專利名稱：廢舊輪胎的裂解方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢舊輪胎的處理方法及其設(shè)備，具體為廢舊輪胎的裂解方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的迅猛發(fā)展，交通運輸、汽車行業(yè)的不斷膨脹，廢舊輪胎的大量產(chǎn)出成為世界公認(rèn)的有害垃圾。目前廢舊輪胎的處理大致分為以下四種方法掩埋法、焚燒法、再生利用法及化學(xué)循環(huán)法，其中化學(xué)循環(huán)法是利用熱能對廢舊輪胎進行裂解，裂解過程分為熱裂解及催化裂解。輪胎裂解所產(chǎn)生的產(chǎn)物非常復(fù)雜，其產(chǎn)品組成中氣體占14.3％、液體占43％、碳黑占32％、鋼絲占10.7％，而氣體組成主要為甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、一氧化碳等，液體主要組成為苯、甲苯、低碳烯烴及芳香族化合物等，這些都是很有用的化工原料。而目前國內(nèi)外對于廢舊輪胎的裂解存在下列三個問題，1、在裂解前需要將骨架材料-纖維簾線、鋼絲簾線與橡膠分離，或把廢舊輪胎預(yù)先切成碎塊，這樣增加了生產(chǎn)工序和處理成本，特別是給后續(xù)碳黑的處理增加了一定的難度，切碎產(chǎn)生的微小鋼絲碎屑雖經(jīng)磁選處理，仍嚴(yán)重影響碳黑的質(zhì)量；2、裂解時溫度大多控制在600℃-800℃，容易產(chǎn)生有害氣體，造成對環(huán)境的二次污染，不符合環(huán)保要求；3、催化劑與廢舊輪胎的加量比例不明確；催化劑活性較低，反應(yīng)時間長，再生產(chǎn)品的質(zhì)量不高，收益較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有廢舊輪胎裂解工藝工序多、處理成本高以及生產(chǎn)效率低和所使用的催化劑活性較低、功能單一等問題而提供一種廢舊輪胎的裂解方法及其設(shè)備。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的廢舊輪胎的裂解方法，包括如下步驟a.將輪胎進行清洗、去雜；b.將整個輪胎以及催化劑一起送入絕氧的進料倉內(nèi)加熱；c.然后將預(yù)熱后的輪胎送入裂解倉內(nèi)進行催化裂解；d.將裂解后所產(chǎn)生的鋼絲和碳黑固體物質(zhì)送入出料過渡倉內(nèi)，再通過分離設(shè)備將鋼絲和碳黑進行分離并對碳黑進行包裝，同時將裂解后所產(chǎn)生的裂解氣送入冷凝器內(nèi)進行冷凝，得到成品油和燃料氣。
本發(fā)明所述的催化劑是由高嶺土和/或活性白土以任意比例配制而成，專門用于本工藝裂解廢舊輪胎；催化劑的加量與廢舊輪胎的重量比為0.5％-2％，用于加快裂解速度，調(diào)整產(chǎn)出油、氣比例，防止惡臭氣體產(chǎn)生。
本發(fā)明所述的絕氧的進料倉是將經(jīng)制氮機產(chǎn)生的氮氣先送入熱交換器內(nèi)加熱，再將熱氮氣體和制氮機產(chǎn)生的氮氣一起送入進料倉內(nèi)以使進料倉內(nèi)充滿氮氣而處于微負(fù)壓或常壓，有效防止裂解時所產(chǎn)生的易燃?xì)怏w與空氣接觸而發(fā)生爆炸。
本發(fā)明所述的加熱裂解溫度保持在280℃-480℃，工作壓力為常壓或0.01兆帕-0.04兆帕的負(fù)壓，裂解時間為10-30分鐘；進料倉內(nèi)的溫度保持在75℃-100℃，工作壓力為4KPa-6KPa。
