用於舊輪胎或已降解輪胎的連續熱處理的裝置的製作方法

2023-04-23 23:10:11 1

本發明涉及一種裝置，該裝置用來將舊輪胎或已降解輪胎的裝置連續熱處理成燃料油、加熱氣體和不可再循環的鋼鐵。

背景技術：

專家對於舊輪胎的出現的問題的估計報告是，每年出現的丟棄輪胎的數量達到7億條。它們的處理的問題貫穿它們的使用的持續時間被解決，但到目前為止，該解決方案的結果還沒有到達它們的出現量的容量水平。因此，舊輪胎不斷積累並且成為環境問題。目前已知的技術專注於以下領域，其中歷史上首次出現的是藉助於過熱水蒸氣(superheated water vapour)的作用的橡膠的再生。輸出是所謂的再生體，該再生體用於添加到橡膠成分中。然而，與它們從其出現的原始橡膠相比，其生產和有限數量的特徵，限制這種技術大規模傳播。輪胎處理的技術的另一方向專注於獲得橡膠粒子，該橡膠粒子應用於建築和其它領域，諸如農業或工程生產。這些技術中相對而言更加為人所知的是使用液氮的過冷技術，其中，橡膠變得易碎，然後在這種狀態中，它通常在錘式粉碎機中被碎裂。例如從文獻US 5735471中，可獲知橡膠廢料的類似處理工藝，其中，用機械粉碎機處理深凍橡膠廢料。其它技術通過各種類型的粉碎機用來獲得粒子。上述兩種類型的技術都需要先移除含有鋼絲的腳部分，或者甚至需要切割成較小的部分。這限制這個技術用於舊輪胎的複雜處理。

使用舊輪胎的另一程序在於使它們用於燃燒。輪胎按其熱值而計，處於優質黑煤的水平，但由於其機械組分，特別是鋼加強件成分，難以用於實際燃燒以便獲得能量。用來獲得熱水蒸氣(heat water vapour)的燃燒爐(諸如在大不列顛操作的Helnan-Freud的燃燒爐)允許你燃燒整個輪胎，但僅通過批量的方式，這是由於從爐中移出鋼加強件，需要把裝置關停。該過程因此以批量的方式進行。不同的且稍微更現代化的輪胎燃燒的方法，是採用油燃燒器和鼓風機系統，該系統與旋轉爐一起，使得溫度上升到超過1300℃並且鋼軟化並且不阻塞格柵。對於回收的這種鐵的可用性是零星的。

將輪胎用作燃料的相對可靠的方式是在水泥爐中進行處理。在這裡，整個輪胎將消失並且將能夠節省其它較昂貴的能量。然而，水泥設備中的輪胎的消耗，僅僅是積累的大量輪胎的一部分。

由捷克實用新型no.20795，還可獲知一種通過物理-化學過程用來處理橡膠廢料(特別地是輪胎)的裝置，該裝置由至少一個氣體密封的室組成，諸如O3的腐蝕性氣體通過供給管道被供應到該至少一個氣體密封的室中，該至少一個氣體密封的室被通過至少一個噴嘴形成的水霧弄溼，加壓水從箱引到至少一個噴嘴。在氣體密封的室中，上下成行彼此相對地放置頂氣缸和具有用於被處理橡膠廢料的空間的對立的底氣缸。氣缸行列中的一個氣缸被固定，而氣缸行列中的第二個氣缸能夠通過壓力沿豎向移動。在氣體密封的室的輸入側上，具有帶有輸入蓋的輸入區域，並且在輸出側上，具有帶有輸出蓋的輸出空間，而這兩個空間都設置有具有用來排出氣體的防爆安全鎖的輸出管道，並且都離開由內部隔板分離的氣體密封的室的內部空間。這種裝置的缺點特別地在於這種裝置是相對複雜的。

從目前技術知識的觀點，可以將熱解的使用看作最終方案。例如從文獻US 2011116986或從文獻WO 9320396可以獲知用於廢料(特別地是輪胎)處理的適當的熱解反應器。

然而，如在這些裝置中被執行的那樣，熱解需要相對輕柔地壓碎的輸入原材料(如果可能)而沒有任何外來摻合料，並且也需要對加熱器進行外部加熱。這使得其自身成本的大部分在於研磨和加熱，使得僅以幾乎沒有的利潤率或者微小的利潤率產生產品，不能使操作在經濟方面能夠自足。

