CN210915936U - 一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备,包括集热装置、进料预热装置、裂解装置、油气分离储存装置、固体产物回收装置和自动控制系统；所述装置之间相互连接，所述基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备中的集热装置能吸收太阳能为废旧轮胎裂解提供必要的温度；本实用新型解决了现有技术中传统热解方式对化石燃料或电的强烈依赖，另一方面解决了太阳光因天气和不同时间段等因素导致供热不足的缺点，提高了经济效益，减少了碳排放；裂解装置结构紧凑，提高了热量的利用效率；加热方式能够实现自动控制，方便快捷；油气管路设有换热装置，预热的惰性气体通入裂解炉内促进油气的产生和排出，实现能量多级利用，提高了能量的利用效率。

Description

一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备

技术领域

本实用新型涉及废旧轮胎再处理的装置，特别涉及一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备。

背景技术

2018年世界轮胎产量预计超过22亿条，到2020年，全年轮胎需求量可超过25亿条，年复合增速在3％-预计5％左右，同时废旧轮胎数量也持续增加。废旧轮胎被认为是一个日益严重的环境和经济问题，所以如何合理、高效的处理这些废旧轮胎日益成为各国广泛关注的焦点。我国废旧轮胎综合利用的方法主要有废旧轮胎翻新再制造、生产再生胶、橡胶粉和热裂解等，但前三种处理方式的利用效率和经济型较低，目前已被逐渐淘汰。废旧轮胎通过热裂解获得高能量的氢碳，被认为是一种更环保高效的处理方法。热解是废轮胎资源化利用方式中最具潜力的处理方式，它可实现废轮胎完全资源化回收，生产出高品质的热解油和热解炭黑废旧轮胎的热解产物是高附加值的材料，如油、炭和氢碳气体，以及钢索。然而通过废旧轮胎的热解对能量的要求很高，目前热解源主要是通过燃烧化石燃料或电加热提供，耗能高，裂解炭黑质量差、产量低，因此热解被认为是一种经济效益不高的再处理技术。

CN201520987183.0涉及新型生物质热裂解装置，属于生物质热化学转化技术领域，包括燃烧室和设在燃烧室内部的外筒，外筒的中央设有内筒，外筒的内部设有蛇形分布的螺旋换热管，螺旋换热管缠绕在内筒的外壁，外筒的内部底端设有布风板，燃烧室上方设有离心鼓风机。该生物质热裂解装置采用外筒和内筒间通入燃烧室内的高温热风，利用外筒壁和内筒壁直接加热生物质原料，生物质原料的热接触面积，缩短加热时间；利用螺旋换热管预先加热不凝可燃气，不凝可燃气和高温热风混合后形成的高温流化气再次加热生物质原料，加热效率提高，降低能源消耗；该装置的总高度比现有热裂解装置降低了40～50％，降低了生产成本,但螺旋换热管为空气预热器，为不可凝气体预热，其预热后的不可燃气体温度低，需要和高温热风混合后加热生物质原料。CN201810362790.6公开了一种EPT废旧轮胎连续裂解装置，包括与轮胎进料系统连接的裂解炉、用于加热裂解炉的加热装置、与所述裂解炉连通的固气分离器、与固气分离器连通的冷凝器、与冷凝器连通的油气分离器以及与油气分离器连通的油储罐和燃气储罐。裂解炉内有垂直设置的裂解管，上端进料，下端出料，实现轮胎的连续裂解。本实用新型还公开了采用上述装置连续裂解废旧轮胎的方法，通过对工艺条件的控制实现了轮胎的完全裂解，裂解效果好，且生产效率高，该加热方式为裂解炉加热裂解管，在裂解管内完成预热和裂解；CN200710017023.3公开一种生物质气焦油高温裂解方法及装置，其方法主要包括步骤(A)生物质气化炉气化；(B)水洗、过滤，还包括(C)高温裂解步骤，所述(C)高温裂解步骤是在专用的高温裂解装置中进行的，由(A)和(B)步骤排出的温度为250℃～350℃的生物质气，进入专用的高温裂解炉，经800℃～1200℃的高温进行裂解反应，生成低碳的甲烷、乙烷及乙烯类可燃气体；净化后的气体进入用户网使用。其装置包括控制器、进气管、换向阀、热电偶、排气管、裂解炉和加热器，其特征在于所述裂解炉为三段式结构，中间为高温加热段，两端为低温存储段，所述裂解炉两端分别安装有换向阀，该阀的一端与进气管相连接，另一端与排气管相连接，排气管和换向阀上安装有与控制器电连接的热电偶，且换向阀有两条通路状态，控制生物质气以正、反向流动。但以上技术没有公开利用太阳能等清洁能源进行裂解加热，并利用一整套系统的处理来实现轮胎裂解的方法及设备。

一个比较环保有效的解决方案是利用太阳能热能替代或者部分替代化石燃料或电加热裂解的技术，将太阳能集热和电加热相结合的加热方式，减少裂解过程对化石燃料或电的强烈依赖性，改善太阳能集热不稳定的缺点，更大的发挥太阳能集热的优势，降低化石燃料的依赖，减轻环境污染。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用太阳能预热及裂解废旧轮胎获得油品、钢丝和炭黑的装置。解决现有热裂解技术对化石原料和电能的强烈依赖，以提高经济效益，减少环境污染。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，其特征在于：包括集热装置、进料预热装置、裂解装置、油气分离储存装置、固体产物回收装置和自动控制系统。

