CN217514343U - 一种用于废旧橡胶的热处理回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于废旧橡胶的热处理回收装置，包括依次物料连通的进料系统、高温破碎系统和热分解系统；所述进料系统包括：料斗、料斗底部的进料闸；述高温破碎系统包括：高温破碎腔、所述高温破碎腔内部的高温破碎螺杆以及底部出料口；所述热分解系统包括：热分解处理室、连通所述热分解处理室的高温气相排出管线、加热系统以及排放闸门；所述高温气相排出管线连通所述高温破碎螺杆内部同轴设置的气相内腔。本实用新型利用热分解处理室中的高温气相对高温破碎螺杆的气相内腔供热，且将废气冷凝压缩、能量转换系统转换后，可循环向加热系统提供能量，实现连续高效、节能、环保的对废材料，特别是对废橡胶的回收循环利用。

Description

一种用于废旧橡胶的热处理回收装置

技术领域

本实用新型属于废旧材料处理及回收利用技术领域，特别涉及一种用于废旧橡胶的热处理回收装置。

背景技术

橡胶制品在人们日常生活中越来越被广泛应用，产生的废旧橡胶越来越多，由于废旧橡胶有着很高的回收价值，因此废旧橡胶的利用也开始受到人们的重视，目前对废橡胶，特别是废旧橡胶轮胎的处理方法是将其投入裂解釜中进行裂解炼油，一方面解决了废旧橡胶垃圾污染环境的难题，另一方面可将废旧橡胶轮胎垃圾变废为宝，将所得的钢丝及还原的炭黑和燃油进行回收，实现资源化利用。

目前国内现有废旧橡胶热裂解炼油技术分为间歇性热裂解炼油和连续性热裂解炼油技术。间歇性热裂解炼油技术是将可加热裂解炉装满废旧橡胶垃圾，使废旧橡胶垃圾热裂解气化，但是，通常不能连续进料，只能处理完一锅废旧橡胶垃圾再进行下一锅的处理，效率较低，生产周期长，污染大，能耗较高。

连续性热裂解炼油设备可以实现废旧橡胶垃圾的连续进料、排渣和热裂解气化。专利CN215855923U公开了一种裂解废橡胶反应装置，涉及橡胶回收加工设备技术领域，该裂解废橡胶反应装置，通过增加反击式破碎机构，使得废橡胶在粉碎后进入釜体内，碎状的废橡胶可进行连续进料进行裂解反应，可以高效率并均匀地将废橡胶胶粉分解为炭黑和油气，裂解前先将废橡胶粉碎，有效地缩小了裂解釜的体积。然而，上述橡胶处理过程，特别是裂解反应需要较大耗能，且生成的高温产物需冷却降温再次耗能，因而该废料回收加工过程经济效益较低，制约了橡胶回收利用技术的发展。

综上，连续高效、节能、环保的进行废旧材料，特别是废旧橡胶的回收利用，是本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于，提供一种连续高效的、节能环保的用于废旧橡胶的热处理回收装置。

具体的，本实用新型提供一种用于废旧橡胶的热处理回收装置，包括依次物料连通的进料系统、高温破碎系统和热分解系统；

所述进料系统包括：料斗、料斗底部的进料闸；

所述高温破碎系统包括：高温破碎腔、所述高温破碎腔内部的高温破碎螺杆以及底部出料口；

所述热分解系统包括：热分解处理室、连通所述热分解处理室的高温气相排出管线、加热系统以及排放闸门；

其中，所述高温气相排出管线连通所述高温破碎螺杆内部同轴设置的气相内腔。

采用依次物料连通的进料系统、高温破碎系统和热分解系统，能够将废旧橡胶先破碎后热分解，减轻热分解系统的压力和体积，提高分解效率。热分解处理室中的温度可高达500℃以上，甚至700℃以上，热分解过程中挥发的高温气相具有很高的温度和能量，通过高温气相排出管线将上述高温气相引入高温破碎螺杆的内腔，一方面提高破碎腔的温度，将废旧橡胶进一步干燥并软化，有利于螺杆对其破碎处理；另一方面，通过上述换热过程，高温气相温度明显降低，为后续的冷凝处理节省能耗。

