CN217516887U - 一种用于热分解橡胶颗粒的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于热分解橡胶颗粒的装置，包括垂直设置的反应器，反应器包括进料区域、入口区域、过渡区域、加热区域和卸料区域；入口区域包括进料口、检查开口A和引导板；过渡区域包括脉冲振动器A，物料分配器和料位测量传感器A；加热区域为多层对称设置的加热台，每层加热台上有多块倾斜设置的加热板；卸料区域包括料位测量传感器B，脉冲振动器B，检查开口B和出料漏斗；反应器还包括蒸汽输出管，蒸汽输出管的起始端为所述物料分配器，其管身沿反应器中轴线穿过加热区域和卸料区域延伸出反应器，在反应器外部分出T型分支，一端连接锁闭装置，另一端为蒸汽出口。本装置橡胶分解效率高，成本低，装置内部不易发生堵塞，使用寿命长。

Description

一种用于热分解橡胶颗粒的装置

技术领域

本实用新型属于橡胶分解回收设备领域，尤其涉及一种用于热分解橡胶颗粒的装置。

背景技术

随着工业和现代文明的发展，各种工业和生活废弃物的处理已经成为人们所面对的一大难题，特别是对于经过化学交联的橡胶，由于它内部具有交联的网络结构，因此不易溶也不易熔。目前橡胶制品已经广泛应用于生活中的每一个角落，而这些橡胶制品使用后如果处理不当就可能会给环境带来严重的污染。同时造成资源的浪费。如何经济、有效、环保地回收具有交联结构的橡胶，始终是全社会关注的焦点问题，橡胶热分解是目前常用的废旧橡胶处理方式之一。

橡胶的热分解主要包括热解和催化降解。已有的热解技术主要包括常压惰性气体热解、真空热解和熔融盐热解，但无论采用那种方法，都存在处理温度高、加热时间长、产品杂质多等问题，并且现今的热分解装置在分解过程中易发生堵塞，影响热分解过程的进行，影响反应装置的使用寿命，上述问题亟待进一步解决。

专利CN102126706A公开了一种废橡胶、废油、废塑料的汽化工艺及汽化装置，包括能将高分子废弃物加热和熔融的热分解装置、高分子废弃物经热分解形成的热分解气体在催化剂的作用下被水蒸气改质的改质装置、控制和调节温度的热交换装置、经所述改制装置后的改质气体在经过冷却和液化后回收改质气体油份的油份回收装置、油回收槽和连接管路，其特征在于热分解装置、改质装置、热交换装置、冷却精制装置和油回收槽依次通过连接管路连接，该设备不仅能将废塑料等高分子废弃物汽化后生成较为优质的合成气体，而且能回收汽化气体的含油组分并作为燃烧装置的燃烧油使用。但是该发明的热分解装置结构较为简单，整体系统没有优良的分散装置，对橡胶的热分解效率较低，产物容易在装置中发生堵塞，不能满足实际使用需求。

因此，需要对热分解装置进行改良和优化。专利CN111808622A公开了一种垃圾能源化热分解发电装置，垃圾为含有有机可燃质的垃圾，装置包括垃圾处理箱，垃圾处理箱内设置有垃圾进料口、垃圾破碎腔与进料控制腔，所垃圾进料口与垃圾破碎腔通过进料控制腔连通，进料控制腔内设置有用于控制垃圾进料的进料装置，垃圾破碎腔内设置有用于对垃圾预处理的预处理装置；高温加热腔内固定安装有用于对垃圾热分解的分解装置，高温加热腔与辅助控温腔之间固定安装有传热隔板；热解箱内设置有热解腔，热解腔与外界之间设置有卸料口，高温加热腔内底壁上固定安装有加热块，高温加热腔与外界之间设置有燃料输送管道与尾气排放管道，热解腔与垃圾破碎腔之间设置有破碎垃圾输送腔，破碎垃圾输送腔两端壁上设置有封板液压腔与封板滑槽。本装置内设置有预处理装置，且装置内设置有控制装料装置，解决现有热解处理技术中垃圾处理和热解分别进行而导致操作不便、人力成本支出大、设备投资高等技术问题。但是该发明的热解系统虽然进一步进行了改良，但是没有在提升热分解效率的同时保证装置内物料的顺畅通行，容易发生堵塞，影响装置的使用寿命。