所述装置之间相互连接，所述基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备中的集热装置能吸收太阳能为废旧轮胎裂解提供必要的温度；

所述进料预热装置包括料斗、管壳换热器、螺旋进料机和推料装置，管壳换热器的列管束平行于螺杆中心轴、均匀分布于螺旋进料机的外壁内；推料装置位于螺旋进料机的左上方，包括推块和传动装置，推块底边与进料门底边处于同一水平线。

所述集热装置包括定日镜、接收器、热盐储存罐、膨胀槽和冷盐储存罐，定日镜由自动跟踪装置和反射板组成，自动跟踪装置包括两个伺服电机，伺服电机A和伺服电机B，驱动腰关节的左右摇摆和肘关节的俯仰运动；

自动跟踪装置获得的当地经纬度、时间日期，通过计算机软件获得太阳光入射角λ，假设反射板与地面水平方向角度为α，反射光线与反射板的法向夹角为β，反射板与接收器间的水平距离为L，垂直距离为H，在三角ABC中，由勾股定理知：

tanβ＝H/L

反射板与接收器的水平距离L和垂直距离H可通过位移传感器获得，因此可求得反射光线与水平方向的角度β，进而在三角形ADE中由三角关系知:

α＝90-(β+λ)

即可求得反射板与水平方向的夹角α，即反射板与水平方向的俯仰角度；所述接收器位于定日镜聚焦的焦点上，接收器内部有搅拌叶片，出口一条先经热盐储存罐后连接热盐循环泵，另一条直接连接热盐循环泵，热盐储存罐将传热流体在过剩的时候暂时储存，以备后用；所述膨胀槽可以补充系统中损失的传热流体，并且将换向阀转换状态时进入传热流体的气体排出；所述冷盐储存罐在夜晚或者天气条件不好时，将管道、换热器和接收器中的传热流体由膨胀槽溢流入冷盐储存罐储存起来，防止传热流体冷却凝固，造成管道和装置堵塞和腐蚀。进一步的，作为本实用新型的另一个优选方式，所述接收器位于定日镜和二级反射镜聚焦的焦点上；

所述裂解装置包括进料门、螺旋换热管、电热板、旋转螺带式搅拌机、挡板、油气出口、裂解炉底座、振动炉排，进料门位于裂解炉的左上方，与裂解炉通过铰链连接，进料口与水平方向有1～2度斜坡，防止进料门关闭不严密导致油气外泄；螺旋换热管位于裂解炉的炉壁内，入、出口分别连接换向阀和冷盐循环泵；电热板贴附在裂解炉内壁上，内表面有防腐蚀材料的挡板；旋转螺带式搅拌机位于裂解炉中心处，上方与裂解炉顶通过轴承连接，下方由裂解炉底座支撑；旋转螺带式搅拌机与挡板配合使用，使搅拌均匀且不发生打漩；裂解炉底座中心处设有振动炉排，裂解后的炭黑和钢丝混合物经过振动炉排间隙掉落。

所述油气分离储存装置包括疏水阀、空预器，冷凝塔、储气罐和储油罐，疏水阀可以吸收油气中的水蒸气，空预器为外界通入的惰性气体预热，用于促进裂解油气的排出；进入冷凝塔的不可凝气体进入储气罐，可凝油品进入储油罐。

所述固体产物回收装置包括排料开关、重力风选机和可移动小车；

裂解完成打开排料开关，裂解产生的固体产物经振动炉排的缝隙排出，炭黑和钢丝进入重力风选机中分离，钢丝直接进入可移动小车，炭黑经打包后投入可移动小车。

进一步的，作为本实用新型的另一个优选方式，所述固体产物回收装置包括排料开关、除渣机、重力风选机和可移动小车；

裂解完成打开排料开关，裂解产生的固体产物经振动炉排的缝隙排到除渣机中，除渣机内部有推板，将去除灰尘、砂石后的炭黑和钢丝推入重力风选机中分离，钢丝直接进入可移动小车，炭黑经打包后投入可移动小车。

所述集热装置控制系统包括定日镜控制器、温度传感器、电热板继电器、换向阀和卸载阀，定日镜控制器包括GPS定位系统和DSP 处理器；温度传感器位于集热装置的出口，温度传感器将传热流体的温度输出到集热装置控制系统，集热装置控制系统的输出信号控制换向阀的接通状态，换向阀出口连接裂解炉的螺旋换热管和螺旋进料机的管壳换热器；电热板继电器位于电热板和电源的电路之间，控制电路的开闭。

所述裂解炉底座内壁与水平方向呈2～3度斜坡，裂解产物经螺带式搅拌机带动旋转，以其自身重力作用下沿炉底斜坡排料更为顺畅。

所述传热流体为硝酸盐，其中热盐储存罐和冷盐储存罐均为同种硝酸盐。

所述换向阀三种转换状态，常态为关闭，在两条通路转换状态时有3～5秒间隔，此时换向阀处于关闭状态，管道内压强增加，此时卸载阀开启，使切换前管道中的传热流体经循环泵排走。

所述单向阀在夜晚或天气条件不好传热流体排空时将所在管路切断，使传热流体只能进入膨胀槽后溢流入冷盐储存罐储存起来。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：

1.采用太阳能集热和电热板发热两种供热方式配合为裂解过程供热，一方面降低了传统热解方式对化石燃料或电的强烈依赖，另一方面解决了太阳光因天气和不同时间段等因素导致供热不足的缺点，提高了经济效益，减少了碳排放；

