CN110846063B - 一种废旧轮胎胶粒高效处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种废旧轮胎胶粒高效处理系统，属烃油裂化领域。本发明包括裂解炉、熔盐炉、燃烧室，裂解炉包括外筒、物料反应筒、旋转轴、螺旋叶片、第一驱动部、第二驱动部，外筒上熔盐流动段的内壁与物料反应筒上物料反应段的外壁之间构成供熔盐流动的密封腔室，进料口上连接有密封进料器，出料口上连接有密封出料器，还包括油气分离器、脱硫塔、气罐和油罐以及空气预热器。其胶粒在裂解炉内能够连续裂解，裂解效率高；熔盐供热的热稳定性好，温差容易控制，同时熔盐可循环流动，能耗低；物料反应筒可以单独旋转，使筒内胶粒都充分均匀受热，从而裂解更加充分，提高原料的回收利用效率；裂解产物循环利用，不仅大大提高能源利用率，而且环保。
Description
技术领域
本发明涉及烃油裂化领域，特别地，涉及一种废旧轮胎胶粒高效处理系统。
背景技术
随着汽车行业的迅速崛起，给人们带来生活便利的同时，每年却产生了大量的废旧轮胎。废旧轮胎在自然环境中很难降解，以前对废旧轮胎的处理方式主要是焚烧、掩埋、粉碎等，但这些方式会对自然环境造成巨大的潜在危害。废旧轮胎的处理方式一直是困扰大家的一大难题。
废旧轮胎主要有合成橡胶、天然橡胶、防老剂、炭黑、增塑剂、硫磺等多种有机与无机物质组成，这些物质具有较高的经济价值。为了既解决资源循环利用问题，又尽量减少对环境的损害。目前，比较主流的处理方式是轮胎热裂解处理。废旧轮胎在高温的条件下进行化学分解，产生固体产物炭黑和钢丝、液体产物油以及气体产物可燃气体。其中，炭黑可以用于橡胶的加工；钢丝可以直接作为钢材料进入炼钢厂；可燃气体可以用作燃烧等用途。
废旧轮胎处理环节中，热裂解是核心步骤。传统上，热解技术主要包括：常压惰性气体热解技术、真空热解技术和熔融盐热解技术。物料在进入裂解炉进行裂解的过程中，其升温均是靠热传导来实现的。现有技术中，往往存在物料在裂解炉内加热不均匀的现象，从而使裂解炉内废旧轮胎颗粒热解不充分，造成原料的回收利用率不够高。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是提供一种废旧轮胎胶粒高效处理系统，其物料在裂解炉中受热均匀，裂解充分，原料回收利用率高。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种废旧轮胎胶粒高效处理系统，包括裂解炉、熔盐燃烧炉，所述裂解炉上设有油气出口，所述熔盐燃烧炉上设有燃烧室、熔盐出口和熔盐进口，所述裂解炉包括设于机架上的外筒、周向转动于外筒内的物料反应筒、穿设于物料反应筒内的旋转轴、设于旋转轴上的螺旋叶片、用以驱动旋转轴旋转的第一驱动部、用以驱动物料反应筒转动的第二驱动部，所述物料反应筒依次包括进料段、物料反应段和出料段，所述外筒的一端设有与进料段相通的进料口，另一端设有与出料段相通的出料口，所述外筒的进料口和出料口之间还设有熔盐流动段，所述熔盐流动段的内壁与物料反应段的外壁之间构成密封腔室，所述熔盐流动段上设有熔盐输入口和熔盐输出口，所述熔盐输入口和熔盐出口相连，所述熔盐输出口和熔盐进口相连，所述进料口上连接有密封进料器，所述出料口上连接有密封出料器。
通过上述技术方案，物料从密封进料器进，从密封出料器出，保证了物料胶粒的连续供料和出料，从而保证了胶粒在裂解炉内能够连续裂解，提高裂解效率；此处，裂解热源采用熔盐炉，熔盐供热的热稳定性好，在热传导的过程中，热量损失小，对裂解炉的供热稳定，且温差容易控制，同时熔盐可以循环流动，大大降低能耗；
另外，当胶粒在旋转轴的作用下慢慢在物料反应筒内向前推进时，贴壁的胶粒可能温度达到的快，部分内部的胶粒可能受热不均、温度达到的慢；此过程中物料反应筒可以单独旋转，在物料反应筒旋转时，可以带动胶粒进行一定程度的搅拌，使筒内胶粒都充分均匀受热，从而裂解更加充分，提高原料的回收利用效率。
