專利名稱：廢舊鋼絲胎料塊連續(xù)熱裂解的臥式回轉(zhuǎn)圓筒結(jié)構(gòu)裂解爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢舊鋼絲胎料塊連續(xù)熱裂解的臥式回轉(zhuǎn)圓筒結(jié)構(gòu)裂解爐。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，每年報(bào)廢輪胎的數(shù)量預(yù)計(jì)將以20％以上速度增長(zhǎng)。這些廢舊輪胎的大量露天堆積不僅占用耕地、滋生蚊蟲、破壞景觀，對(duì)環(huán)境造成“黑色污染”，而且埋下火災(zāi)隱患。廢舊輪胎不易降解的特點(diǎn)使其不適合填埋處理；破碎和造粒方法由于低溫運(yùn)行能耗較大；焚燒方法則具有生成多環(huán)芳烴和煤煙等污染物的缺點(diǎn)。熱裂解技術(shù)以其較低的污染排放和較高的資源、能源利用率而被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最具潛力的廢舊輪胎資源化處理方式，它能將廢舊輪胎完全熱裂解為炭黑、燃料油和可燃?xì)獾扔杏卯a(chǎn)品。
熱裂解設(shè)備是進(jìn)行最終熱解反應(yīng)的場(chǎng)所，它的設(shè)計(jì)成功是整個(gè)工藝實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。在國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的熱裂解反應(yīng)器中，移動(dòng)床、流化床、燒蝕床、回轉(zhuǎn)窯等結(jié)構(gòu)形式都被用于廢舊輪胎的資源化回收處理。加拿大Laval大學(xué)的Roy教授課題組以最大限度回收熱解油為目的，歷經(jīng)1kg/h間歇真空熱解爐、15kg/h半連續(xù)式真空多膛爐，目前開(kāi)發(fā)了50kg/h連續(xù)式真空移動(dòng)床，其設(shè)備采用雙層盤片臥式結(jié)構(gòu)，具有安裝方便、較易實(shí)現(xiàn)真空操作等優(yōu)點(diǎn)，但由于其采用熔融鹽作為傳熱介質(zhì)，對(duì)運(yùn)行操作要求很高，若生產(chǎn)過(guò)程發(fā)生斷電等異常事故，熔融鹽將發(fā)生冷卻、凝固，導(dǎo)致整套設(shè)備報(bào)廢。德國(guó)漢堡大學(xué)Kaminsky教授小組一直致力于高分子廢物的流化床熱解研究，開(kāi)發(fā)了從0.06～3kg/h小試規(guī)模到30～120kg/h中試規(guī)模的流化床熱解裝置。該裝置采用非接觸間接加熱方式，以氮?dú)饣蚋邷匮h(huán)煙氣作流化介質(zhì)，對(duì)輪胎料塊大小要求嚴(yán)格，且混有流化介質(zhì)的熱解氣熱值較低，系統(tǒng)熱損失相對(duì)較大。燒蝕床熱解是一種很有前景的閃速熱解工藝，它通過(guò)將廢輪胎與灼熱金屬表面直接接觸被“熱熔化”或“熱腐蝕”，從而達(dá)到快速加熱并使料塊熱解的目的。加拿大BBC公司在燒蝕床熱解方面的研究最具代表性，該公司目前已開(kāi)發(fā)了10～50kg/h中試規(guī)模的連續(xù)燒蝕反應(yīng)爐。它通過(guò)氮?dú)鈹y帶使高溫氣相產(chǎn)物停留時(shí)間小于1秒，且直接接觸加熱，使設(shè)備的總體傳質(zhì)傳熱效率很高，但其要求輪胎料塊尺寸為1～3mm，增加了前處理設(shè)備的投資和能耗。廢舊輪胎回轉(zhuǎn)窯熱解技術(shù)較其他工藝研究更為廣泛，典型裝置有德國(guó)Kassel大學(xué)小試裝置、意大利能源所40kg/h中試裝置。連續(xù)式回轉(zhuǎn)窯熱解爐的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)廢輪胎料塊破碎程度要求較低，且熱解炭性質(zhì)十分均勻。但回轉(zhuǎn)窯也具有加熱速率和有效熱利用率低等缺點(diǎn)，同時(shí)由于反應(yīng)器體積龐大，氣相產(chǎn)物停留時(shí)間較長(zhǎng)，造成最終熱解油收率偏低。浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所也成功開(kāi)發(fā)了可連續(xù)運(yùn)行的立式多層圓盤結(jié)構(gòu)廢舊輪胎裂解塔，回收得到了品質(zhì)較為理想的炭黑、燃料油和可燃?xì)猱a(chǎn)物。