2.定日镜的自动跟踪装置会随太阳的移动而自动调整反射板的方向和角度，为接收器提供稳定的太阳辐射，以保证充足的热能输出；另外可以调整定日镜的数量解决因季节、气候因素导致的热源不足的问题；

3.硝酸盐热稳定性好，比热容高，作为储热载体可缓解夜晚热量不足的问题，同时它使用温度高、对流传热系数高，作为传热流体能有效提高传热效率，另外硝酸盐和管道材料中的铁原子发生氧化还原反应，在管道表面形成氧化膜，能减少管道的腐蚀；在阴天或者晚上流体传热系统停用，卸载阀配合循环泵能将管路中残留的传热流体及时排除，接收器中的传热流体在自身重力作用下回流，经单向阀阻截后进入冷盐储存罐，有效避免传热流体在管路中冷却而导致堵塞和腐蚀；

4.裂解装置结构紧凑，提高了热量的利用效率；加热方式能够实现自动控制，方便快捷。油气管路设有换热装置，预热的惰性气体通入裂解炉内促进裂解油气的排出，实现能量多级利用，提高了能量的利用效率。

附图说明

图1是定日镜控制系统示意图。

图2(a)，图2(b)是太阳能预热及裂解废旧轮胎的预热及裂解装置的第一种和第二种实施例的示意图。

图3(a)，图3(b)是太阳能预热及裂解废旧轮胎的集热装置的第一种和第二种实施例的示意图。

图4是太阳能预热及裂解废旧轮胎的工艺流程图。

附图中标号：在第一个实施例中：支撑架1、腰关节2、肘关节3和反射板4，接收器5，搅拌叶片6，温度传感器7，热盐储存罐8，热盐循环泵9，换向阀10，卸载阀11，电机12，料斗13，管壳换热器 14，推块15，螺杆16，螺旋换热管17.进料门18，电热板19，挡板 20，旋转螺带式搅拌机21，油气出口22，疏水阀23，空预器24，冷凝塔25，储油罐26，储气罐27,裂解炉底座28，振动炉排29，排料开关30，重力风选机31，可移动小车32，风机33，冷盐循环泵34，单向阀35，膨胀槽36，冷盐储存罐37

在第二个实施例中：支撑架1，腰关节2，肘关节3，反射板4，搅拌叶片5，接收器6，二级反射镜7，温度传感器8，热盐储存罐9，热盐循环泵10，换向阀11，卸载阀12，电机13，料斗14，管壳换热器15，螺杆16，推块17，螺旋换热管18，电热板19，进料门20，挡板21，旋转螺带式搅拌机22，油气出口23，疏水阀24，空预器25，冷凝塔26，储油罐27，储气罐28，风机29，可移动小车30，重力风选机31，除渣机32，排料开关33，振动炉排34，裂解炉底座35，冷盐循环泵36，单向阀37，膨胀槽38，冷盐储存罐 39

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-4所示，一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，其特征在于：包括集热装置、进料预热装置、裂解装置、油气分离储存装置、固体产物回收装置和自动控制系统。

所述装置之间相互连接，所述基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备中的集热装置能吸收太阳能为废旧轮胎裂解提供必要的温度；

所述进料预热装置包括料斗13、管壳换热器14、螺旋进料机和推料装置，管壳换热器14的列管束平行于螺杆中心轴、均匀分布于螺旋进料机的外壁内；推料装置位于螺旋进料机的左上方，包括推块 15和传动装置，推块15底边与进料门18底边处于同一水平线。

所述集热装置包括定日镜、接收器5、热盐储存罐8、膨胀槽 36和冷盐储存罐37，定日镜由自动跟踪装置和反射板4组成，自动跟踪装置包括两个伺服电机，伺服电机A和伺服电机B，驱动腰关节 2的左右摇摆和肘关节3的俯仰运动；

自动跟踪装置获得的当地经纬度、时间日期，通过计算机软件获得太阳光入射角λ，假设反射板4与地面水平方向角度为α，反射光线与反射板4的法向夹角为β，反射板4与接收器5间的水平距离为L，垂直距离为H，在三角ABC中，由勾股定理知：

tanβ＝H/L

反射板4与接收器5的水平距离L和垂直距离H可通过位移传感器获得，因此可求得反射光线与水平方向的角度β，进而在三角形ADE 中由三角关系知:

α＝90-(β+λ)

即可求得反射板4与水平方向的夹角α，即反射板4与水平方向的俯仰角度；所述接收器5位于定日镜聚焦的焦点上，接收器5内部有搅拌叶片，出口一条先经热盐储存罐8后连接热盐循环泵，另一条直接连接热盐循环泵，热盐储存罐8将传热流体在过剩的时候暂时储存，以备后用；所述膨胀槽36可以补充系统中损失的传热流体，并且将换向阀10转换状态时进入传热流体的气体排出；所述冷盐储存罐37 在夜晚或者天气条件不好时，将管道、换热器和接收器5中的传热流体由膨胀槽36溢流入冷盐储存罐37储存起来，防止传热流体冷却凝固，造成管道和装置堵塞和腐蚀。

所述裂解装置包括进料门18、螺旋换热管17、电热板19、挡板20、旋转螺带式搅拌机21、挡板20、油气出口22、裂解炉底座 28、振动炉排29，进料门18位于裂解炉的左上方，与裂解炉通过铰链连接，进料口与水平方向有1～2度斜坡，防止进料门关闭不严密导致油气外泄；螺旋换热管17位于裂解炉的炉壁内，入、出口分别连接换向阀10和冷盐循环泵34；电热板19贴附在裂解炉内壁上，内表面有防腐蚀材料的挡板20；旋转螺带式搅拌机21位于裂解炉中心处，上方与裂解炉顶通过轴承连接，下方由裂解炉底座28支撑；旋转螺带式搅拌机21与挡板20配合使用，使搅拌均匀且不发生打漩；裂解炉底座28中心处设有振动炉排29，裂解后的炭黑和钢丝混合物经过振动炉排29间隙掉落。