所述进料闸可采用本领域常用的闸门，也可采用具有重量称量功能的计量型闸门。

所述热分解处理室可选上部具有圆筒状结构，下部具有倒圆锥结构，底部具有可从外部打开和关闭的排放闸门，以便于炭化物等热分解产物的排出。并且该排放闸门内部优选设置加热元件，从而与热分解处理室内所需温度保持一致。

所述高温破碎螺杆通过轴承旋转的支承在高温破碎腔内，且通过密封圈对腔室形成封闭，防止物料和热量从高温破碎腔外泄。

进一步的，所述进料系统还包括割刀组件、旋转进料器；

所述割刀组件包括割刀轴及其上设置的若干割刀，所述割刀轴由位于料斗外的电机驱动而转动；

所述旋转进料器设于所述进料闸，具有与料斗中心线垂直的旋转轴，以及均匀固定于所述旋转轴周围的至少3块进料板。

为了扩大所述废橡胶处理装置的适用范围，例如用于处理体积较大、硬度较大的块状料，特别是大量的橡胶轮胎的处理，本实用新型对进料系统进一步设置。其中，割刀组件的设置，能够将大块料进行强力切割，便于进料防堵塞，也可有效缓解后续高温破碎系统和热分解系统的压力；设置的旋转进料器通过进料板绕旋转轴的转动，能够将已切割物料进行强制进料，避免进料斗堵塞，其进料板为至少3块，优选3块或4块的均匀设置方式；如处理体积较小的废料，也可将进料板数量增加到大于4块。

进一步的，所述高温破碎系统包括两条啮合的高温破碎螺杆，由位于高温破碎腔外部的驱动电机同步驱动；两条所述高温破碎螺杆的气相内腔通过三通控制阀并联的连通所述高温气相排出管线。采用两条啮合的螺杆对废橡胶料进行挤压破碎，在进入热分解系统前，将废橡胶破碎为适合的尺寸，有利于节约热分解耗能和提高效率。并且此高温破碎腔具有足够的空间，至少大于热分解处理室的容积，且高温破碎腔和热分解处理室均安装有料位传感系统，当热分解处理室完成一轮热分解后，高温破碎腔将向其计量补足破碎物料，同时进料继续破碎操作，从而实现废橡胶的连续处理。采用并联的方式将热分解处理室内高温气相通入两条螺杆的内腔，也可根据温度和物料量等需要仅将高温气相通入一条螺杆内腔；还优选的，所述高温破碎螺杆内的所述气相内腔由至少2条并联的子腔体组成，子腔体沿螺杆轴延伸并对称设置，每个子腔体都可单独的控制。

进一步的，所述气相内腔的出口与高温破碎腔外部的废气管线连通，所述高温破碎腔上部连通的废气排出管线汇入所述废气管线。所述废气管线汇集了由热分解处理室排出并通过螺杆热交换后的气相废气，以及高温破碎腔内由于高温导致废橡胶挥发的废气，废气集中收集进入后续处理，避免了环境污染。

进一步的，所述废气管线下游连通冷凝装置，所述冷凝装置的液相出口连通储油罐，其气相出口依次连接气体压缩机和储气罐。

所述储气罐将气体输送到能量转换系统，用于向所述加热系统提供能量。

所述废气管线将废气汇集通入冷凝装置，在通入冷凝装置前，如有需要，所述温度仍较高的废气管线也可以通过热交换器为其他需要加热的部件传热，例如料斗上游的干燥处理等，以将余热充分利用。经过所述冷凝处理后，所述储油罐中放入沉淀油。

最终剩余的气体通过气体压缩机进入储气罐储存待用。储气罐中的气体被可输送到能量转换系统，例如通过燃烧产生热能，又在适当转换后产生电能。可利用电能，为热分解系统的加热系统提供能量，例如向其加热单元提供电能，从而满足热分析系统所需的高温需求。