但該裝置采用旋轉(zhuǎn)耙葉推動(dòng)料塊移動(dòng)，在輪胎料塊較大、裂解鋼絲較長(zhǎng)情況下，極易出現(xiàn)鋼絲纏繞結(jié)球堵塞通道的現(xiàn)象，因此只適合無(wú)鋼絲輪胎料塊和精細(xì)粉碎鋼絲胎料塊的熱裂解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適于大尺寸的廢舊鋼絲胎料塊連續(xù)熱裂解的臥式回轉(zhuǎn)圓筒結(jié)構(gòu)裂解爐。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是它具有靜止的圓柱外筒，圓柱外筒左右兩端分別設(shè)有下煙道氣進(jìn)口和上煙道氣出口，圓柱外筒內(nèi)同軸裝有回轉(zhuǎn)的動(dòng)內(nèi)筒，動(dòng)內(nèi)筒與傳動(dòng)系統(tǒng)相連并驅(qū)動(dòng)動(dòng)內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)，動(dòng)內(nèi)筒軸向一端與變螺距的輪胎螺旋進(jìn)料器相連，另一端與靜止的裂解產(chǎn)物集箱相連，裂解產(chǎn)物集箱上部設(shè)有氣態(tài)裂解產(chǎn)物出口，下部設(shè)有固態(tài)裂解產(chǎn)物出口，并與螺旋出料器連接，圓柱外筒通過(guò)雙鞍座支撐，動(dòng)內(nèi)筒通過(guò)滾輪支架支撐。
所述的回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒的末端圓柱面均勻開(kāi)有若干個(gè)等徑圓孔，作為裂解產(chǎn)物的排出口，排出口與裂解產(chǎn)物集箱相連通；回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒內(nèi)壁環(huán)向交錯(cuò)焊有若干傾斜的攪拌抄板，與水平軸成傾角。
所述的靜止圓柱外筒套在回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒外部，內(nèi)壁焊有螺旋帶，與動(dòng)內(nèi)筒一起形成高溫?zé)煹罋獾耐ǖ?；靜外筒和動(dòng)內(nèi)筒之間采用三層動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。
所述的裂解產(chǎn)物集箱是通過(guò)螺旋出料器支撐的扁圓柱箱，形成回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒與氣態(tài)裂解產(chǎn)物出口和固態(tài)裂解產(chǎn)物出口銜接的緩沖區(qū)；裂解產(chǎn)物集箱與動(dòng)內(nèi)筒之間采用三層動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有的有益效果是(1)能量利用合理該裂解爐采用自身裂解不凝氣的燃燒產(chǎn)物作為高溫加熱介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)能量的自給自足。同時(shí)采用逆流加熱，煙道氣高溫區(qū)剛好為廢舊輪胎料塊裂解反應(yīng)區(qū)，能保證裂解反應(yīng)的快速充分進(jìn)行；(2)傳熱效率高回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒的內(nèi)壁焊有帶傾角的抄板，它們?cè)趯⑤喬チ蠅K從入口推向出口的同時(shí)，也不斷將它們抄起，起到強(qiáng)化傳熱的作用。同時(shí)內(nèi)外筒之間的螺旋形通道，增加了高溫?zé)煹罋獾耐膭?dòng)程度，提高了對(duì)流傳熱系數(shù)。此外，采用間接加熱方式，高溫?zé)煹罋馀c輪胎料塊不直接接觸，這樣被氣態(tài)裂解產(chǎn)物帶走的熱量就少，系統(tǒng)熱有效利用率高；(3)工作效率高該設(shè)備連續(xù)進(jìn)出料，能長(zhǎng)期安全穩(wěn)定的連續(xù)運(yùn)行；(4)運(yùn)行成本低輪胎料塊在該回轉(zhuǎn)圓筒結(jié)構(gòu)裂解爐中宏觀上作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可避免大尺寸裂解鋼絲的纏繞結(jié)球，因此常規(guī)粉碎得到的20～30mm輪胎料塊即能充分裂解，減少了前處理的費(fèi)用。同時(shí)利用用自身裂解產(chǎn)生的不凝氣燃燒產(chǎn)物作為高溫加熱介質(zhì)，也大大降低了系統(tǒng)運(yùn)行的成本。