所述油气分离储存装置包括疏水阀23、空预器24，冷凝塔25、储气罐27和储油罐26，疏水阀23可以吸收油气中的水蒸气，空预器24为外界通入的惰性气体预热，用于促进裂解油气的排出；进入冷凝塔25的不可凝气体进入储气罐27，可凝油品进入储油罐26。

所述固体产物回收装置包括排料开关30、重力风选机31和可移动小车32；

裂解完成打开排料开关30，裂解产生的固体产物经振动炉排29 的缝隙排出，炭黑和钢丝进入重力风选机31中分离，钢丝直接进入可移动小车32，炭黑经打包后投入可移动小车32。

所述集热装置控制系统包括定日镜控制器、温度传感器7、电热板继电器、换向阀10和卸载阀11，定日镜控制器包括GPS定位系统和DSP处理器；温度传感器7位于集热装置的出口，温度传感器7 将传热流体的温度输出到集热装置控制系统，集热装置控制系统的输出信号控制换向阀10的接通状态，换向阀10出口连接裂解炉的螺旋换热管17和螺旋进料机的管壳换热器14；电热板继电器位于电热板 19和电源的电路之间，控制电路的开闭。

所述裂解炉底座28内壁与水平方向呈2～3度斜坡，裂解产物经螺带式搅拌机带动旋转，以其自身重力作用下沿炉底斜坡排料更为顺畅。

所述传热流体为硝酸盐，其中热盐储存罐8和冷盐储存罐37 均为同种硝酸盐。

所述换向阀10三种转换状态，常态为关闭，在两条通路转换状态时有3～5秒间隔，此时换向阀10处于关闭状态，管道内压强增加，此时卸载阀11开启，使切换前管道中的传热流体经循环泵排走。

所述单向阀35在传热流体在夜晚或天气条件不好传热流体排空时将所在管路切断，使传热流体只能进入膨胀槽后溢流入冷盐储存罐37储存起来。

工况一

本实用新型实施例中，一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，包括：集热装置、进料预热装置、裂解装置、油气分离储存装置、固体产物回收装置和自动控制系统。

所述集热装置通过流体管道分别与进料预热装置和裂解装置连接，裂解装置与油气分离储存装置通过油气管道连接，集热装置包括：定日镜、接收器5、热盐储存罐8和冷盐储存罐37，定日镜由支撑架 1、腰关节2、肘关节3和反射板4组成；

所述集热装置连接集热装置控制系统，集热装置控制系统的计算机软件根据GPS定位和DSP处理器获得当地的经、纬度和时间日期，计算出太阳光的入射角λ和运动规律，伺服电机A控制腰关节2按太阳运动规律绕支撑架1轴线作旋转运动，控制系统的位移传感器获得反射板4和接收器5间的水平距离L和垂直距离H，根据几何关系获得反射板4与水平方向的倾角α，伺服电机B控制肘关节3作俯仰运动，调整反射板4与水平方向夹角至倾角α，使太阳光经反射板准确反射到接收器5上，加热其内的传热流体，搅拌叶片6搅动使传热流体受热均匀。

温度传感器7检测集热装置出口的传热流体的温度，将温度传递给自动控制系统，自动控制系统根据传热流体的温度调节换向阀 10和电热板电路的接通状态；测温后的高温传热流体一部分进入热盐储存罐8，另一部分直接被热盐循环泵9送至换向阀10，换向阀10出口分别连接通路②进入裂解炉的螺旋换热管17和通路①进入螺旋进料机的管壳换热器14；

卸载阀11并联在进料预热装置和裂解装置的通路上。

挡板20在电热板19内表面；振动炉排29安装在裂解炉底座28上；

传热流体的温度在200℃以下时，换向阀10接通回路①，传热流体进入螺旋进料机中的管壳换热器14，使轮胎碎块在低速进料过程中完成预热；

将废旧轮胎清洗破碎磁选钢丝后投入料斗13中，电机12低速旋转，当轮胎碎块进满螺旋进料机，电机12停转，轮胎碎块充分预热后电机12复转，螺杆16推动轮胎碎块向上运动，此时电热板19的电路接通，为裂解过程提供热量；

轮胎碎块排出螺旋进料机后堆积在推块15右侧一定量时，电机 12停止转动，传动装置推动推块15将轮胎碎块经进料门18推入裂解炉中，进料门18处炉壁有2～3度楔形角度，进料完成后裂解炉内高压气体会将进料门18关闭，炉壁楔角使其压紧；旋转螺带式搅拌机21带动轮胎碎块旋转，经挡板20阻滞，使轮胎碎块在裂解炉中受热均匀，裂解产生的固体产物经振动炉排29缝隙排出裂解炉。

打开排料开关30，裂解后的固体产物经振动炉排29缝隙掉入重力风选机31，在风机33持续通风时，较轻的的炭黑从上方通道经打包好放入可移动小车32。

裂解产生的油气从油气出口22排出经疏水阀23吸收水蒸气后进入空预器24，空预器24为外界通入的惰性气体预热；预热后的油气进入冷凝塔25进行油-气分离，可凝油品进入储油罐26，不可凝气体进入储气罐27；预热后的惰性气体进入裂解炉中，促进油气的外排。