技術實現要素：

在很大程度上，現有技術的上述缺點由一種用來連續處理舊輪胎或已降解輪胎的裝置化解，所述裝置包括反應器，所述反應器用來將這些廢輪胎熱分解成呈低分子量烴形式的有機分解產物和殘餘無機廢料部分，根據本發明，其特徵在於，在所述反應器的上部部分中形成填充室，所述填充室具有一對填充隔板以便用廢輪胎填充其內部空間，並且在反應器的底部部分中形成殘餘無機部分的輸出室，所述輸出室具有一對輸出隔板，而在反應器的下部部分中設有噴嘴，所述噴嘴通過對有機物質的未反應殘餘物加以氧化而產生不含有害物質的溫和氣態惰性介質，該氣態惰性介質在處理的過程中滲透反應器的內部空間進入其下部部分。在反應器的內部空間的上部部分中，在填充室下面，形成這種惰性氣體介質的至少一個輸出開口，這種惰性氣體介質與呈氣溶膠形式的其中散布的有機分解產物一起，通過固體粒子分離器以及冷卻器，被引入液體粒子分離器，所述液體粒子分離器用以分離來自經冷卻的氣溶膠的液體粒子。液體粒子分離器設有：用以將液體粒子輸出到箱中的第一端輸出部、以及用以輸出氣態粒子的第二居間操作輸出部，所述氣態粒子用以引入到熱機中由燃燒產生直接能量，或者在有利實施例中，它們被驅入冷凍室，該冷凍室用來分離具有高於這個室中的溫度的冷凝溫度的氣體，在該冷凍室的末端，設有：用於輸出其中的不冷凝氣體的剩餘部分的第二端輸出部。

本發明的特徵還在於，由一對輸出隔板限定的殘餘無機部分的輸出室側向地位於反應器的軸線的外側，而在反應器的軸線中，在其底部設有氣態惰性介質的發生器，並且用來產生氣體惰性介質的噴嘴在其內部空間中連接到管道，該管道承載有控制閥，該控制閥用以設定來自反應器的外部空間的空氣的流通，以在希望的溫度下對氣態惰性介質進行放熱加熱。然而，也優選地，反應器也配備有擠出設備，該擠出設備用來將來自反應器的底部的殘餘無機部分清理到側向定位的輸出室中。為了促進反應器的內部空間的填充，反應器優選地配備有用以將被處理輪胎傳送到其填充室的傳送器。

由於填充室的一對填充隔板和殘餘無機部分的輸出室處的一對輸出隔板，被處理輪胎的熱分解在反應器中以不進入空氣的方式進行，然而在其中保證將熱完美地傳遞到被處理廢料，並且同時保證從其反應空間的所有出現的反應產物的完美傳遞，並且甚至在整個製造工藝的過程中都是如此。根據本發明的裝置也允許作為結果的氣態和液體有機產物的熱分解中的其它處理以便它們的另外使用。根據本發明的裝置的優點也在於，該裝置允許處理整個舊輪胎或已降解輪胎，而無需任何前述調節。

附圖說明

本發明還由根據本發明的用來連續處理舊輪胎或已降解輪胎的裝置的示例性實施例的示意圖闡明。

具體實施方式

根據本發明的展示的例子實施例用來連續處理舊輪胎或已降解輪胎的裝置包括沿豎向布置的反應器1，該反應器用來將這些廢輪胎熱分解成呈低分子量烴形式的有機分解產物和殘餘無機廢料部分。在反應器的上部部分中形成填充室2，該填充室具有一對填充隔板3以便用廢輪胎填充其內部空間，並且在反應器1的底部部分中形成殘餘無機部分的輸出室8，該輸出室具有一對輸出隔板9。

在反應器1的下部部分中，在其壁中布置噴嘴5，該噴嘴用來輸入空氣，以便通過對來自被處理輪胎的有機物質的未反應殘餘物加以氧化而產生不含有害物質的溫和氣態惰性介質。由一對輸出隔板9限定的殘餘無機部分的輸出室8側向地位於反應器1的軸線的外側，而在反應器1的軸線中，在其底部設有氣態惰性介質的發生器，並且用來產生氣體惰性介質的噴嘴在其內部空間中連接到管道，該管道承載有控制閥6，該控制閥設定來自反應器1的外部空間的空氣的流通，以便在希望溫度下對氣態惰性介質進行放熱加熱。

