一種廢舊輪胎膠粒裂解系統及裂解方法與流程
2023-05-05 06:08:37 2
本發明涉及輪胎回收技術領域，尤其涉及一種廢舊輪胎膠粒的裂解系統。
背景技術：
塑料和橡膠是兩種廣泛應用的人工合成高分子化合物，具備許多優越性能。他們的高消耗造成的環境汙染日趨嚴重。如何處理和利用這兩種廢舊高分子材料在當今全球範圍內引起了普遍的關注。目前，國內許多廢廢舊輪胎的裂解設備不能連續生產，能耗高，裂解率低，安全性差。
遍歷廢舊輪胎裂解系統的現有技術，如CN200920075659、CN201010183728，現有技術的一個突出特點是系統中的熱能不能得到有效利用，如廢舊輪胎進入裂解爐之前的膠粒，通常要經過預熱才比較好，現有技術均是採用冷水衝淋，然後再單獨設置加熱步驟，並沒有提出這兩種步驟可以合二為一，還有輪胎裂解後產生的輕油和重油，同時帶著大量的裂解熱量無處釋放，需要大型冷卻裝置配合，熱量完全被浪費了，同時除衝淋的水可以預熱外，還有很多地方可以充分利用裂解熱，將裂解熱完全浪費太過可惜。
技術實現要素：
本發明的第一目的是解決現有技術中所存在的技術問題，從而提供一種裂解率高、裂解物回收率高，且能夠連續生產、能耗低的廢舊輪胎膠粒裂解系統。
本發明的第二目的是提供一種根據上述廢舊輪胎膠粒裂解系統的裂解方法。
為了實現本發明的第一目的，本發明所採用的技術方案如下：
本發明的一種廢舊輪胎膠粒裂解系統，包括輸送裝置，所述輸送裝置上依次連接有破碎裝置、衝洗裝置、烘乾裝置、裂解爐，所述破碎裝置還與上料裝置連接，所述裂解爐還通過進鹽管與熔鹽爐連接，所述熔鹽爐通過過渡鹽管與烘乾裝置連接，所述熔鹽爐上安裝有燃氣進管，所述烘乾裝置還通過回鹽管與熔鹽爐連接，所述裂解爐還與氣渣分離裝置連接，所述氣渣分離裝置還通過磁選分離機後分別與炭黑罐、鋼絲回收裝置連接，所述氣渣分離裝置還與精餾塔連接，所述精餾塔上安裝有氣體管、輕油管和重油管，所述氣體管還與裂解爐連通，所述裂解爐與所述氣渣分離裝置並排設置，且所述輸送裝置穿過所述裂解爐後伸入至氣渣分離裝置中，所述氣渣分離裝置下方設置有渣料腔，其上部連通有與所述精餾塔連通的氣體收集管，所述渣料腔底部與所述磁選分離機連通。
進一步地，所述水冷卻裝置的出水管還與熱交換裝置連接，所述熱交換裝置安裝在所述燃氣進管上。輕油管和重油管均與水冷卻裝置連接，水冷卻裝置還與衝洗裝置連通，水冷卻裝置的出水管還與熱交換裝置連接，熱交換裝置安裝在燃氣進管上。
進一步地，所述裂解爐入口安裝有吹風機，所述精餾塔中安裝有氣體熱交換裝置和液體熱交換裝置，外部的進風管通過氣體熱交換裝置後與吹風機連通。
進一步地，所述氣渣分離裝置中還安裝有一圈錐形的接液盤，所述接液盤上方的氣渣分離裝置側壁上還通過接液管與氣化釜連通，所述氣化釜還與熔鹽爐連接，所述氣化釜還分別與精餾塔、炭黑罐連通。
進一步地，所述輕油管和重油管均與水冷卻裝置連接，所述水冷卻裝置還與所述衝洗裝置連通。
進一步地，所述氣體熱交換裝置設置在所述精餾塔上方，所述液體熱交換裝置設置在所述精餾塔下方。
為了實現本發明的第二目的，本發明所採用的技術方案如下：
一種根據上述廢舊輪胎膠粒裂解系統的裂解方法，包括以下步驟：
S1、將廢棄輪胎裝入上料裝置；
S2、廢氣輪胎依次通過破碎裝置粉碎、衝洗裝置清洗、烘乾裝置烘乾後進入裂解爐；