预热和裂解过程完成后的传热流体被冷盐循环泵34经单向阀35泵送回接收器5中，损失传热流体从膨胀槽36补充，夜晚或天气条件不好时传热系统的流体经膨胀槽36溢流进冷盐储存罐37。

工况二

本实用新型实施例中，一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，包括：集热装置、进料预热装置、裂解装置、油气分离储存装置、固体产物回收装置和自动控制系统。

所述集热装置通过流体管道分别与进料预热装置和裂解装置连接，裂解装置与油气分离储存装置通过油气管道连接，集热装置包括：定日镜、接收器5、热盐储存罐8和冷盐储存罐37，定日镜由支撑架 1、腰关节2、肘关节3和反射板4组成；

所述集热装置连接集热装置控制系统，集热装置控制系统的计算机软件根据GPS定位和DSP处理器获得当地的经、纬度和时间日期，计算出太阳光的入射角λ和运动规律，伺服电机A控制腰关节2按太阳运动规律绕支撑架1轴线作旋转运动，集热装置控制系统的位移传感器获得反射板4和接收器5间的水平距离L和垂直距离H，根据几何关系获得反射板4与水平方向的倾角α，伺服电机B控制肘关节3 作俯仰运动，调整反射板4与水平方向夹角至倾角α，使太阳光经反射板准确反射到接收器5上，加热其内的传热流体，搅拌叶片6搅动使传热流体受热均匀。

温度传感器7检测集热装置出口的传热流体的温度，将温度传递给自动控制系统，自动控制系统根据传热流体的温度调节换向阀 10和电热板电路的接通状态；

测温后的高温传热流体一部分进入热盐储存罐8，另一部分直接被热盐循环泵9送至换向阀10，换向阀10出口分别连接通路②进入裂解炉的螺旋换热管17和通路①进入螺旋进料机的管壳换热器14。

传热流体的温度200℃-450℃达不到裂解温度时，换向阀10 接通回路②，传热流体进入裂解炉内的螺旋换热管17通路，传热流体为热解过程提供部分热量，同时电热板19的电路接通，为热解过程提供热量；

将废旧轮胎清洗破碎磁选钢丝后置于阳光下曝晒，待其晒干投入料斗13中，步进电机带动螺杆16低速旋转，螺杆16推动轮胎碎块前进，轮胎碎块排出螺旋进料机后堆积在推块15右侧一定量时，电机12停止转动；传动装置推动推块15将轮胎碎块经进料门18推入裂解炉的旋转螺带式搅拌机21中，进料门18处炉壁有2～3度楔形角度，进料完成后裂解炉内高压气体会将进料门18关闭，炉壁楔角使其压紧；旋转螺带式搅拌机21带动轮胎碎块旋转，经挡板20阻滞，使轮胎碎块在裂解炉中受热均匀，裂解产生的固体产物经振动炉排 29缝隙排出裂解炉。

打开排料开关30，裂解后的固体产物经振动炉排29缝隙掉入重力风选机31，在风机33持续通风时，较轻的的炭黑从上方通道经打包好放入可移动小车32。

裂解产生的油气从油气出口22排出经疏水阀23吸收水蒸气后进入空预器24，空预器24为外界通入的惰性气体预热；预热后的油气进入冷凝塔25进行油-气分离，可凝油品进入储油罐26，不可凝气体进入储气罐27；预热后的惰性气体进入裂解炉中，促进油气的外排。

预热和裂解过程完成后的传热流体被冷盐循环泵34经单向阀35泵送回接收器5中，损失传热流体从膨胀槽36补充，夜晚或天气条件不好时传热系统的流体经膨胀槽36溢流进冷盐储存罐37。

工况三

本实用新型实施例中，一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，包括：集热装置、进料预热装置、裂解装置、油气分离储存装置、固体产物回收装置和自动控制系统。

所述集热装置通过流体管道分别与进料预热装置和裂解装置连接，裂解装置与油气分离储存装置通过油气管道连接，所述集热装置包括：定日镜、接收器5、热盐储存罐8和冷盐储存罐37，定日镜由支撑架1、腰关节2、肘关节3和反射板4组成；

所述集热装置连接集热装置控制系统，集热装置控制系统的计算机软件根据GPS定位和DSP处理器获得当地的经、纬度和时间日期，计算出太阳光的入射角λ和运动规律，伺服电机A控制腰关节2按太阳运动规律绕支撑架1轴线作旋转运动，控制系统的位移传感器获得反射板4和接收器5间的水平距离L和垂直距离H，根据几何关系获得反射板4与水平方向的倾角α，伺服电机B控制肘关节3作俯仰运动，调整反射板4与水平方向夹角至倾角α，使太阳光经反射板准确反射到接收器5上，加热其内的传热流体，搅拌叶片6搅动使传热流体受热均匀。

温度传感器7检测集热装置出口的传热流体的温度，将温度传递给自动控制系统，自动控制系统根据传热流体的温度调节换向阀 10和电热板电路的接通状态。测温后的高温传热流体一部分进入热盐储存罐8，另一部分直接被热盐循环泵9送至换向阀10，换向阀10出口分别连接通路②进入裂解炉的螺旋换热管17和通路①进入螺旋进料机的管壳换热器14。

