1)破碎至粒度<20mm的废旧轮胎在加料斗1中经进料器2进入蓄热式移动床反应 器3,移动床反应器3被隔热砖墙分为热解室和裂解室。
[0070] (2)热解室中均匀布置了单向蓄热式辐射管,管壁温度利用燃气调节阀控制在500 ~700°C范围,废旧轮胎在反应器中自上而下停留1-50分钟,并加热到500~600°C,完成热 解过程。
[0071] (3)热解产生的油气,通过反应器下部隔热砖墙的开口,进入到裂解室,裂解室中 均匀布置了单向蓄热式辐射管,管壁温度利用燃气调节阀控制在600~900°C范围,在每根 辐射管周围配有催化剂喷出管道,粒径<0.5mm的催化剂通过催化剂喷出管道12均匀地喷 洒于裂解室中,热解油气在裂解室内被加热到600-900°C,完成催化裂解过程,大分子的焦 油分子裂解为小分子的气态烃类,产生大量的富氢气体,避免了生产热解油难以利用的问 题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。催化剂可采用白云石、Ni基催化剂或Fe基催化剂 中的一种或几种混合使用。
[0072] (4)裂解气通过反应器出口,进入陶瓷过滤器4中除尘,经过除尘后的裂解气进入 喷淋塔5中洗涤进一步净化,洗涤后的净裂解气经燃气风机6送入燃气罐7,可用于生产人造 天然气等广品。
[0073] (5)废旧轮胎热解产生的半焦,通过螺旋输送机9送入气化炉8,气化气可供给辐射 管燃烧,气化后的灰渣排出。
[0074] (6)蓄热式辐射管燃烧产生的烟气,进入废热锅炉回收热量,产生高品质蒸汽。
[0075]发明人发现,根据本实用新型实施例的该方法,根据本实用新型实施例的系统结 构简单,操作方便,温度分布均匀,加热效果好。反应器分为热解室和裂解室,热解室产生的 油气,可以进入裂解室进行催化裂解,将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类,产生 大量的裂解气,从而避免了生产热解油含尘的问题,真正实现了废旧轮胎的清洁高效利用。 并且,该系统中将一个炉体内设置了热解室和裂解室,使得一个炉体内可进行两种作业,合 二为一,节省建造成本和占地面积。同时,该反应器采用了蓄热式辐射管加热技术无需气、 固热载体加热,提高了反应器的热效率的同时简化了系统工艺。
[0076]利用废旧轮胎热解和催化裂解系统对废旧轮胎进行处理,原料的基础数据见表1。 [0077]表1:废旧轮胎基础数据
[0078]
Figure CN205974398UD00111
[0079]利用该反应系统处理废旧轮胎,得到的气体产品产率为58%,热解焦油几乎全部裂 解为气态产物,产气率高。裂解气中氢气含量为45%,品质高。
[0080] 在本实用新型的描述中,需要理解的是,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一个或者更多个该特征。
[0081] 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。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。
[0082]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。 [0083]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。
[0084] 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,同时,对于本领域的一般技术人员,依据 本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (7)

1. 一种废旧轮胎热解和催化裂解系统,其特征在于,包括: 加料斗; 进料器,所述进料器与所述加料斗连接; 热解和裂解反应器,包括:进料口、热解室、裂解室和裂解气出口,所述进料口设置在所 述热解室的顶壁上,所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上;以及: 蓄热式辐射管,所述蓄热式辐射管沿所述反应器的高度方向多层布置在所述热解室和 所述裂解室内部,每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管; 隔热砖墙,所述隔热砖墙设置在所述反应器横向宽度的2/3处,竖直地贯穿于所述反应 器内,将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室; 催化剂加入装置,其与所述裂解室连接,用于将裂解催化剂施加于所述裂解室中;所述 催化剂加入装置包括:催化剂料斗;催化剂主管,所述催化剂主管与所述催化剂料斗相连; 催化剂支管,所述催化剂支管与所述催化剂主管相连通,所述催化剂支管穿过所述反应器 裂解室的壁并延伸至所述裂解室内部;多个催化剂喷射件,所述催化剂喷射件设置在所述 催化剂支管上,且位于所述裂解室内部;所述催化剂支管为多个并沿所述催化剂主管的长 度方向彼此平行布置,所述催化剂支管设置在所述蓄热式辐射管的层间;所述催化剂喷射 件包括催化剂喷出管道和设置在所述催化剂喷出管道上的喷嘴,所述喷嘴上设置有调节 阀; 连通构件,所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部,用于将所述热解室产生的油气, 通过所述连通构件,通入到所述裂解室; 陶瓷过滤器,所述陶瓷过滤器一端与所述裂解气出口连接,另一端与喷淋塔连接; 喷淋塔,所述喷淋塔与所述陶瓷过滤器连接; 燃气罐,所述燃气罐与所述喷淋塔连接。
2. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述连通构件为设置在所述隔热砖墙上的 包括多个孔的孔带;或者所述连通构件为所述隔热砖墙纵向长度上,位于下部位置的开口。
3. 根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述隔热砖墙的厚度为5-15cm,所述孔带 的高度为3-15cm,所述孔的直径为l-3cm,所述开口的高度为3-15cm〇
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,进一步包括燃气引风机,其中, 所述燃气引风机一端与所述喷淋塔的出口连接,另一端与所述燃气罐进口连接。
5. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,还包括气化炉,所述气化炉分 别与所述蓄热式辐射管的燃气入口和半焦输送装置连接;废热锅炉,所述废热锅炉与所述 蓄热式辐射管的烟气出口相连接。
6. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,所述加料斗通过所述进料器与 所述进料口相连。
7. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统,其特征在于,还包括半焦出口,所述半焦出 口设置在所述热解室的下部,所述半焦出口与所述半焦输送装置连接。
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