完成所述的廢舊輪胎裂解方法所用的設(shè)備，包括進料倉、裂解倉，裂解倉與作為整個裝置供熱源的熱風(fēng)爐連接，所述的進料倉外部設(shè)有外殼，外殼下部設(shè)有進料口，上部的一側(cè)設(shè)有出料口，出料口處設(shè)有推料裝置；外殼上且靠近出料口的位置還設(shè)有催化劑噴嘴，外殼中部設(shè)有氮氣進口；進料倉內(nèi)設(shè)置由位于下方的主動鏈輪和位于上方的被動鏈輪構(gòu)成的鏈條傳動體系，主動鏈輪的傳動軸伸出外殼且與動力裝置連接，主動鏈輪與被動鏈輪之間的鏈條上設(shè)有托料架；所述的裂解倉由外釜和內(nèi)釜構(gòu)成，外釜和內(nèi)釜為中間留有空間的套筒式結(jié)構(gòu)，內(nèi)釜前方設(shè)有燃?xì)獬隹?，?nèi)釜兩端頭分別設(shè)有物料進口和物料出口；外釜兩側(cè)分別設(shè)有與空間連通的熱風(fēng)出口和熱風(fēng)進口，外釜前端下方設(shè)有支撐座。
本發(fā)明所述的出料口與被動鏈輪之間設(shè)有物料傳送裝置，物料傳送裝置與出料口之間設(shè)有滾筒；物料傳送裝置下方設(shè)有催化劑回收槽。
本發(fā)明所述的內(nèi)釜和外釜上分別設(shè)有測溫口，并與熱電偶測溫裝置連接以便及時掌握工作時的溫度。
本發(fā)明所述的內(nèi)釜外部設(shè)有用于增加吸熱面積的散熱片。
本發(fā)明采用中低溫催化裂解工藝，優(yōu)化了輪胎和催化劑的加量比，使燃料油的產(chǎn)出達到最大化，避免了產(chǎn)生二噁英等有毒害的氣體；實現(xiàn)了整胎進料，省去了切割工序，大大降低了成本；對整個裝置設(shè)置氮氣保護，使進料倉和裂解倉處于無氧狀態(tài)，實現(xiàn)了連續(xù)裂解，有助于節(jié)省能源，同時增強了裂解過程的安全，利用本工藝可再生出成品油、燃料氣、工業(yè)碳黑及鋼絲，整個工藝過程中無任何污染物排放。


圖1是本發(fā)明的工藝流程2為本發(fā)明所述設(shè)備的進料倉的結(jié)構(gòu)示意3為圖2的左視4為本發(fā)明所述設(shè)備的裂解倉的結(jié)構(gòu)示意5為圖4的橫截面示意中1-進料倉 2-裂解倉 3-外殼 4-進料口 5-出料口 6-推料裝置7-催化劑噴嘴 8-氮氣進口 9-主動鏈輪 10-被動鏈輪 11-鏈條 12-托料架13-外釜 14-內(nèi)釜 15-空間 16-燃?xì)獬隹? 17-物料進口 18-物料出口 19-熱風(fēng)出口 20-熱風(fēng)進口 21-支撐座 22-物料傳送裝置 23-滾筒 24-催化劑回收槽 25、26-測溫口 27-散熱片 28-電機減速器 29-支架 30-支撐板具體實施方式
完成廢舊輪胎的裂解方法所用的設(shè)備，包括進料倉1、裂解倉2，裂解倉2與作為整個裝置供熱源的熱風(fēng)爐連接，如圖2、3所示，所述的進料倉1外部設(shè)有外殼3，采用金屬板焊接而成，外殼3下部設(shè)有進料口4，上部的一側(cè)設(shè)有出料口5，出料口5處設(shè)有推料裝置6，可采用氣動式結(jié)構(gòu)在外殼3上固定有與氣泵連接的汽缸，汽缸內(nèi)的活塞桿端頭與推料裝置6連接，當(dāng)氣泵工作時，活塞桿做往復(fù)運動，從而帶動進料倉1內(nèi)的物料自出料口5進入裂解倉2的內(nèi)釜14中進行裂解；外殼3上且靠近出料口5的位置還設(shè)有催化劑噴嘴7，催化劑噴嘴7指向物料傳送裝置22，可將催化劑直接噴在物料傳送裝置22上的物料上，外殼3中部設(shè)有氮氣進口8，氮氣進口8與熱交換器的氮氣出口連接；進料倉1內(nèi)設(shè)置由位于下方的主動鏈輪9和位于上方的被動鏈輪10構(gòu)成的鏈條傳動體系，主動鏈輪9的傳動軸伸出外殼3且與電機減速器28的輸出軸之間通過聯(lián)軸器連接，電機減速器28固定在支架29上，主動鏈輪9與被動鏈輪10之間的鏈條11上設(shè)有托料架12；出料口5與被動鏈輪10之間設(shè)有物料傳送裝置22，物料傳送裝置22與出料口5之間設(shè)有滾筒23；物料傳送裝置22下方設(shè)有催化劑回收槽24。