S3、通過熔鹽爐加熱裂解爐，將進入裂解爐中的輪胎膠粒裂解，同時吹風機向裂解爐的輪胎膠粒入口中吹風；
S4、通過氣渣分離裝置將氣體通入精餾塔，而料渣落入磁選分離機；
S5、磁選分離機將料渣選分為炭黑和金屬，金屬收入鋼絲回收裝置，炭黑收入炭黑罐；同時，氣體進入精餾塔分離為裂解氣、輕油、重油，其中裂解氣通入熔鹽爐燃燒，輕油和重油分別收集；同時對精餾塔的氣體熱交換裝置中通入冷卻氣體，對精餾塔上層裂解氣冷卻，熱交換後的熱氣通過入吹風機中；
S6、利用水冷卻裝置為輕油管中的輕油和重油管中的重油冷卻，通過水冷卻裝置交換得
到熱水用於衝洗膠粒，在衝洗膠粒之前，前述熱水的熱先由熱交換裝置交換一部分熱給
燃氣進管中的燃氣以得到換熱後的燃氣送入熔鹽爐的預熱之用，再將熱水送入衝洗裝置
衝洗膠粒，在S1-S5執行過程中，S6不斷循環以節約熱能。
進一步地，氣渣分離裝置中的接液盤收集液化的液體並通入氣化釜中，氣化釜受到熔鹽爐加熱，將液體氣化後通入精餾塔，未氣化的炭黑通入炭黑罐中。
進一步地，將S6中所述的換熱後的燃氣再通入熔鹽爐中以加熱熔鹽。
本發明的突出特點是利用水冷卻裝置為輕油管中的輕油和重油管中的重油冷卻，通過水冷卻裝置交換得到熱水用於衝洗膠粒，在衝洗膠粒之前，前述熱水的熱先由熱交換裝置交換一部分熱給燃氣進管中的燃氣以得到換熱後的燃氣送入熔鹽爐的預熱之用，充分加熱的燃氣通入熔鹽爐，極大地提高了熔鹽爐的燃燒效果和物料供熱效率，這時由於燃氣比熱小，實際上換走的熱並不多，還有較多的熱量可以用於換熱到大量熱水以供衝洗裝置使用，再將熱水送入衝洗裝置衝洗膠粒，本發明將裂解熱充分地與前面需要加熱的步驟加以結合，在節能獨闢蹊徑，取得了節約能源且改善裂解運行狀況、提高整體裂解效率的效果。
與現有技術相比，本發明的優點在於：工人將廢舊輪胎裝入上料裝置，上料裝置將廢舊輪胎運輸至破碎裝置，破碎裝置破碎輪胎為膠粒，然後膠粒通過衝洗裝置衝洗灰塵，衝洗完成以後的膠粒進入烘乾裝置烘乾，然後進入裂解爐進行裂解。通過設置熔鹽爐，並且通過熔鹽爐來加熱裂解爐，輪胎膠粒加入至裂解爐中，裂解爐分解膠粒成小分子氣體、輕油和重油氣化，輪胎膠粒中的金屬和分解後的炭黑固體被運輸裝置繼續輸送至氣渣分離裝置，氣渣分離裝置中的金屬和炭黑能夠進入磁選分離機，磁選分離機可以分離金屬和炭黑，然後將金屬被輸送至鋼絲回收裝置，炭黑被輸送至炭黑罐中，氣體進入精餾塔，精餾出汽油、柴油和重油再分別收集，較輕的可燃氣體被通過燃氣進管進入熔鹽爐中燃燒，為熔鹽爐提供熱量。
同時，熔鹽爐的熔巖首先加熱裂解爐，然後進入烘乾裝置，為烘乾裝置提供熱量，有效的減少了輸送管路，減少了熱量損耗，並且烘乾裝置中的溫度一般要比裂解爐中的溫度要低，通過熔鹽首先加熱裂解爐，然後通過熔鹽的餘熱來烘乾輪胎膠粒，輪胎膠粒一方面可以被烘乾，另一方面能夠被預熱，預熱後的輪胎膠粒進入裂解爐更容易快速分解。通過該裝置，輪胎膠粒裂解率高、裂解物回收率高，且能夠連續生產、能耗低。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明的廢舊輪胎膠粒裂解系統的結構示意圖；
圖2是本發明的廢舊輪胎膠粒裂解方法的方法流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。