附圖是廢舊鋼絲胎料塊連續(xù)熱裂解的臥式回轉(zhuǎn)圓筒結(jié)構(gòu)裂解爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、螺旋進(jìn)料器，2、動(dòng)內(nèi)筒，3、上煙道氣出口，4、圓柱外筒，5、氣態(tài)裂解產(chǎn)物出口，6、裂解產(chǎn)物集箱，7、螺旋出料器，8、固態(tài)裂解產(chǎn)物出口，9、傳動(dòng)系統(tǒng)，10、下煙道氣進(jìn)口，11、雙鞍座，12、滾輪支架，13、攪拌抄板，14、螺旋帶。
具體實(shí)施例方式
如附圖所示，本發(fā)明它具有靜止的圓柱外筒4，圓柱外筒4左右兩端分別設(shè)有下煙道氣進(jìn)口10和上煙道氣出口3，圓柱外筒4內(nèi)同軸裝有回轉(zhuǎn)的動(dòng)內(nèi)筒2，動(dòng)內(nèi)筒2與傳動(dòng)系統(tǒng)9相連并驅(qū)動(dòng)動(dòng)內(nèi)筒2旋轉(zhuǎn)，動(dòng)內(nèi)筒2軸向一端與變螺距的輪胎螺旋進(jìn)料器1相連，另一端與靜止的裂解產(chǎn)物集箱6相連，裂解產(chǎn)物集箱6上部設(shè)有氣態(tài)裂解產(chǎn)物出口5，下部設(shè)有固態(tài)裂解產(chǎn)物出口8，并與螺旋出料器7連接，圓柱外筒4通過(guò)雙鞍座11支撐，動(dòng)內(nèi)筒2通過(guò)滾輪支架12支撐。
所述的回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒2的末端圓柱面均勻開(kāi)有若干個(gè)等徑圓孔，作為裂解產(chǎn)物的排出口，排出口與裂解產(chǎn)物集箱6相連通；回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒2內(nèi)壁環(huán)向交錯(cuò)焊有若干傾斜的攪拌抄板，與水平軸成傾角。
所述的靜止圓柱外筒4套在回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒2外部，內(nèi)壁焊有螺旋帶14，與動(dòng)內(nèi)筒2一起形成高溫?zé)煹罋獾耐ǖ?；靜外筒4和動(dòng)內(nèi)筒2之間采用三層動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，防止煙道氣泄漏。。
所述的裂解產(chǎn)物集箱6是通過(guò)螺旋出料器7支撐的扁圓柱箱，形成回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒2與氣態(tài)裂解產(chǎn)物出口5和固態(tài)裂解產(chǎn)物出口8銜接的緩沖區(qū)；裂解產(chǎn)物集箱6與動(dòng)內(nèi)筒2之間采用三層動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，防止氣態(tài)裂解產(chǎn)物泄漏。
工作過(guò)程中，大尺寸(20～30mm)廢輪胎料塊通過(guò)螺旋進(jìn)料器1輸送進(jìn)入回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒2?；剞D(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒2緩慢旋轉(zhuǎn)，輪胎料塊在內(nèi)壁攪拌抄板13的作用下，反復(fù)被抄起和散落，同時(shí)由于攪拌抄板13與水平軸線成一定傾角，因此能將料塊從入口推向出口。高溫?zé)煹罋鈩t在內(nèi)外筒之間的螺旋形通道內(nèi)逆流流動(dòng)，輪胎料塊在回轉(zhuǎn)內(nèi)筒2里作軸向平動(dòng)和周向轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷吸收高溫?zé)煹罋馔ㄟ^(guò)筒壁傳導(dǎo)的熱量，最終完成裂解。裂解產(chǎn)物通過(guò)回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒2末端的徑向孔匯集進(jìn)入產(chǎn)物集箱6，其中氣態(tài)產(chǎn)物通過(guò)上部裂解產(chǎn)物出口5被風(fēng)機(jī)抽走，固態(tài)產(chǎn)物則通過(guò)下部裂解產(chǎn)物出口8經(jīng)螺旋出料器排出。
權(quán)利要求