进一步的，所述热分解处理室顶部的物料通道连通所述高温破碎系统的底部出料口，所述底部出料口位于所述高温破碎螺杆末端下方，且所述物料通道内设有计量控制闸。通过上述出料口的设置，本装置可通过上述高温破碎螺杆完成破碎处理及物料运输，有利于废橡胶连续处理。物料通道内设有计量控制闸，用于将高温破碎腔与热分解处理室封闭的隔绝，且可根据二者的处理进程和料位情况，按计量设置输送相应的经破碎处理的废橡胶料进入热分解环节。

进一步的，所述热分解处理室至少具有三层结构，包括内层、隔热外层、所述内层和隔热外层之间的保温层；所述加热系统包括若干加热单元，所述加热单元设于所述保温层内。

所述内层可以由不锈钢等金属材料或耐热塑料材料制成，所述保温层需要对所述加热单元提供保护并保持温度稳定，可由耐火砖等保温材料制成。隔热外层优选由绝缘材料制成，以防止内层和保温层中产生的热量传递到外部。但本实用新型不限于此，如果需要，可以在用于执行相同功能的范围内将该热分解处理室不同的配置为单层或两层。

进一步的，所述热分解系统还包括脉冲振动器，设于所述热分解处理室外部。脉冲振动器可在处理中将热分解物进行分散，有利于充分高效的进行热分解处理，且处理完毕后，防止热分解处理室内分解产物的粘附滞留。

进一步的，所述热分解处理室底部周向设有多个惰性气体通入口，所述惰性气体通入口分别连通外部惰性气源。本装置的热分解处理，优选在无氧条件下执行，一方面可通过高温气相排出管线上的抽气泵将热分解处理室内气压降低，得到近真空环境；还可选的通过惰性气体通入口提供惰性保护气体，例如氮气，从而使热分解处理室满足无氧环境。本实用新型的惰性气体通入方式兼具惰性气体输入和高压气流翻动物料的双重作用，有利于热分解的均匀充分的进行。

当根据需要使用这两者时，首先使用抽气泵排空热分解处理室，然后由惰性气体通入口将惰性气体，例如氮气供应至处理室内。所述氮气的供应可采用处理室外部的氮气储罐作为气源，向多个连通处理室内部的惰性气体通入口送气，并在气体供应管线上设置气泵及供应阀，以对气体加压供应或阻断。

本实用新型的优点具体在于：

1)本实用新型利用热分解处理室中的高温气相对高温破碎螺杆的气相内腔供热，实现了高温破碎腔中的高温破碎处理，充分利用了热分解处理室的能量；

2)将热交换后的高温气相以及高温破碎腔的废气汇集、冷凝、压缩、能量转换系统转换后，可循环向加热系统提供能量，实现废气等物料和能量的循环利用；

3)本实用新型的惰性气体通入方式和位置，使其兼具惰性气体输入和高压气流翻动物料的双重作用，简化结构且有利于热分解的均匀充分的进行。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示出本实用新型一较佳实施例的结构示意图；

附图标记说明：1、料斗；2、进料闸；3、高温破碎腔；4、高温破碎螺杆；5、底部出料口；6、热分解处理室；7、高温气相排出管线；8、排放闸门；9、气相内腔；10、旋转进料器；11、割刀轴；12、驱动电机；13、三通控制阀；14、废气管线；15、废气排出管线；16、冷凝装置；17、储油罐；18、气体压缩机；19、储气罐；20、能量转换系统；21、物料通道；22、计量控制闸；23、内层；24、隔热外层；25、保温层；26、加热单元；27、脉冲振动器；28、惰性气体通入口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图将对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供一种用于废旧橡胶的热处理回收装置，包括依次物料连通的进料系统、高温破碎系统和热分解系统；