參閱圖1所示，本發明提供的一種廢舊輪胎膠粒裂解系統，包括輸送裝置1，輸送裝置1上依次連接有破碎裝置2、衝洗裝置3、烘乾裝置4、裂解爐5，破碎裝置2還與上料裝置6連接，裂解爐5還通過進鹽管7與熔鹽爐8連接，熔鹽爐8通過過渡鹽管9與烘乾裝置4連接，熔鹽爐8上安裝有燃氣進管10，烘乾裝置4還通過回鹽管11與熔鹽爐8連接，裂解爐5還與氣渣分離裝置12連接，氣渣分離裝置12還通過磁選分離機13後分別與炭黑罐14、鋼絲回收裝置15連接，氣渣分離裝置12還與精餾塔16連接，精餾塔16上安裝有氣體管17、輕油管18和重油管19，氣體管17還與裂解爐5連通，裂解爐5與氣渣分離裝置12並排設置，且輸送裝置1穿過裂解爐5後伸入至氣渣分離裝置12中，輸送裝置1在將膠粒輸入至裂解爐5中時膠粒分解，輸送裝置1繼續輸送，直至氣渣分離裝置12，分解後的渣料落入氣渣分離裝置12中，方便運輸輪胎膠粒和渣料。氣渣分離裝置12下方設置有渣料腔121，其上部連通有與精餾塔16連通的氣體收集管20，渣料腔121底部與磁選分離機13連通。
進一步地，所述水冷卻裝置28的出水管還與熱交換裝置22連接，所述熱交換裝置22安裝在所述燃氣進管10上。輕油管18和重油管19均與水冷卻裝置28連接，水冷卻裝置28還與衝洗裝置3連通，水冷卻裝置28的出水管還與熱交換裝置22連接，熱交換裝置安裝在燃氣進管10上。
在使用時，工人將廢舊輪胎裝入上料裝置6，上料裝置6將廢舊輪胎運輸至破碎裝置2，破碎裝置2破碎輪胎為膠粒，然後膠粒通過衝洗裝置3衝洗灰塵，衝洗完成以後的膠粒進入烘乾裝置4烘乾，然後進入裂解爐5進行裂解。通過設置熔鹽爐8，並且通過熔鹽爐8來加熱裂解爐5，輪胎膠粒加入至裂解爐5中，裂解爐5分解膠粒成小分子氣體、輕油和重油氣化，輪胎膠粒中的金屬和分解後的炭黑固體被運輸裝置1繼續輸送至氣渣分離裝置12，氣渣分離裝置12中的金屬和炭黑能夠進入磁選分離機13，磁選分離機13可以分離金屬和炭黑，然後將金屬被輸送至鋼絲回收裝置15，炭黑被輸送至炭黑罐14中，氣體進入精餾塔16，精餾出汽油、柴油和重油再分別收集，較輕的可燃氣體進入熔鹽爐8中燃燒，為熔鹽爐8提供熱量。
同時，熔鹽爐8的熔巖首先加熱裂解爐5，然後進入烘乾裝置4，為烘乾裝置4提供熱量，有效的減少了輸送管路，減少了熱量損耗，並且烘乾裝置4中的溫度一般要比裂解爐5中的溫度要低，通過熔鹽首先加熱裂解爐5，然後通過熔鹽的餘熱來烘乾輪胎膠粒，輪胎膠粒一方面可以被烘乾，另一方面能夠被預熱，預熱後的輪胎膠粒進入裂解爐5更容易快速分解。通過該裝置，輪胎膠粒裂解率高、裂解物回收率高，且能夠連續生產、能耗低。
在本發明的優選實施例中，裂解爐5入口安裝有吹風機21，精餾塔16中安裝有氣體熱交換裝置22和液體熱交換裝置23，外部的進風管24通過氣體熱交換裝置22後與吹風機21連通。吹風機21用於向裂解爐5中吹入氣，引導裂解後的油氣進入精餾塔16，由於空氣通過氣體熱交換裝置22吸熱以後再吹入裂解爐5，空氣不會降低裂解爐5中的熱量。並且由於在精餾塔16中安裝了氣體熱交換裝置22，既加熱了空氣，又能夠為精餾塔16中的油氣降溫。