如圖4、5所示，所述的裂解倉2由外釜13和內(nèi)釜14構(gòu)成，外釜13和內(nèi)釜14為中間留有空間15的套筒式結(jié)構(gòu)，內(nèi)釜14采用翅片板焊接加強傳熱，內(nèi)釜14通過支撐板30固定在外釜13內(nèi)，內(nèi)釜14前方設(shè)有燃?xì)獬隹?6，內(nèi)釜14兩端頭分別設(shè)有物料進口17和物料出口18，分別與進料倉1的出料口5和出料倉連接；外釜13兩側(cè)分別設(shè)有與空間15連通的熱風(fēng)出口19和熱風(fēng)進口20，外釜13前端下方設(shè)有支撐座21；內(nèi)釜14和外釜13上分別設(shè)有測溫口25、26，用于及時測量釜內(nèi)的溫度；內(nèi)釜14外部設(shè)有用于增加吸熱面積的散熱片27。
具體工作過程如下如圖1所示先將廢舊輪胎進行清洗、去雜，然后通過進料倉上的進料口將廢舊輪胎送入金屬托料架上，由制氮機產(chǎn)生的氮氣經(jīng)熱交換器預(yù)熱后由氮氣進口加入進料倉內(nèi)，此時進料倉內(nèi)的溫度保持在75℃-100℃，工作壓力為4KPa-6KPa，使進料倉絕氧狀態(tài)。然后與主動鏈輪的傳動軸連接的電機減速器帶動鏈輪運動，從而使輪胎向上提升至物料傳送裝置，同時通過催化劑噴嘴向物料噴灑催化劑，催化劑為高嶺土和/或活性白土以任意比例配制而成，催化劑的加量與廢舊輪胎的重量比為0.5％-2％。然后在物料傳送裝置以及推料裝置的帶動下，物料依次經(jīng)出料口、裂解倉的物料進口落入裂解倉的內(nèi)釜中，立刻關(guān)閉內(nèi)釜兩端的閘門，以確保裂解倉密封，熱風(fēng)爐所提供的熱風(fēng)自三個熱風(fēng)進口進入空間且間接對內(nèi)釜內(nèi)的物料進行加熱，使其在催化劑的作用下低溫裂解，裂解溫度保持在280℃-480℃，工作壓力為常壓或0.01兆帕-0.04兆帕的負(fù)壓，裂解時間為10-30分鐘。裂解過程所產(chǎn)生的氣體成分經(jīng)燃?xì)獬隹诒怀槌龊笏椭晾淠鞅焕淠?，冷凝后所得到的成品油送至儲油罐儲存并外售，而燃料氣一部分送至儲氣罐儲存，另一部分返回至熱風(fēng)爐以循環(huán)使用；所產(chǎn)生的鋼絲和碳黑等固體物料進入出料過渡倉，等溫度下降后通過磁選的方法將兩者分離，鋼絲進行外售，而碳黑則進行包裝并送至成品庫。
上述所說的制氮機型號為CH-NB-100，熱風(fēng)爐的型號為YL-300，熱交換器的型號為RJ-20，冷凝器的型號為BZS600-2.5-3/19-41，出料過渡倉的型號為SCG-800，磁選分離設(shè)備為直排式振動篩，型號為HZ-800。
實施例1a.將重量為275Kg的輪胎進行清洗、去雜；b.將整個輪胎以及加熱后的氮氣一起送入進料倉；c.將經(jīng)上一步驟處理的輪胎送入裂解倉，同時加入1.375Kg活性白土催化劑，在溫度為280℃、壓力為0.01兆帕下加熱裂解15分鐘；d.將裂解后所產(chǎn)生的鋼絲和碳黑固體物質(zhì)送入出料過渡倉內(nèi)，再通過磁選將鋼絲和碳黑進行分離并對碳黑進行包裝，同時對裂解后所產(chǎn)生的裂解氣送入冷凝器內(nèi)進行冷凝，得到成品油和燃料氣。其生成產(chǎn)物具體如下