所述进料系统包括：料斗(1)、料斗底部的进料闸(2)、割刀组件、旋转进料器(10)；所述割刀组件包括割刀轴(11)及其上设置的若干割刀，所述割刀轴(11)由位于料斗(1)外的电机驱动而转动；所述旋转进料器(10)设于所述进料闸(2)下方，具有与料斗(1)中心线垂直的旋转轴，以及均匀固定于所述旋转轴周围的至少3块进料板。

所述高温破碎系统包括：高温破碎腔(3)、所述高温破碎腔(3)内部的两条啮合的高温破碎螺杆(4)以及底部出料口(5)；两条所述高温破碎螺杆(4)由位于高温破碎腔(3)外部的驱动电机(12)同步驱动；所述底部出料口(5)位于所述高温破碎螺杆(4)末端下方，且所述物料通道(21)内设有计量控制闸(22)；两条所述高温破碎螺杆(4)的气相内腔(9)通过三通控制阀(13)并联的连通所述高温气相排出管线(7)；

所述热分解系统包括：热分解处理室(6)、连通所述热分解处理室(6)的高温气相排出管线(7)和多个惰性气体通入口(28)、加热系统、排放闸门(8)、热分解处理室(6)外部的脉冲振动器(27)；所述热分解处理室(6)顶部的物料通道(21)连通所述高温破碎系统的底部出料口(5)；所述热分解处理室(6)至少具有三层结构，包括内层(23)、隔热外层(24)、所述内层(23)和隔热外层(24)之间的保温层(25)；所述加热系统包括若干电加热单元(26)，所述电加热单元(26)设于所述保温层(25)内；所述多个惰性气体通入口(28)位于所述热分解处理室(6)底部周向，它们分别连通外部惰性气源，提供加压惰性气体。

其中，所述高温气相排出管线(7)连通所述高温破碎螺杆(4)内部同轴设置的气相内腔(9)。所述气相内腔(9)的出口与高温破碎腔(3)外部的废气管线(14)连通，所述高温破碎腔(3)上部连通的废气排出管线(15)汇入所述废气管线(14)。所述废气管线(14)下游连通冷凝装置(16)，所述冷凝装置(16)的液相出口连通储油罐(17)，其气相出口依次连接气体压缩机(18)和储气罐(19)。所述储气罐(19)将气体输送到能量转换系统(20)，用于向所述加热系统提供能量。

基于本实用新型的废橡胶处理装置，其工作流程包括以下步骤：

S1：进料处理：

将废橡胶块加入料斗(1)，启动料斗(1)外的割刀轴电机驱动料斗(1)内的割刀轴(11)转动，从而带动割刀轴(11)上设置的若干割刀旋转切割上述废橡胶块，将其切割为小块料；打开料斗底部的进料闸(2)，小块料在重力作用下下落，旋转进料器(10)由进料电机驱动，其进料板将上述小块料卷绕携带入下方的高温破碎腔(3)；

S2：破碎处理：

高温破碎腔(3)外的驱动电机(12)转动，同步传动两条啮合的高温破碎螺杆(4)转动，对上述小块料进行破碎和输送；经破碎的橡胶碎料聚集于螺杆末端时，底部出料口(5)内的计量控制闸(22)打开，向热分解处理室(6)送入一定量的橡胶碎料；关闭计量控制闸(22)，使热分解处理室(6)形成封闭空间；

S3：热分解处理：

开启高温气相排出管线(7)的抽气泵对热分解处理室(6)抽真空，之后由惰性气体通入口(28)，通入氮气或其他惰性气体，保证热分解处理室(6)的无氧环境；启动加热系统的若干电加热单元(26)，对室内橡胶碎料进行高温分解处理。同时的，抽气泵将分解出的高温气相抽出送入高温破碎螺杆(4)的气相内腔(9)，所述惰性气体通入口(28)定时喷出加压气体对热分解物料进行气流翻动；所述脉冲振动器(27)对热分解处理室(6)提供脉冲振动以对物料进行扰动；热分解完成后的炭化物等热分解产物从排放闸门(8)排出。