在本實施例中，氣渣分離裝置12中還安裝有一圈錐形的接液盤25，接液盤25上方的氣渣分離裝置12側壁上還通過接液管26與氣化釜27連通，氣化釜27還與熔鹽爐8連接，氣化釜27還分別與精餾塔16、炭黑罐14連通。因為油氣在進入氣渣分離裝置12在接觸到側壁時容易凝結成油液，然後落入渣料腔121。通過接液盤25可以收集凝結的油液，凝結的油液流入氣化釜27以後，再次被加熱形成油氣，油氣再通入精餾塔16，而粘接在油液上的炭黑聚集，輸送至炭黑罐14中。
在本發明的另一優選實施例中，輕油管18和重油管19均與水冷卻裝置28連接，水冷卻裝置28還與衝洗裝置3連通。由於冷凝後的輕油和重油均要冷卻降溫，可以利用水冷卻裝置28為輕油和重油冷卻，同時換熱後的熱水可以用於衝洗膠粒，在衝洗膠粒的同時利用熱水對膠粒進行預熱。水冷卻裝置28的出水管還與熱交換裝置29連接，熱交換裝置29安裝在燃氣進管10上。換熱後的熱水可以首先預熱燃氣進管10中燃氣，然後再用來衝洗膠粒。方便對燃氣進管10中的燃氣預熱。氣體熱交換裝置設置在精餾塔上方，液體熱交換裝置設置在精餾塔下方。
參閱圖2所示，一種根據上述廢舊輪胎膠粒裂解系統的裂解方法，包括以下步驟：
S1、將廢棄輪胎裝入上料裝置6；
S2、廢氣輪胎依次通過破碎裝置2粉碎、衝洗裝置3清洗、烘乾裝置4烘乾後進入裂解爐5；
S3、通過熔鹽爐8加熱裂解爐5，將進入裂解爐5中的輪胎膠粒裂解，同時吹風機21向裂解爐5的輪胎膠粒入口中吹風；
S4、通過氣渣分離裝置12將氣體通入精餾塔16，而料渣落入磁選分離機13；
S5、磁選分離機13將料渣選分為炭黑和金屬，金屬收入鋼絲回收裝置15，炭黑收入炭黑罐14；同時，氣體進入精餾塔16分離為裂解氣、輕油、重油，其中裂解氣通入熔鹽爐8燃燒，輕油和重油分別收集；同時對精餾塔16的氣體熱交換裝置22中通入冷卻氣體，對精餾塔16上層裂解氣冷卻，熱交換後的熱氣通過入吹風機21中；
S6、利用水冷卻裝置28為輕油管18中的輕油和重油管19中的重油冷卻，通過水冷卻裝
置28交換得到熱水用於衝洗膠粒，在衝洗膠粒之前，前述熱水的熱先由熱交換裝置22
交換一部分熱給燃氣進管10中的燃氣以得到換熱後的燃氣送入熔鹽爐8的預熱之用，再
將熱水送入衝洗裝置3衝洗膠粒，在S1-S5執行過程中，S6不斷循環以節約熱能。
進一步地，將S6中所述的換熱後的燃氣再通入熔鹽爐8中以加熱熔鹽。
通過該方法，裂解後的可燃氣體通入熔鹽爐8中燃燒，為熔鹽爐8提供部分熱量，能量利用率高。吹風機21用於向裂解爐5中吹入氣，引導裂解後的油氣進入精餾塔16，由於空氣通過氣體熱交換裝置22吸熱以後再吹入裂解爐5，空氣不會降低裂解爐5中的熱量。並且由於在精餾塔16中安裝了氣體熱交換裝置22，既加熱了空氣，又能夠為精餾塔16中的油氣降溫。輪胎膠粒裂解率高、裂解物回收率高，且能夠連續生產、能耗低
優選的，氣渣分離裝置12中的接液盤25收集液化的液體並通入氣化釜27中，氣化釜27受到熔鹽爐8加熱，將液體氣化後通入精餾塔16，未氣化的炭黑通入炭黑罐14中，通過收集液體再加熱，有效的收集了冷凝的液體，提高了收集效率。水冷卻裝置28熱交換後的水通過熱交換裝置29加熱天然氣，加熱後的天然氣再通入熔鹽爐8中加熱熔鹽。提高了熱效率。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書所限定的保護範圍為準。