因此，如何获得一种热分解效率高，同时有效防止热分解装置堵塞，使用寿命较长的装置成为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热分解效率高，不易发生堵塞，使用寿命长的橡胶颗粒热分解装置。

具体的，本实用新型提供一种用于热分解橡胶颗粒的装置，装置包括垂直设置的反应器，反应器包括入口区域、过渡区域、加热区域和卸料区域；

所述入口区域包括进料口、检查开口A和引导板；

所述过渡区域包括脉冲振动器A，物料分配器和料位测量传感器A；

所述加热区域包括多层加热台，每层所述加热台上有多块倾斜设置的加热板；

所述卸料区域包括料位测量传感器B，脉冲振动器B，检查开口B(16)和出料漏斗；

所述反应器还包括蒸汽输出管，所述蒸汽输出管的起始端为过渡区域的所述物料分配器，其管身沿反应器中轴线穿过加热区域和卸料区域后延伸出反应器；所述蒸汽输出管在反应器外部分出T型分支，一端连接锁闭装置，另一端为蒸汽出口。蒸汽输出管一端的闭锁装置能防止蒸汽输出管发生堵塞时烟灰污染反应器。

脉冲振动器A可防止进料堵塞，让物料均匀地进入所述加热区域；料位测量传感器A用于实时监测进料情况，防止进料堵塞。料位测量传感器B用于检测出料情况，防止出料堵塞；脉冲振动器B用于防止加热区域和卸料区域物料堵塞，便于出料。

可选的，上述T型分支中，蒸汽出口的分支管路后续连接至少两个串联连接的冷凝装置，每个冷凝装置对应一个储油罐，各储油罐之间能够相互连通，冷凝装置后设置气体压缩机和气罐，用于存储冷凝后的气体，因此，蒸汽出口段的蒸汽进入冷凝装置，冷凝装置将冷凝后的含油冷却液输送到储油罐再利用，冷凝后的气体经过气体压缩机存储起来，可输送到热电联产装置再次利用产生热能和电能，该部分热能和电能能够输送到加热区域产生热能促进橡胶颗粒的热分解过程或进行其他再利用，节能环保，有利于大规模推广应用。

进一步的，入口区域为圆锥形结构；检查开口A至少有两个，对称设置在反应器外壁上，用于检查装置、定期清洁和维护反应器；引导板为在进料口下方倾斜设置的一块或多块平板，引导板将橡胶颗粒导向物料分配器，促进橡胶颗粒充分热分解。入口区域还有惰性气体通入管路，在热分解过程中通入惰性气体，使反应器中处于惰性气体气氛下。

进一步的，过渡区域为圆柱形结构，物料分配器为向下加宽的圆锥体结构，形成蒸汽输出管的起始端且位于加热区域正上方，物料分配器将橡胶颗粒均匀分散到加热区域，与引导板配合使用促进物料向加热区域的输送。

进一步的，加热台为3-6层，加热板与竖直方向的角度为0-45°，加热板以可更换的方式安装，保证了反应器的充分热供应，在加热台元件出现故障时只需单独更换加热板，无需将加热台整体更换，降低了维修难度，延长了反应器的使用寿命，加热板的角度设置能最大效率提供热能，并且防止物料在加热区域被拦截堵塞。