其中，高温气相被抽出后在高温破碎螺杆(4)的气相内腔(9)通过时发生热交换，使得高温破碎螺杆(4)和高温破碎腔(3)温度上升，且高温气相降温进入废气管线(14)；同时，高温破碎腔(3)中物料在高温破碎处理下释放出的废气进入废气排出管线(15)，泵送入上述废气管线(14)，汇集的废气进入下游冷凝装置(16)，经过冷凝处理，液相油流入储油罐(17)，气体经泵送入气体压缩机(18)压缩后储存于储气罐(19)。所述储气罐(19)可将上述气体输送到能量转换系统(20)，经能量转换后，向所述加热系统提供电能。首次处理时，由于高温破碎腔(3)的温度有限，可以加大破碎时间和热处理分解时间。

通过本实用新型的用于废旧橡胶的热处理回收装置和工作流程，可连续的处理废橡胶等废弃物，且有效进行能量转换和利用，降低装置整体耗能，提高处理效率和效果。能够用于更多种类废物的回收处理，具有广阔的市场前景和经济价值。

以上介绍了本实用新型的较佳实施方式，旨在使得本实用新型的精神更加清楚和便于理解，并不是为了限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的修改、替换、改进，均应包含在本实用新型所附的权利要求概括的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于废旧橡胶的热处理回收装置，其特征在于，包括依次物料连通的进料系统、高温破碎系统和热分解系统；

所述进料系统包括：料斗(1)、料斗底部的进料闸(2)；

所述高温破碎系统包括：高温破碎腔(3)、所述高温破碎腔(3)内部的高温破碎螺杆(4)以及底部出料口(5)；

所述热分解系统包括：热分解处理室(6)、连通所述热分解处理室(6)的高温气相排出管线(7)、加热系统以及排放闸门(8)；

其中，所述高温气相排出管线(7)连通所述高温破碎螺杆(4)内部同轴设置的气相内腔(9)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进料系统还包括割刀组件、旋转进料器(10)；

所述割刀组件包括割刀轴(11)及其上设置的若干割刀，所述割刀轴(11)由位于料斗(1)外的割刀轴电机驱动而转动；

所述旋转进料器(10)设于所述进料闸(2)，具有与料斗(1)中心线垂直的旋转轴，以及均匀固定于所述旋转轴周围的至少3块进料板。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高温破碎系统包括两条啮合的高温破碎螺杆(4)，由位于高温破碎腔(3)外部的驱动电机(12)同步驱动；两条所述高温破碎螺杆(4)的气相内腔(9)通过三通控制阀(13)并联的连通所述高温气相排出管线(7)。

4.如权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述气相内腔(9)的出口与高温破碎腔(3)外部的废气管线(14)连通，所述高温破碎腔(3)上部连通的废气排出管线(15)汇入所述废气管线(14)。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述废气管线(14)下游连通冷凝装置(16)，所述冷凝装置(16)的液相出口连通储油罐(17)，其气相出口依次连接气体压缩机(18)和储气罐(19)。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述储气罐(19)将气体输送到能量转换系统(20)，用于向所述加热系统提供能量。

7.如权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述热分解处理室(6)顶部的物料通道(21)连通所述高温破碎系统的底部出料口(5)，所述底部出料口(5)位于所述高温破碎螺杆(4)末端下方，且所述物料通道(21)内设有计量控制闸(22)。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述热分解处理室(6)至少具有三层结构，包括内层(23)、隔热外层(24)、所述内层(23)和隔热外层(24)之间的保温层(25)；所述加热系统包括若干电加热单元(26)，所述电加热单元(26)设于所述保温层(25)内。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述热分解系统还包括脉冲振动器(27)，设于所述热分解处理室(6)外部。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述热分解处理室(6)底部周向设有多个惰性气体通入口(28)，所述惰性气体通入口(28)分别连通外部惰性气源。

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