實施例2a.將重量為200Kg的輪胎進行清洗、去雜；b.將整個輪胎以及加熱后的氮氣一起送入進料倉；c.將經(jīng)上一步驟處理的輪胎送入裂解倉，同時加入4Kg高嶺土催化劑，在溫度為480℃、壓力為0.04兆帕下加熱裂解30分鐘；d.將裂解后所產(chǎn)生的鋼絲和碳黑固體物質(zhì)送入出料過渡倉內(nèi)，再通過磁選將鋼絲和碳黑進行分離并對碳黑進行包裝，同時對裂解后所產(chǎn)生的裂解氣送入冷凝器內(nèi)進行冷凝，得到成品油和燃料氣。其生成產(chǎn)物具體如下

實施例3a.將重量為300Kg的輪胎進行清洗、去雜；b.將整個輪胎以及加熱后的氮氣一起送入進料倉；c.將經(jīng)上一步驟處理的輪胎送入裂解倉，同時加入1.5Kg高嶺土催化劑和1.5Kg活性白土催化劑，在溫度為450℃、壓力為0.03兆帕下加熱裂解20分鐘；d.將裂解后所產(chǎn)生的鋼絲和碳黑固體物質(zhì)送入出料過渡倉內(nèi)，再通過磁選將鋼絲和碳黑進行分離并對碳黑進行包裝，同時對裂解后所產(chǎn)生的裂解氣送入冷凝器內(nèi)進行冷凝，得到成品油和燃料氣。其生成產(chǎn)物具體如下

實施例4a.將重量為350Kg的輪胎進行清洗、去雜；b.將整個輪胎以及加熱后的氮氣一起送入進料倉；c.將經(jīng)上一步驟處理的輪胎送入裂解倉，同時加入1.75Kg高嶺土催化劑和3.5Kg活性白土催化劑，在溫度為400℃、壓力為0.03兆帕下加熱裂解25分鐘；d.將裂解后所產(chǎn)生的鋼絲和碳黑固體物質(zhì)送入出料過渡倉內(nèi)，再通過磁選將鋼絲和碳黑進行分離并對碳黑進行包裝，同時對裂解后所產(chǎn)生的裂解氣送入冷凝器內(nèi)進行冷凝，得到成品油和燃料氣。其生成產(chǎn)物具體如下

權(quán)利要求
1.廢舊輪胎的裂解方法，其特征是包括如下步驟a.將輪胎進行清洗、去雜；b.將整個輪胎以及催化劑一起送入絕氧的進料倉(1)內(nèi)加熱；c.然后將預(yù)熱后的輪胎送入裂解倉(2)內(nèi)進行催化裂解；d.將裂解后所產(chǎn)生的鋼絲和碳黑固體物質(zhì)送入出料過渡倉內(nèi)，再通過分離設(shè)備將鋼絲和碳黑進行分離并對碳黑進行包裝，同時將裂解后所產(chǎn)生的裂解氣送入冷凝器內(nèi)進行冷凝，得到成品油和燃料氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊輪胎的裂解方法，其特征是所述的催化劑是由高嶺土和/或活性白土以任意比例配制而成，催化劑的加量與廢舊輪胎的重量比為0.5％-2％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢舊輪胎的裂解方法，其特征是所述的絕氧的進料倉(1)是將經(jīng)制氮機產(chǎn)生的氮氣先送入熱交換器內(nèi)加熱，再將熱氮氣體和制氮機產(chǎn)生的氮氣一起送入進料倉內(nèi)以使進料倉內(nèi)充滿氮氣而處于微負(fù)壓或常壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢舊輪胎的裂解方法，其特征是所述的加熱裂解溫度保持在280℃-480℃，工作壓力為常壓或0.01兆帕-0.04兆帕的負(fù)壓，裂解時間為10-30分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢舊輪胎的裂解方法，其特征是所述的進料倉(1)內(nèi)的溫度保持在75℃-100℃，工作壓力為4KPa-6KPa。