传热流体达到轮胎裂解的温度450℃以上时，换向阀接通回路②，传热流体进入裂解炉内的螺旋换热管17通路，传热流体为热解过程提供热量，电热板19的电路关闭；

将废旧轮胎清洗破碎磁选钢丝后至于阳光下曝晒，待其晒干投入料斗13中，步进电机带动螺杆16中速旋转，螺杆16推动轮胎碎块前进，轮胎碎块排出螺旋进料机后堆积在推块15右侧一定量时，电机12停止转动，传动装置推动推块15将轮胎碎块经进料门18推入裂解炉的旋转螺带式搅拌机21中，进料门18处炉壁有2～3度楔形角度，进料完成后裂解炉内高压气体会将进料门18关闭，炉壁楔角使其压紧；旋转螺带式搅拌机21带动轮胎碎块旋转，经挡板20阻滞，使轮胎碎块在裂解炉中受热均匀，裂解产生的固体产物经振动炉排 29缝隙排出裂解炉。

打开排料开关30，裂解后的固体产物经振动炉排29缝隙掉入重力风选机31，在风机33持续通风时，较轻的的炭黑从上方通道经打包好放入可移动小车32。

裂解产生的油气从油气出口22排出经疏水阀23吸收水蒸气后进入空预器24，空预器24为外界通入的惰性气体预热；预热后的油气进入冷凝塔25进行油-气分离，可凝油品进入储油罐26，不可凝气体进入储气罐27；预热后的惰性气体进入裂解炉中，促进油气的外排。

预热和裂解过程完成后的传热流体被冷盐循环泵34经单向阀35泵送回接收器5中，损失传热流体从膨胀槽36补充，夜晚或天气条件不好时传热系统的流体经膨胀槽36溢流进冷盐储存罐37。

如图所示：作为本实用新型另一个优选的实施例：

工况一：

一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，包括：集热装置、进料预热装置、裂解装置、油气分离储存装置、固体产物回收装置和自动控制系统；

所述装置之间相互连接，所述基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备中的集热装置能吸收太阳能为废旧轮胎裂解提供必要的温度；

所述集热装置通过流体管道分别与进料预热装置和裂解装置连接，裂解装置与油气分离储存装置通过油气管道连接，集热装置包括：定日镜、二级反射镜7、接收器6、热盐储存罐9和冷盐储存罐39，定日镜由支撑架1、腰关节2、肘关节3和反射板4组成；

所述集热装置连接集热装置控制系统，集热装置控制系统的计算机软件根据GPS定位和DSP处理器获得当地的经、纬度和时间日期，计算出太阳光的入射角λ和运动规律，伺服电机A控制腰关节2按太阳运动规律绕支撑架1轴线作旋转运动，控制系统的位移传感器获得反射板4和接收器6间的水平距离L和垂直距离H，根据几何关系获得反射板4与水平方向的倾角α，伺服电机B控制肘关节3作俯仰运动，调整反射板4与水平方向夹角至倾角α，使一部分太阳光经反射板4准确反射到接收器6，另一部分太阳光经反射板4和二级反射镜 7两次反射，准确反射到接收器6上，加热其内的传热流体，搅拌叶片5搅动使传热流体受热均匀。

温度传感器8检测集热装置出口的传热流体的温度，将温度传递给自动控制系统，自动控制系统根据传热流体的温度调节换向阀 11和电热板电路的接通状态；测温后的高温传热流体一部分进入热盐储存罐9，另一部分直接被热盐循环泵10送至换向阀11，换向阀11出口分别连接通路②进入裂解炉的螺旋换热管18和通路①进入螺旋进料机的管壳换热器15；

卸载阀12并联在进料预热装置和裂解装置的通路上。

挡板21在电热板19内表面；振动炉排34安装在裂解炉底座35上；

传热流体的温度在200℃以下时，换向阀11接通回路①，传热流体进入螺旋进料机中的管壳换热器15，使轮胎碎块在低速进料过程中完成预热；

将废旧轮胎清洗破碎磁选钢丝后投入料斗14中，电机13低速旋转，当轮胎碎块进满螺旋进料机，电机13停转，轮胎碎块充分预热后电机13复转，螺杆16推动轮胎碎块向上运动，此时电热板19的电路接通，为裂解过程提供热量；

轮胎碎块排出螺旋进料机后堆积在推块17右侧一定量时，电机 13停止转动，传动装置推动推块17将轮胎碎块经进料门20推入裂解炉中，进料门20处炉壁有2～3度楔形角度，进料完成后裂解炉内高压气体会将进料门20关闭，炉壁楔角使其压紧；旋转螺带式搅拌机22带动轮胎碎块旋转，经挡板21阻滞，使轮胎碎块在裂解炉中受热均匀，裂解产生的固体产物经振动炉排34缝隙排出裂解炉。

打开排料开关33，裂解后的固体产物经振动炉排34缝隙掉入除渣机中，去除固体产物中的灰尘和砂石后由除渣机32中的推板推入重力风选机31，在风机29持续通风时，较轻的的炭黑从上方通道经打包好放入可移动小车30。

裂解产生的油气从油气出口23排出经疏水阀24吸收水蒸气后进入空预器25，空预器25为外界通入的惰性气体预热；预热后的油气进入冷凝塔26进行油-气分离，可凝油品进入储油罐27，不可凝气体进入储气罐28；预热后的惰性气体进入裂解炉中，促进油气的外排。

预热和裂解过程完成后的传热流体被冷盐循环泵36经单向阀37泵送回接收器6中，损失传热流体从膨胀槽38补充，夜晚或天气条件不好时传热系统的流体经膨胀槽38溢流进冷盐储存罐39。