进一步的，加热台还设置有温度感应控制元件，加热板可通过温度感应控制元件单独控制或集成控制，加热控制元件用于对加热板进行实时监控温度。

进一步的，所述出料漏斗具有环绕所述蒸汽输出管的圆锥形外壁和圆锥形内壁，形成环形出料口；所述检查开口B位于所述圆锥形外壁上；所述出料漏斗的环形出料口依次连接冷却装置和焦炭存储器。将检查开口B设于圆锥形外壁上，用于反应器下部区域的维修和护理，尤其是在卸料区发生堵塞时及时进行疏通；出料漏斗依次连接冷却装置和焦炭存储器，橡胶热分解后以固体焦炭从出料漏斗离开反应器进入冷却装置，经过冷却后进入焦炭存储器，冷却过程中的热量能够应用于热分解过程本身，焦炭存储器中的焦炭能够作为燃煤发电厂的进料，实现橡胶分解后产物的进一步再利用。

进一步的，蒸汽输出管上设置8-12层抽吸开口组，每组抽吸开口组沿蒸汽输出管周向均匀分布2个以上抽吸开口用于产生横向气流，促进热分解的充分进行，提高了热分解的效率。

进一步的，抽吸开口上设置有钟形罩，钟形罩对抽吸开口的覆盖面积超过50％，用于防止固体颗粒进入蒸汽输出管造成蒸汽输出管的堵塞。

进一步的，装置还包括位于所述入口区域上游的进料区域，所述进料区域包括料斗、闸门和计量器；闸门还连接料位测量传感器A，当料位测量传感器A检测到进料区料位异常，自动关闭闸门，计量器用于控制进量。

进一步的，进料区域还包括粉碎装置和临时储存器，粉碎装置用于粉碎橡胶块料，临时储存器用于存储粉碎后待热分解的橡胶颗粒。

本实用新型，优点具体在于：

1)本实用新型通过引导板、物料分配器、双重脉冲振动器的配合设置，促使橡胶颗粒均匀分散到加热区域，保证橡胶颗粒充分进行热分解，即使大量物料进入到反应器中也不会使反应器发生物料堵塞，提高了橡胶颗粒的热分解效率。本实用新型橡胶热分解效率较高且成本较低，在分解过程中能有效防止反应器内发生堵塞，影响橡胶的热分解进程及效率，延长了装置的使用寿命。

2)多层加热台分开设置结合加热台上多块加热板及其角度的选择，实现了将热能最大限度的提供到橡胶颗粒；并且对加热板较为独立的可更换方式设置，使其在发生故障时及时更换，维修成本较小，使用寿命延长，加热台及其上加热板的结构能够充分对橡胶颗粒进行加热，保障热分解的充分进行，提升了橡胶颗粒热分解的效率。

3)蒸汽输出管上抽吸开口的设置产生横向气流，横向气流对加热区域的橡胶颗粒不断扰动促进橡胶颗粒的热分解；并且抽吸开口上部钟形罩的设计，可有效防止固体颗粒进入蒸汽输出管造成蒸汽输出管的堵塞。蒸汽输出管及抽吸开口及时将蒸汽抽离，保障了橡胶颗粒的热分解顺畅进行。

4)本实用新型蒸汽输出管下方闭锁装置的设置，在蒸汽输出管中发生堵塞时，能够防止烟灰污染反应器；此外，蒸汽出口所排除的高温蒸汽经处理后可输送到热电联产装置再次利用产生热能和电能，该部分热能和电能能够输送到加热区域产生热能促进橡胶颗粒的热分解过程或进行其他再利用，节能环保，有利于大规模推广应用。

附图说明

图1示出本实用新型热分解橡胶颗粒装置的示意图；

图2示出本实用新型加热区域的内部设计方式；

附图标记说明：1.反应器；2.料斗；3.计量器；4.闸门；5.进料口；6.检查开口A；7.引导板；8.脉冲振动器A；9.物料分配器；10.料位测量传感器A；11.加热台；12.加热板；13.温度感应控制元件；14.料位测量传感器B；15.脉冲振动器B；16.检查开口B；17.出料漏斗；18.蒸汽输出管；19.抽吸开口组；20.抽吸开口；21.钟形罩；22.蒸汽出口；23.锁闭装置。