6.完成如權(quán)利要求1所述的廢舊輪胎的裂解方法所用的設(shè)備，包括進料倉(1)、裂解倉(2)，裂解倉(2)與作為整個裝置供熱源的熱風(fēng)爐連接，其特征是所述的進料倉(1)外部設(shè)有外殼(3)，外殼(3)下部設(shè)有進料口(4)，上部的一側(cè)設(shè)有出料口(5)，出料口(5)處設(shè)有推料裝置(6)；外殼(3)上且靠近出料口(5)的位置還設(shè)有催化劑噴嘴(7)，外殼(3)中部設(shè)有氮氣進口(8)；進料倉(1)內(nèi)設(shè)置由位于下方的主動鏈輪(9)和位于上方的被動鏈輪(10)構(gòu)成的鏈條傳動體系，主動鏈輪(9)的傳動軸伸出外殼(3)且與動力裝置連接，主動鏈輪(9)與被動鏈輪(10)之間的鏈條(11)上設(shè)有托料架(12)；所述的裂解倉(2)由外釜(13)和內(nèi)釜(14)構(gòu)成，外釜(13)和內(nèi)釜(14)為中間留有空間(15)的套筒式結(jié)構(gòu)，內(nèi)釜(14)前方設(shè)有燃?xì)獬隹?16)，內(nèi)釜(14)兩端頭分別設(shè)有物料進口(17)和物料出口(18)；外釜(13)兩側(cè)分別設(shè)有與空間(15)連通的熱風(fēng)出口(19)和熱風(fēng)進口(20)，外釜(13)前端下方設(shè)有支撐座(21)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的完成廢舊輪胎的裂解方法所用的設(shè)備，其特征是所述的出料口(5)與被動鏈輪(10)之間設(shè)有物料傳送裝置(22)，物料傳送裝置(22)與出料口(5)之間設(shè)有滾筒(23)；物料傳送裝置(22)下方設(shè)有催化劑回收槽(24)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的完成廢舊輪胎的裂解方法所用的設(shè)備，其特征是所述的內(nèi)釜(14)和外釜(13)上分別設(shè)有測溫口(25、26)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的完成廢舊輪胎的裂解方法所用的設(shè)備，其特征是所述的內(nèi)釜(14)外部設(shè)有用于增加吸熱面積的散熱片(27)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7或9所述的完成廢舊輪胎的裂解方法所用的設(shè)備，其特征是所述的進料倉(1)和出料倉的倉門均采用閘閥結(jié)構(gòu)，各料倉之間均采用法蘭盤連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢舊輪胎的處理方法及其設(shè)備，具體為廢舊輪胎的裂解方法及其設(shè)備，解決現(xiàn)有廢舊輪胎裂解工藝工序多、處理成本高以及生產(chǎn)效率低和使用的催化劑活性低、功能單一問題，將輪胎進行清洗、去雜，然后與加熱后的氮氣一起送入進料倉；預(yù)熱后送入裂解倉，同時加入催化劑，一定條件下裂解，最后將裂解后所產(chǎn)生的鋼絲和碳黑送入出料過渡倉內(nèi)，同時將產(chǎn)生的裂解氣送入冷凝器內(nèi)進行冷凝，催化劑的加量與廢舊輪胎的重量比為0.5％－2％。本發(fā)明采用中低溫催化裂解工藝，優(yōu)化了輪胎和催化劑的加量比，使燃料油的產(chǎn)出達到最大化；實現(xiàn)了整胎進料，大大降低成本；裂解倉進出料口設(shè)置氮氣保護，實現(xiàn)連續(xù)裂解，同時增強了裂解過程的安全。
文檔編號C09C1/48GK101089124SQ20061001284
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者任麗娟, 李大光, 溫小兵 申請人:任麗娟, 李大光, 溫小兵