优选的，还包括油气分离器、脱硫塔、气罐和油罐，所述油气分离器上设有气体出口和油液出口，所述气罐的一端与油气分离器的气体出口相连，另一端与燃烧室的进气口相连，所述油液出口与油管相连。
通过上述技术方案，通过油气分离器可以将气体和油液进行分离，得到的气体可以储存于气罐中，油液可以储存于油罐中，将裂解产物充分利用；此处，部分气体可以供给燃烧室使用，实现产物循环利用，大大提高能源利用率，降低生产成本。
优选的，还包括空气预热器，所述空气预热器上设有空气进口、热烟气进口、烟气出口和热空气出口，所述燃烧室上设有烟气排出口，所述烟气排出口与热烟气进口相连，所述热空气出口与燃烧器的进气口相连。
通过上述技术方案，从燃烧室内产出的热烟气可以与空气进口进入的空气进行有效换热，从而对空气进行预加热，加热的空气在从热空气出口供给燃烧室使用，大大提高了能源利用率；同时热烟气又能妥善降温后在处理排出。
优选的，所述第一驱动部包括减速电机、设于旋转轴一端并通过皮带与减速电机相连的皮带轮，所述第二驱动部包括设于旋转轴上的主动齿轮、设于物料反应筒上的从动内齿轮、设于主动齿轮和从动内齿轮之间的中间轮。
通过上述技术方案，减速电机保证了旋转轴的旋转速度；此处，物料反应筒不需要额外增加动力，通过旋转轴和物料反应筒内的齿轮传动，实现了只需单一动力输入的效果，使设备结构更加紧凑，提高能源利用率；另外，旋转轴和物料反应筒的转动方向正好相反，有利于胶粒的混合搅拌。
优选的，所述熔盐流动段的两端朝内设有支撑环，所述支撑环和物料反应筒外壁之间设有旋转轴承，所述物料反应段两端位于支撑环朝内一侧设有密封板，所述密封板包括固定于物料反应筒外壁的直挡板、从直挡板远离物料反应筒外壁的一端朝外筒内壁延伸并抵触外筒内壁的斜挡板，所述斜挡板远离直挡板的一端朝远离支撑环的方向倾斜。
通过上述技术方案，旋转轴承套设在物料反应筒外即对物料反应筒起到支撑作用，又能保证其转动更加顺畅；密封板的设置保证了熔盐流动的腔室的密封性；其中，当熔盐流动并流经密封板与外筒内壁相交处是，由于斜挡板的倾斜方向设置起到一定的导向作用，促使熔盐朝旋转轴一侧挤压，从而大大减少了熔盐对相交处的冲击，提高密封板的密封性能。
优选的，所述密封板还包括设于斜挡板靠近支撑环一侧的围挡板，所述围挡板的一端连接于直挡板，另一端抵触于外筒内壁，所述围挡板与斜挡板之间构成填料腔室，所述填料腔室内填充有耐高温填料。
通过上述技术方案，耐高温填料进一步提高了密封板处的密封性能。
优选的，所述填料腔室内远离外筒内壁的一侧填充有弹性材料，所述弹性材料对耐高温填料朝外筒内壁以及斜挡板一侧推顶。
通过上述技术方案，当物料反应筒旋转时，填料多少会有些磨损，此处，弹性材料的设置可以将耐高温填料朝相交处挤压，进行填料的补偿，保证密封性。
优选的，所述物料反应筒的内表面分布有若干条形凸棱，所述条形凸棱的长度方向沿着物料反应筒的轴向设置。
通过上述技术方案，条形凸棱的长度方向与胶粒的输送方向一致，一方面对胶粒输送的阻碍小，另一个方面可以带动胶粒周向运动，提高胶粒混合的效果，使筒内胶粒受热更加充分均匀。
优选的，所述物料反应筒的内表面均匀分布有若干凸起部，所述凸起部为从物料反应筒的外表面向内表面挤压所形成。
通过上述技术方案，凸起部一方面可以带动胶粒周向运动，提高胶粒混合效果；另一方面，凸起部的背面为凹陷，可以容纳熔盐，从而增加物料反应筒内壁与胶粒的导热面积，提高热传导效果，使筒内胶粒受热更加充分均匀。
优选的，所述物料反应筒的端部设有端部挡板，所述旋转轴穿过端部挡板，所述旋转轴与端部挡板之间轴向密封，所述第二驱动部位于端部挡板与物料反应筒端部之间。
通过上述技术方案，有效减小进料口处的胶粒对第二驱动部的影响。
本发明技术效果主要体现在以下方面：
1、胶粒在裂解炉内能够连续裂解，提高裂解效率；
2、熔盐供热的热稳定性好，温差容易控制，同时熔盐可以循环流动，能耗低；
3、物料反应筒可以单独旋转，使筒内胶粒都充分均匀受热，从而裂解更加充分，提高原料的回收利用效率；
4、裂解产物循环利用，不仅大大提高能源利用率，而且环保。