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，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，一种用于热分解橡胶颗粒的装置，装置包括垂直设置的反应器(1)，反应器(1)包括进料区域、入口区域、过渡区域、加热区域和卸料区域。

进料区域包括料斗(2)、闸门(4)、计量器(3)、粉碎装置和临时储存器；闸门(4)位于入口区域的进料口(5)和料斗(2)之间，连接料位测量传感器A(10)，当反应器(1)中待处理物料料位偏低，闸门(4)打开放料；当料位测量传感器A(10)检测到进料区料位偏高或异常，则闸门(4)自动关闭，或者当计量器(3)量取进料量达到一次进料最大值，也将关闭闸门(4)。

入口区域为圆锥形结构，包括进料口(5)、两个对称设置在反应器(1)外壁上的检查开口A(6)和两块倾斜设置的引导板(7)，入口区域还接有惰性气体管路。

过渡区域为圆柱形结构，包括对称分布的两个脉冲振动器A(8)，物料分配器(9)和对称设置的料位测量传感器A(10)；物料分配器(9)为向下加宽的圆锥体结构，形成蒸汽输出管(18)的起始端且位于加热区域正上方。

加热区域为多层对称设置的加热台(11)，如图1-2所示，有四层加热台(11)对称分布；每层加热台(11)上有多块倾斜设置的加热板(12)，加热板(12)通过可以更换的方式安装。加热台(11)还设置有温度感应控制元件(13)，加热板(12)可通过温度感应控制元件(13)单独控制或集成控制。

卸料区域包括对称分布的两个料位测量传感器B(14)，对称分布的两个脉冲振动器B(15)，位于反应器(1)下壁的检查开口B(16)和出料漏斗(17)；出料漏斗(17)依次连接冷却装置和焦炭存储器。

反应器(1)还包括蒸汽输出管(18)，蒸汽输出管(18)的起始端为过渡区域的所述物料分配器(9)，其管身沿反应器(1)中轴线穿过加热区域和卸料区域后延伸出反应器(1)，在反应器(1)外部分出T型分支，一端连接锁闭装置(23)，另一端为蒸汽出口(22)。蒸汽输出管(18)上设置8-12层抽吸开口组(19)，每组抽吸开口组(19)沿蒸汽输出管(18)周向均匀分布2个以上抽吸开口(20)，抽吸开口(20)上设置有钟形罩(21)，钟形罩(21)对抽吸开口(20)的覆盖面积超过50％。

具体的橡胶颗粒的热分解过程如下所示：

启动粉碎装置，将橡胶块料粉碎为橡胶颗粒后输送至临时储存器存储，可选的，也可以直接输送橡胶颗粒至临时储存器。当要进行橡胶热分解处理时，设定计量器(3)的输入量，开启闸门(4)，临时储存器中的橡胶颗粒通过料斗(2)、进料口(5)进入入口区域，惰性气体通过管路通入反应器(1)，使热分解反应在惰性气体气氛下进行。橡胶颗粒经过引导板(7)的聚集导向进入过渡区域，在过渡区域，橡胶颗粒围绕物料分配器(9)分流进入加热区域，脉冲振动器A(8)一方面使进入入口区域的橡胶颗粒快速下落不易堵塞通道；另一方面将进入加热区域的橡胶颗粒均匀分散，促进橡胶颗粒充分热分解。料位测量传感器A(10)实时监控进料量，当监控到异常料位时及时关闭闸门(4)。