在反應器1的內部空間的上部部分中，在填充室2下面，形成有這種惰性氣體介質的輸出開口11，這種惰性氣體介質與呈氣溶膠形式的其中散布的有機分解產物一起。

該裝置還包括用以分離主要是菸灰的固體粒子分離器12，氣溶膠通過輸入開口14進入該分離器中，而分離器12配備有夾套13以便其由空氣冷卻。然後，來自分離器12的脫除了固體粒子的氣溶膠通過輸出口15出來，並且通過出口開口16被引入冷卻器17，該冷卻器設置有冷卻迴路18，該冷卻迴路具有流動的冷卻水和已冷卻的氣溶膠的出口輸出部19，該出口輸出部19通過供應輸入部20而被引入液體粒子分離器10。

液體粒子分離器10配備有：用以將液體粒子輸出到箱22中的第一端輸出部2、以及第二居間操作輸出部23，該第二居間操作輸出部用以將氣態粒子輸出到冷凍室24中，其用來分離具有不同冷凝溫度的氣體，即，其中通過將溫度從-20℃降低到-40℃，而分離具有高於所述溫度的冷凝溫度的氣體。

反應器1也配備有用以將被處理輪胎傳送到其填充室2的傳送器27，並且配備有擠出設備7，該擠出設備用來將來自反應器1的底部的殘餘無機部分清理到側向定位的輸出室8中。

在填充了被處理輪胎之後，反應器1被一對填充隔板3中的至少一個填充隔板3以及一對輸出隔板9中的至少一個輸出隔板9所封閉。在通過火焰或通過電加熱的反應器1的下部部分中的被處理輪胎的最初被加熱到600℃的操作溫度之後，開始反應，該反應通過在發生器4中開始產生氣體惰性介質並且通過運行廢氣出口而被保持，該廢氣出口是液體粒子分離器10的一部分。通過控制閥6而設定空氣的流通，以便對發生器4周圍空間中的內容物進行氧化，因此惰性氣態介質放熱地加熱到一溫度，該溫度的值藉助於由控制閥6所控制的空氣流率而被管控。這種介質然後通過反應器1繼續到達出口開口11，並且放置在這個空間中的輪胎經歷熱分解，而呈低分子量烴狀態的降解產物以氣溶膠形式分布在該介質中。

通過以下事實，在根據本發明的這個裝置中持續提供處理過程：當打開一對填充隔板3中的頂部隔板且關閉一對填充隔板3中的底部隔板時，傳送器27將用被處理輪胎填充反應器1的填充室2，然後關閉一對填充隔板3中的上部隔板。然後，通過打開一對填充隔板3中的下部隔板，將填充室2的內容放入反應器1中。根據反應器1內的輪胎的消耗情況，周期性地重複這種填充模式。類似地，對於從反應器1輸出線材和無機廢料的情況而言，當在通過擠出設備7的直線運動打開一對輸出隔板9中的頂部隔板且關閉一對輸出隔板9中的底部隔板期間時，這些無機廢料從反應器1的底部被推出，到達輸出室8的空間中。然後，通過關閉一對輸出隔板9中的上部隔板且打開一對輸出隔板9中的底部隔板，把輸出室8的內容排出到未示出的容器中。

在本發明的這個示例性實施例中，它是具有邊長為1米的正方形基部和4.5米高度的反應器1，其中在處理1426kg的舊輪胎之後，已經獲得以下結果：具有EUR 34.3MJ/kg的熱值的液體燃料626升，液化氣170kg，鐵173kg以及灰137kg。作為氣態惰性介質，在那裡使用該體積中包含的介質，其量是64％的氮氣，13.5％的二氧化碳和0.1％的一氧化碳，而剩餘物由過熱水蒸氣形成，並且該過熱水蒸氣的溫度在反應器的入口等於620℃並且在輸出口等於220℃。

工業實用性

用來連續處理舊輪胎或已降解輪胎的裝置可以廣泛地用於有效廢料管理和它們的絡合物或至少部分地施加到另外的可用產物上，該另外的可用產物包括適合於熱機的驅動和熱的產生的產物。

附圖標記清單

1.反應器

2.填充室

3.填充隔板

4.加熱介質的發生器

5.噴嘴

6.控制閥

7.擠出設備

8.輸出室

9.輸出隔板

10.液體粒子分離器

11.輸出開口

12.固體粒子分離器

13.夾套

14.輸入開口

15.輸出口

16.輸入口

17.冷卻器

18.冷卻迴路

19.出口輸出部

20.供應輸入部

21.第一端輸出部

22.液體粒子箱

23.居間操作輸出部

24.冷凍室

25.第二端輸出部

26.第三端輸出部

27.傳送器