附图说明
图1为实施例一中裂解炉的结构示意图；
图2为图1中A部放大图；
图3为实施例一中裂解炉的局部剖视图；
图4为实施例一的系统结构图；
图5为实施例二中裂解炉的局部剖视图；
图6为实施例三中裂解炉的局部剖视图。
附图标记：100、裂解炉；101、油气出口；110、外筒；111、进料口；112、出料口；113、熔盐流动段；114、熔盐输入口；115、熔盐输出口；120、物料反应筒；121、进料段；122、物料反应段；123、出料段；130、旋转轴；140、螺旋叶片；150、第一驱动部；151、减速电机；152、皮带；153、皮带轮；160、第二驱动部；161、主动齿轮；162、从动内齿轮；163、中间轮；200、熔盐燃烧炉；210、燃烧室；202、熔盐出口；203、熔盐进口；204、烟气排出口；300、油气分离器；400、脱硫塔；500、气罐；600、油罐；301、气体出口；302、油液出口；700、空气预热器；701、空气进口；702、热烟气进口；703、烟气出口；704、热空气出口；800、油气冷凝器；1、密封进料器；2、密封出料器；3、支撑环；4、旋转轴承；5、密封板；6、直挡板；7、斜挡板；8、围挡板；9、填料腔室；10、耐高温填料；11、弹性材料；12、条形凸棱；13、凸起部；14、端部挡板；15、风机；16、提升机；17、轴端密封结构；18、支撑轴承；19、油气冷凝器；20、炭黑仓。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
实施例一，一种废旧轮胎胶粒高效处理系统：
如附图1～4所示的废旧轮胎胶粒高效处理系统，包括裂解炉100、熔盐燃烧炉200、油气分离器300、脱硫塔400、气罐500、油罐600、炭黑仓20。熔盐燃烧炉200用以给熔盐加热，并给裂解炉100供给熔盐；裂解炉100内产生的油气先经过油气分离器300实现油、气分离，分离出的气体从油气分离器300的气体出口301经过脱硫塔400再进入气罐500，分离出的油液从油气分离器300的液体出口进入油罐600；此处，气罐500内的气体可以供给熔盐燃烧炉200循环利用；裂解炉100内产生的炭黑直接进入炭黑仓20。
其中，油气分离器300和裂解炉100之间还连接有油气冷凝器19800，为了将高温油气进行预冷却，便于油气分离，油气冷凝器19800产生的油液也会通入油罐600。
另外，还设置了空气预热器700，空气预热器700上设有空气进口701、热烟气进口702、烟气出口703和热空气出口704。燃烧炉上设有烟气排出口204，烟气排出口204与热烟气进口702相连，热空气出口704与燃烧器的进气口相连。从燃烧炉内产出的热烟气可以与空气进口701进入的空气进行有效换热，从而对空气进行预加热，加热的空气在从热空气出口704供给燃烧炉使用，大大提高了能源利用率。
为了提高油、气的输送效率，在油液冷凝器和油液分离器之间、油罐600处、以及气罐500和熔盐燃烧室210之间均设有风机15。
参见附图1和3，裂解炉100上设有油气出口101。裂解炉100包括设于机架上的外筒110、周向转动于外筒110内的物料反应筒120、穿设于物料反应筒120内的旋转轴130、设于旋转轴130上的螺旋叶片140、用以驱动旋转轴130旋转的第一驱动部150、用以驱动物料反应筒120转动的第二驱动部160。其中，第一驱动部150包括减速电机151、设于旋转轴130一端并通过皮带152与减速电机151相连的皮带152轮，第二驱动部160包括设于旋转轴130上的主动齿轮161、设于物料反应筒120上的从动内齿轮162、设于主动齿轮161和从动内齿轮162之间的中间轮163。此处，物料反应筒120不需要额外增加动力，通过旋转轴130和物料反应筒120内的齿轮传动，实现了只需单一动力输入的效果，使设备结构更加紧凑，提高能源利用率。