工况二

本实用新型实施例中，一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，包括：集热装置、进料预热装置、裂解装置、油气分离储存装置、固体产物回收装置和自动控制系统。

所述集热装置通过流体管道分别与进料预热装置和裂解装置连接，裂解装置与油气分离储存装置通过油气管道连接，集热装置包括：定日镜、二级反射镜7、接收器6、热盐储存罐9和冷盐储存罐39，定日镜由支撑架1、腰关节2、肘关节3和反射板4组成；

所述集热装置连接集热装置控制系统，集热装置控制系统的计算机软件根据GPS定位和DSP处理器获得当地的经、纬度和时间日期，计算出太阳光的入射角λ和运动规律，伺服电机A控制腰关节2按太阳运动规律绕支撑架1轴线作旋转运动，控制系统的位移传感器获得反射板4和接收器6间的水平距离L和垂直距离H，根据几何关系获得反射板4与水平方向的倾角α，伺服电机B控制肘关节3作俯仰运动，调整反射板4与水平方向夹角至倾角α，使一部分太阳光经反射板4准确反射到接收器6，另一部分太阳光经反射板4和二级反射镜7两次反射，准确反射到接收器6上，加热其内的传热流体，搅拌叶片5搅动使传热流体受热均匀。

温度传感器8检测集热装置出口的传热流体的温度，将温度传递给自动控制系统，自动控制系统根据传热流体的温度调节换向阀 11和电热板电路的接通状态；测温后的高温传热流体一部分进入热盐储存罐9，另一部分直接被热盐循环泵10送至换向阀11，换向阀11出口分别连接通路②进入裂解炉的螺旋换热管18和通路①进入螺旋进料机的管壳换热器15；

卸载阀12并联在进料预热装置和裂解装置的通路上。

挡板21在电热板19内表面；振动炉排34安装在裂解炉底座35上；

传热流体的温度200℃-450℃达不到裂解温度时，换向阀11 接通回路②，传热流体进入裂解炉内的螺旋换热管18通路，传热流体为热解过程提供部分热量，同时电热板19的电路接通，为热解过程提供热量；

将废旧轮胎清洗破碎磁选钢丝后置于阳光下曝晒，待其晒干投入料斗14中，步进电机带动螺杆16低速旋转，螺杆16推动轮胎碎块前进，轮胎碎块排出螺旋进料机后堆积在推块17右侧一定量时，电机13停止转动；传动装置推动推块17将轮胎碎块经进料门20推入裂解炉的旋转螺带式搅拌机22中，进料门20处炉壁有2～3度楔形角度，进料完成后裂解炉内高压气体会将进料门20关闭，炉壁楔角使其压紧；旋转螺带式搅拌机22带动轮胎碎块旋转，经挡板21阻滞，使轮胎碎块在裂解炉中受热均匀，裂解产生的固体产物经振动炉排34缝隙排出裂解炉。

打开排料开关33，裂解后的固体产物经振动炉排34缝隙掉入除渣机中，去除固体产物中的灰尘和砂石后由除渣机32中的推板推入重力风选机31，在风机29持续通风时，较轻的的炭黑从上方通道经打包好放入可移动小车30。

裂解产生的油气从油气出口23排出经疏水阀24吸收水蒸气后进入空预器25，空预器25为外界通入的惰性气体预热；预热后的油气进入冷凝塔26进行油-气分离，可凝油品进入储油罐27，不可凝气体进入储气罐28；预热后的惰性气体进入裂解炉中，促进油气的外排。

预热和裂解过程完成后的传热流体被冷盐循环泵36经单向阀37泵送回接收器6中，损失传热流体从膨胀槽38补充，夜晚或天气条件不好时传热系统的流体经膨胀槽38溢流进冷盐储存罐39。

工况三

本实用新型实施例中，一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，包括：集热装置、进料预热装置、裂解装置、油气分离储存装置、固体产物回收装置和自动控制系统。

所述集热装置通过流体管道分别与进料预热装置和裂解装置连接，裂解装置与油气分离储存装置通过油气管道连接，集热装置包括：定日镜、二级反射镜7、接收器6、热盐储存罐9和冷盐储存罐39，定日镜由支撑架1、腰关节2、肘关节3和反射板4组成；

所述集热装置连接集热装置控制系统，集热装置控制系统的计算机软件根据GPS定位和DSP处理器获得当地的经、纬度和时间日期，计算出太阳光的入射角λ和运动规律，伺服电机A控制腰关节2按太阳运动规律绕支撑架1轴线作旋转运动，控制系统的位移传感器获得反射板4和接收器6间的水平距离L和垂直距离H，根据几何关系获得反射板4与水平方向的倾角α，伺服电机B控制肘关节3作俯仰运动，调整反射板4与水平方向夹角至倾角α，使一部分太阳光经反射板4准确反射到接收器6，另一部分太阳光经反射板4和二级反射镜 7两次反射，准确反射到接收器6上，加热其内的传热流体，搅拌叶片5搅动使传热流体受热均匀。

温度传感器8检测集热装置出口的传热流体的温度，将温度传递给自动控制系统，自动控制系统根据传热流体的温度调节换向阀 11和电热板电路的接通状态；测温后的高温传热流体一部分进入热盐储存罐9，另一部分直接被热盐循环泵10送至换向阀11，换向阀11出口分别连接通路②进入裂解炉的螺旋换热管18和通路①进入螺旋进料机的管壳换热器15；