1.一種廢舊鋼絲胎料塊連續(xù)熱裂解的臥式回轉(zhuǎn)圓筒結(jié)構(gòu)裂解爐，其特征在于它具有靜止的圓柱外筒(4)，圓柱外筒(4)左右兩端分別設(shè)有下煙道氣進(jìn)口(10)和上煙道氣出口(3)，圓柱外筒(4)內(nèi)同軸裝有回轉(zhuǎn)的動(dòng)內(nèi)筒(2)，動(dòng)內(nèi)筒(2)與傳動(dòng)系統(tǒng)(9)相連并驅(qū)動(dòng)動(dòng)內(nèi)筒(2)旋轉(zhuǎn)，動(dòng)內(nèi)筒(2)軸向一端與變螺距的輪胎螺旋進(jìn)料器(1)相連，另一端與靜止的裂解產(chǎn)物集箱(6)相連，裂解產(chǎn)物集箱(6)上部設(shè)有氣態(tài)裂解產(chǎn)物出口(5)，下部設(shè)有固態(tài)裂解產(chǎn)物出口(8)，并與螺旋出料器(7)連接，圓柱外筒(4)通過(guò)雙鞍座(11)支撐，動(dòng)內(nèi)筒(2)通過(guò)滾輪支架(12)支撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊鋼絲胎料塊連續(xù)熱裂解的臥式回轉(zhuǎn)圓筒結(jié)構(gòu)裂解爐，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒(2)的末端圓柱面均勻開(kāi)有若干個(gè)等徑圓孔，作為裂解產(chǎn)物的排出口，排出口與裂解產(chǎn)物集箱(6)相連通；回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒(2)內(nèi)壁環(huán)向交錯(cuò)焊有若干傾斜的攪拌抄板，與水平軸成傾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊鋼絲胎料塊連續(xù)熱裂解的臥式回轉(zhuǎn)圓筒結(jié)構(gòu)裂解爐，其特征在于所述的靜止圓柱外筒(4)套在回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒(2)外部，內(nèi)壁焊有螺旋帶(14)，與動(dòng)內(nèi)筒(2)一起形成高溫?zé)煹罋獾耐ǖ?；靜外筒(4)和動(dòng)內(nèi)筒(2)之間采用三層動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊鋼絲胎料塊連續(xù)熱裂解的臥式回轉(zhuǎn)圓筒結(jié)構(gòu)裂解爐，其特征在于所述的裂解產(chǎn)物集箱(6)是通過(guò)螺旋出料器(7)支撐的扁圓柱箱，形成回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒(2)與氣態(tài)裂解產(chǎn)物出口(5)和固態(tài)裂解產(chǎn)物出口(8)銜接的緩沖區(qū)；裂解產(chǎn)物集箱(6)與動(dòng)內(nèi)筒(2)之間采用三層動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種廢舊鋼絲胎料塊連續(xù)熱裂解的臥式回轉(zhuǎn)圓筒結(jié)構(gòu)裂解爐。圓柱外筒設(shè)有下煙道氣進(jìn)口和上煙道氣出口，內(nèi)裝有傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒，動(dòng)內(nèi)筒一端與變螺距的輪胎螺旋進(jìn)料器相連，另一端與靜止的裂解產(chǎn)物集箱相連，裂解產(chǎn)物集箱上部設(shè)有氣態(tài)裂解產(chǎn)物出口，下部設(shè)有固態(tài)裂解產(chǎn)物出口，并與螺旋出料器連接。通過(guò)螺旋進(jìn)料器輸送進(jìn)動(dòng)內(nèi)筒的廢輪胎料塊，被內(nèi)壁抄板反復(fù)抄起并推向出口。高溫?zé)煹罋鈩t在內(nèi)外筒之間的螺旋形通道內(nèi)逆流流動(dòng)，輪胎料塊在回轉(zhuǎn)內(nèi)筒里作軸向平動(dòng)和周向轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷吸收高溫?zé)煹罋馔ㄟ^(guò)筒壁傳導(dǎo)的熱量，完成裂解。其中氣態(tài)產(chǎn)物通過(guò)上部管口被風(fēng)機(jī)抽走，固態(tài)產(chǎn)物則通過(guò)下部管口經(jīng)螺旋出料器排出。
文檔編號(hào)C09C1/44GK1952045SQ20061005368
公開(kāi)日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者劉寶慶, 蔣家羚 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)