其中，物料反应筒120的端部设有端部挡板14，旋转轴130穿过端部挡板14，旋转轴130与端部挡板14之间轴向密封，第二驱动部160位于端部挡板14与物料反应筒120端部之间。旋转轴130两端设有支撑轴承18，保证旋转轴130稳定旋转。同时，旋转轴130端部设有轴端密封结构17，此处采用填料盖的密封结构。
见附图1和3，物料反应筒120依次包括进料段121、物料反应段122和出料段123，外筒110的一端设有与进料段121相通的进料口111，另一端设有与出料段123相通的出料口112，外筒110的进料口111和出料口112之间还设有熔盐流动段113，熔盐流动段113的内壁与物料反应段122的外壁之间构成密封腔室。熔盐流动段113上设有熔盐输入口114和熔盐输出口115，熔盐输入口114和熔盐出口202相连，熔盐输出口115和熔盐进口203相连，进料口111上连接有密封进料器1，出料口112上连接有密封出料器2。密封进料器1处设有提升机16，密封出料器2处接有冷却输送机，冷却输送机后端同样设有提升机16，通过提升机16物料再进入炭黑仓20。物料从密封进料器1进，从密封出料器2出，保证了物料胶粒的连续供料和出料，从而保证了胶粒在裂解炉100内能够连续裂解。
参见附图1～3，熔盐流动段113的两端朝内设有支撑环3，支撑环3和物料反应筒120外壁之间设有旋转轴130承。物料反应段122两端位于支撑环3朝内一侧设有密封板5，密封板5包括固定于物料反应筒120外壁的直挡板6、从直挡板6远离物料反应筒120外壁的一端朝外筒110内壁延伸并抵触外筒110内壁的斜挡板7，斜挡板7远离直挡板6的一端朝远离支撑环3的方向倾斜。旋转轴130承套设在物料反应筒120外即对物料反应筒120起到支撑作用，又能保证其转动更加顺畅；当熔盐流动并流经密封板5与外筒110内壁相交处时，由于斜挡板7的倾斜方向设置起到一定的导向作用，促使熔盐朝旋转轴130一侧挤压，从而大大减少了熔盐对相交处的冲击，提高密封板5的密封性能。
其中，为了进一步提高了密封板5处的密封性能，密封板5还包括设于斜挡板7靠近支撑环3一侧的围挡板8，围挡板8的一端连接于直挡板6，另一端抵触于外筒110内壁。围挡板8与斜挡板7之间构成填料腔室9，填料腔室9内填充有耐高温填料10。
另外，填料腔室9内远离外筒110内壁的一侧填充有弹性材料11，弹性材料11对耐高温填料10朝外筒110内壁以及斜挡板7一侧推顶。此处，弹性材料11选用耐高温弹簧，弹簧均匀周向分布。当物料反应筒120旋转时，填料多少会有些磨损，此处，弹簧的设置可以将耐高温填料10朝相交处挤压，进行填料的补偿，保证密封性。
实施例二，一种废旧轮胎胶粒高效处理系统：
实施例二与实施例一的不同之处在于物料反应筒120的内表面分布有若干条形凸棱12，所述条形凸棱12的长度方向沿着物料反应筒120的轴向设置。条形凸棱12的长度方向与胶粒的输送方向一致，一方面对胶粒输送的阻碍小，另一个方面可以带动胶粒周向运动，提高胶粒混合的效果，使筒内胶粒受热更加充分均匀。
实施例三，一种废旧轮胎胶粒高效处理系统：
实施例三与实施例一的不同之处在于所述物料反应筒120的内表面均匀分布有若干凸起部13，凸起部13为从物料反应筒120的外表面向内表面挤压所形成。凸起部13一方面可以带动胶粒周向运动，提高胶粒混合效果；另一方面，凸起部13的背面为凹陷，可以容纳熔盐，从而增加物料反应筒120内壁与胶粒的导热面积，提高热传导效果，使筒内胶粒受热更加充分均匀。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种废旧轮胎胶粒高效处理系统，包括裂解炉(100)、熔盐燃烧炉(200)，所述裂解炉(100)上设有油气出口(101)，所述熔盐燃烧炉(200)上设有燃烧室(210)、熔盐出口(202)和熔盐进口(203)，其特征是：所述裂解炉(100)包括设于机架上的外筒(110)、周向转动于外筒(110)内的物料反应筒(120)、穿设于物料反应筒(120)内的旋转轴(130)、设于旋转轴(130)上的螺旋叶片(140)、用以驱动旋转轴(130)旋转的第一驱动部(150