卸载阀12并联在进料预热装置和裂解装置的通路上。

挡板21在电热板19内表面；振动炉排34安装在裂解炉底座35上；

传热流体达到轮胎裂解的温度450℃以上时，换向阀接通回路②，传热流体进入裂解炉内的螺旋换热管18通路，传热流体为热解过程提供热量，电热板19的电路关闭；

将废旧轮胎清洗破碎磁选钢丝后至于阳光下曝晒，待其晒干投入料斗14中，步进电机带动螺杆16中速旋转，螺杆16推动轮胎碎块前进，轮胎碎块排出螺旋进料机后堆积在推块17右侧一定量时，电机13停止转动，传动装置推动推块17将轮胎碎块经进料门20推入裂解炉的旋转螺带式搅拌机22中，进料门20处炉壁有2～3度楔形角度，进料完成后裂解炉内高压气体会将进料门20关闭，炉壁楔角使其压紧；旋转螺带式搅拌机22带动轮胎碎块旋转，经挡板21阻滞，使轮胎碎块在裂解炉中受热均匀，裂解产生的固体产物经振动炉排 34缝隙排出裂解炉。

打开排料开关33，裂解后的固体产物经振动炉排34缝隙掉入除渣机中，去除固体产物中的灰尘和砂石后由除渣机32中的推板推入重力风选机31，在风机29持续通风时，较轻的的炭黑从上方通道经打包好放入可移动小车30。

裂解产生的油气从油气出口23排出经疏水阀24吸收水蒸气后进入空预器25，空预器25为外界通入的惰性气体预热；预热后的油气进入冷凝塔26进行油-气分离，可凝油品进入储油罐27，不可凝气体进入储气罐28；预热后的惰性气体进入裂解炉中，促进油气的外排。

预热和裂解过程完成后的传热流体被冷盐循环泵36经单向阀37泵送回接收器6中，损失传热流体从膨胀槽38补充，夜晚或天气条件不好时传热系统的流体经膨胀槽38溢流进冷盐储存罐39。

以上实施方案仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，不脱离本实用新型精神的任何修改或局部替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，其特征在于：包括集热装置、进料预热装置、裂解装置、油气分离储存装置、固体产物回收装置和自动控制系统；

所述装置之间相互连接，所述基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备中的集热装置能吸收太阳能为废旧轮胎裂解提供必要的温度；

所述进料预热装置包括料斗(13)、管壳换热器(14)、螺旋进料机和推料装置，管壳换热器(14)的列管束平行于螺杆中心轴、均匀分布于螺旋进料机的外壁内；推料装置位于螺旋进料机的左上方，包括推块(15)和传动装置，推块(15)底边与进料门(18)底边处于同一水平线；

基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备中的所述集热装置包括定日镜、接收器(5)、热盐储存罐(8)、膨胀槽(36)和冷盐储存罐(37)，定日镜由自动跟踪装置和反射板(4)组成，自动跟踪装置包括两个伺服电机，伺服电机A和伺服电机B，驱动腰关节(2)的左右摇摆和肘关节(3)的俯仰运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，其特征在于：所述裂解装置包括进料门(18)、螺旋换热管(17)、电热板(19)、旋转螺带式搅拌机(21)、挡板(20)、油气出口(22)、裂解炉底座(28)、振动炉排(29)；

进料门(18)位于裂解炉的左上方，与裂解炉通过铰链连接，进料口与水平方向有1～2度斜坡；螺旋换热管(17)位于裂解炉的炉壁内，入、出口分别连接换向阀(10)和冷盐循环泵(34)；

电热板(19)贴附在裂解炉内壁上，内表面有防腐蚀材料的挡板(20)；旋转螺带式搅拌机(21)位于裂解炉中心处，上方与裂解炉顶通过轴承连接，下方由裂解炉底座(28)支撑；旋转螺带式搅拌机(21)与挡板(20)配合使用，能使搅拌均匀且不发生打漩；裂解炉底座(28)中心处设有振动炉排(29)。

3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，其特征在于：所述油气分离储存装置包括疏水阀(23)、空预器(24)，冷凝塔(25)、储气罐(27)和储油罐(26)，疏水阀(23)可以吸收油气中的水蒸气，空预器(24)为外界通入的惰性气体预热，进入冷凝塔(25)的不可凝气体进入储气罐(27)，可凝油品进入储油罐(26)。

4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，其特征在于：所述固体产物回收装置包括排料开关(30)、重力风选机(31)和可移动小车(32)；

裂解完成打开排料开关，裂解产生的固体产物能经振动炉排(29)的缝隙排出，炭黑和钢丝进入重力风选机(31)中分离，钢丝直接进入可移动小车(32)，炭黑经打包后投入可移动小车(32)。

5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，其特征在于：集热装置控制系统包括定日镜控制器、温度传感器(7)、电热板继电器、换向阀(10)和卸载阀(11)，定日镜控制器包括GPS定位系统和DSP处理器；

所述温度传感器(7)位于集热装置的出口，温度传感器(7)将传热流体的温度输出到集热装置控制系统，集热装置控制系统的输出信号控制换向阀(10)的接通状态，换向阀(10)出口连接裂解炉的螺旋换热管(17)和螺旋进料机的管壳换热器(14)；电热板继电器位于电热板(19)和电源的电路之间，控制电路的开闭；

所述换向阀(10)有三种转换状态，常态为关闭。

6.根据权利要求2所述的一种基于太阳能预热及裂解废旧轮胎的装备，其特征在于：所述裂解炉底座(28)内壁与水平方向呈2～3度斜坡。

Images