橡胶颗粒进入加热区域后利用重力作用逐层通过四层加热台(11)，设置与竖直方向呈一定角度的加热板(12)，可延长橡胶颗粒的路径和热分解时间，橡胶颗粒和加热板(12)充分接触完成热分解的过程；蒸汽输出管(18)通过抽吸开口(20)产生横向蒸汽，有利于侧向对橡胶颗粒产生扰动；温度感应控制元件(13)集成或单独控制加热台(11)和加热板(12)并实时监控温度变化，保证及时充足的热能供应，同时启动脉冲振动器B(15)，防止加热区域橡胶颗粒阻塞，促进橡胶颗粒分散，充分进行橡胶热分解。

橡胶颗粒通过加热区域后进入卸料区域，通过加热区域热分解的橡胶颗粒以焦炭固体的形式通过出料漏斗(17)离开反应器(1)，脉冲振动器B(15)同时能够防止卸料区域发生堵塞，料位测量传感器B(14)监控卸料区料位，及时发现出料堵塞，并通过下壁的检查开口B(16)进行疏通和维修。经过出料漏斗(17)的焦炭固体颗粒进入冷却装置，经过冷却后进入焦炭存储器，焦炭颗粒可以供应到工厂、燃烧器进一步使用。

蒸汽输出管(18)的分支蒸汽出口(22)的蒸汽为含油蒸汽，含油蒸汽通过冷却后，油被输送到储油罐再利用，蒸汽经过气体压缩机在气罐中存储，可供应至热电联产装置等设备或场合进一步利用，产生热能和电能，所产生的热能和电能可输送回加热区域保证热分解过程的进行。

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)

1.一种用于热分解橡胶颗粒的装置，所述装置包括垂直设置的反应器(1)，其特征在于，所述反应器(1)包括入口区域、过渡区域、加热区域和卸料区域；

所述入口区域包括进料口(5)、检查开口A(6)和引导板(7)；

所述过渡区域包括脉冲振动器A(8)，物料分配器(9)和料位测量传感器A(10)；

所述加热区域包括多层加热台(11)，每层所述加热台(11)上有多块倾斜设置的加热板(12)；

所述卸料区域包括料位测量传感器B(14)，脉冲振动器B(15)，检查开口B(16)和出料漏斗(17)；

所述反应器(1)还包括蒸汽输出管(18)，所述蒸汽输出管(18)的起始端为过渡区域的所述物料分配器(9)，其管身沿反应器(1)中轴线穿过加热区域和卸料区域后延伸出反应器(1)；所述蒸汽输出管(18)在反应器(1)外部分出T型分支，一端连接锁闭装置(23)，另一端为蒸汽出口(22)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述入口区域为圆锥形结构；所述检查开口A(6)至少有两个，对称设置在反应器(1)外壁上；所述引导板(7)为在进料口(5)下方倾斜设置的一块或多块平板。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述过渡区域为圆柱形结构，所述物料分配器(9)为向下加宽的圆锥体结构，形成蒸汽输出管(18)的起始端且位于加热区域正上方。

4.如权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述加热台(11)为3-6层，所述加热板(12)与竖直方向的夹角为0-45°，加热板(12)以可更换的方式安装。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述加热台(11)还设置有温度感应控制元件(13)，所述加热板(12)可通过所述温度感应控制元件(13)单独控制或集成控制。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述出料漏斗(17)具有环绕所述蒸汽输出管(18)的圆锥形外壁和圆锥形内壁，形成环形出料口；所述检查开口B(16)位于所述圆锥形外壁上；所述出料漏斗(17)的环形出料口依次连接冷却装置和焦炭存储器。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸汽输出管(18)上设置8-12层抽吸开口组(19)，每组抽吸开口组(19)沿蒸汽输出管(18)周向均匀分布2个以上抽吸开口(20)。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述抽吸开口(20)上部设置有钟形罩(21)。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括位于所述入口区域上游的进料区域，所述进料区域包括料斗(2)、计量器(3)和闸门(4)；所述闸门(4)连接料位测量传感器A(10)。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述进料区域包括粉碎装置和临时储存器，所述粉碎装置用于粉碎橡胶块料，所述临时储存器用于存储粉碎后待热分解的橡胶颗粒。

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