)、用以驱动物料反应筒(120)转动的第二驱动部(160)，所述物料反应筒(120)依次包括进料段(121)、物料反应段(122)和出料段(123)，所述外筒(110)的一端设有与进料段(121)相通的进料口(111)，另一端设有与出料段(123)相通的出料口(112)，所述外筒(110)的进料口(111)和出料口(112)之间还设有熔盐流动段(113)，所述熔盐流动段(113)的内壁与物料反应段(122)的外壁之间构成密封腔室，所述熔盐流动段(113)上设有熔盐输入口(114)和熔盐输出口(115)，所述熔盐输入口(114)和熔盐出口(202)相连，所述熔盐输出口(115)和熔盐进口(203)相连，所述进料口(111)上连接有密封进料器(1)，所述出料口(112)上连接有密封出料器(2), 所述熔盐流动段(113)的两端朝内设有支撑环(3)，所述支撑环(3)和物料反应筒(120)外壁之间设有旋转轴承，所述物料反应段(122)两端位于支撑环(3)朝内一侧设有密封板(5)，所述密封板(5)包括固定于物料反应筒(120)外壁的直挡板(6)、从直挡板(6)远离物料反应筒(120)外壁的一端朝外筒(110)内壁延伸并抵触外筒(110)内壁的斜挡板(7)，所述斜挡板(7)远离直挡板(6)的一端朝远离支撑环(3)的方向倾斜，所述密封板(5)还包括设于斜挡板(7)靠近支撑环(3)一侧的围挡板(8)，所述围挡板(8)的一端连接于直挡板(6)，另一端抵触于外筒(110)内壁，所述围挡板(8)与斜挡板(7)之间构成填料腔室(9)，所述填料腔室(9)内填充有耐高温填料(10)，所述填料腔室(9)内远离外筒(110)内壁的一侧填充有弹性材料(11)，所述弹性材料(11)对耐高温填料(10)朝外筒(110)内壁以及斜挡板(7)一侧推顶。
2.根据权利要求1所述的废旧轮胎胶粒高效处理系统，其特征是：还包括油气分离器(300)、脱硫塔(400)、气罐(500)和油罐(600)，所述油气分离器(300)上设有气体出口(301)和油液出口(302)，所述气罐(500)的一端与油气分离器(300)的气体出口(301)相连，另一端与燃烧室(210)的进气口相连，所述油液出口(302)与油管相连。
3.根据权利要求1所述的废旧轮胎胶粒高效处理系统，其特征是：还包括空气预热器(700)，所述空气预热器(700)上设有空气进口(701)、热烟气进口(702)、烟气出口(703)和热空气出口(704)，所述燃烧室(210)上设有烟气排出口(204)，所述烟气排出口(204)与热烟气进口(702)相连，所述热空气出口(704)与燃烧器的进气口相连。
4.根据权利要求1所述的废旧轮胎胶粒高效处理系统，其特征是：所述第一驱动部(150)包括减速电机(151)、设于旋转轴(130)一端并通过皮带(152)与减速电机(151)相连的皮带(152)轮，所述第二驱动部(160)包括设于旋转轴(130)上的主动齿轮(161)、设于物料反应筒(120)上的从动内齿轮(162)、设于主动齿轮(161)和从动内齿轮(162)之间的中间轮(163)。
5.根据权利要求1所述的废旧轮胎胶粒高效处理系统，其特征是：所述物料反应筒(120)的内表面分布有若干条形凸棱(12)，所述条形凸棱(12)的长度方向沿着物料反应筒(120)的轴向设置。
6.根据权利要求1所述的废旧轮胎胶粒高效处理系统，其特征是：所述物料反应筒(120)的内表面均匀分布有若干凸起部(13)，所述凸起部(13)为从物料反应筒(120)的外表面向内表面挤压所形成。
7.根据权利要求4所述的废旧轮胎胶粒高效处理系统，其特征是：所述物料反应筒(120)的端部设有端部挡板(14)，所述旋转轴(130)穿过端部挡板(14)，所述旋转轴(130)与端部挡板(14)之间轴向密封，所述第二驱动部(160)位于端部挡板(14)与物料反应筒(120)端部之间。
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