專(zhuān)利名稱(chēng)：廢舊汽車(chē)輪胎的冷淬處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢舊汽車(chē)輪胎的冷淬處理方法，屬于固體廢棄物處理領(lǐng)域的熱解技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展，我國(guó)廢舊輪胎儲(chǔ)存量越來(lái)越多，數(shù)量巨大的廢輪胎對(duì)環(huán)境造成的壓力越來(lái)越大。廢舊輪胎由于其具有很強(qiáng)的抗熱、抗機(jī)械、很難降解，直接堆放不僅占地，容易引發(fā)火災(zāi)，被稱(chēng)為“黑色污染”。如何將廢舊輪胎資源化、減量化、無(wú)害化，防止環(huán)境污染不僅是一個(gè)世界難題，同時(shí)隨著輪胎工業(yè)原料石油、天然橡膠資源的缺乏，廢舊輪胎的回收、利用還關(guān)系到全球持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略問(wèn)題，也是我國(guó)再生資源利用的新課題。
目前，廢舊輪胎的處理和資源化的技術(shù)方向主要有制備膠粉，熱解煉油，直接焚燒等。目前，廢舊汽車(chē)輪胎制備膠粉的方法有常溫機(jī)械粉碎方法或低溫(如液氮冷凍或極冷空氣冷凍)廢舊輪胎改性后的粉碎方法。常溫粉碎法是指在常溫下，利用機(jī)械剪切力對(duì)膠片進(jìn)行切割、擠壓，將廢舊膠粉碎成膠粉的一種方法。該方法通常有以下缺點(diǎn)廢舊輪胎常溫時(shí)韌性較大，粉碎能耗大，效率低，難以生產(chǎn)精細(xì)粉粒，產(chǎn)生大量的熱量使膠粉老化變形，品質(zhì)變差，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，成本低?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)廢舊輪胎的粉碎大多采用常溫粉碎方法。低溫冷凍粉碎法是利用橡膠在低溫時(shí)由彈性材料轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡТ嗷镔|(zhì)的特性進(jìn)行的。美國(guó)在1947年成功應(yīng)用液氮冷凍技術(shù)把橡膠制成了膠粉。由于冷凍粉碎膠粉粒度范圍寬，具有許多特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域快速擴(kuò)大。廢舊橡膠冷凍粉碎技術(shù)為廢橡膠的利用開(kāi)辟了一條新的途徑。該技術(shù)方法屬于物理粉碎，不產(chǎn)生新污染，有利于保護(hù)環(huán)境。但因液氮價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本高難以推廣。我國(guó)近來(lái)有報(bào)道采用空氣作為冷凍介質(zhì)進(jìn)行低溫冷凍粉碎廢舊橡膠，其特點(diǎn)是不受環(huán)境限制，能耗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液氮冷凍技術(shù)，且成本低。但冷凍程度低，實(shí)際應(yīng)用難度大。再生膠過(guò)程中容易產(chǎn)生噪音和有毒、有害的廢氣、廢水二次污染，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，危害人類(lèi)健康。同時(shí)再生橡膠的有效利用方面也存在著質(zhì)量問(wèn)題和數(shù)量帶來(lái)的出路問(wèn)題。
由于輪胎的強(qiáng)度和韌性，以及橡膠與其中的鋼絲的分離難度大，所以粉碎的成本高、操作難度較大。廢舊輪胎經(jīng)過(guò)熱裂解可提取具有高熱值的燃料氣體，富含芳烴的油及炭黑等有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品。有的研究者和工業(yè)界嘗試了將輪胎整體投入到熱解爐內(nèi)熱解，在高溫下橡膠融化后與鋼絲分離，回收鋼絲，橡膠熱解成熱解氣，熱解油和碳黑進(jìn)行利用或進(jìn)一步處理的方法。在高溫下形成的碳黑易粉碎便于進(jìn)一步利用。但是在高溫下操作不僅處理成本高，產(chǎn)生的熱解氣和油多，由于成分復(fù)雜，容易產(chǎn)生大量的有毒、有害氣體，必須配備嚴(yán)格的環(huán)保措施才可以進(jìn)行，所以利用和處理的難度較大。
縱觀現(xiàn)有的處理方法，共同的問(wèn)題是處理過(guò)程成本高，產(chǎn)生二次污染，資源再利用難度大。因此廢舊輪胎的低成本處理、無(wú)污染的資源化成為世界各國(guó)的環(huán)保難題，探索一種低成本，易于資源化的輪胎處理方法就愈顯重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種廢舊汽車(chē)輪胎的冷淬處理方法，該方法過(guò)程成本低，不產(chǎn)生二次污染，實(shí)現(xiàn)了資源再利用。
本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，采用包括帶夾套的熔融爐、冷淬槽、捕撈裝置、破碎裝置和燃燒爐的裝置，進(jìn)行廢舊汽車(chē)輪胎的冷淬處理的方法，其特征在于包括以下過(guò)程通過(guò)傳送裝置把汽車(chē)廢舊輪胎1送入常壓或微正壓、爐溫為250℃至450℃之間的熔融爐2中熱解，停留2至200分鐘后使輪胎受熱軟化，軟化后的廢舊汽車(chē)輪胎經(jīng)過(guò)熔融爐下部排除，并快速進(jìn)入盛有冷卻水的冷淬槽3中進(jìn)行驟然冷卻，冷淬至1-70℃，冷淬槽中冷卻水通過(guò)冷卻塔冷卻進(jìn)行循環(huán)使用；熔融爐產(chǎn)生的熱解氣體8從燃燒爐9底部進(jìn)入燃燒爐燃燒，經(jīng)燃燒爐燃燒后產(chǎn)生的熱煙氣11進(jìn)入熔融爐夾套層；冷淬過(guò)的輪胎用絲網(wǎng)裝置或鉤狀物的捕撈裝置4撈出，瀝水后通過(guò)傳送帶送至擠壓式或敲打式的破碎裝置5進(jìn)行粉碎，并從其中剝離出鋼絲6；碎化的輪胎有機(jī)物質(zhì)7進(jìn)一步用于煉焦，得到的鋼絲作為資源重新利用。
上述的熔融爐溫度為330-400℃，汽車(chē)廢舊輪胎在熔融爐內(nèi)的停留時(shí)間為10-60分鐘，冷淬輪胎目標(biāo)溫度為1至30℃。
本發(fā)明所提供的廢舊輪胎回收粉碎方法主要包括廢舊汽車(chē)輪胎受熱軟化過(guò)程，液體介質(zhì)對(duì)軟化輪胎的快速冷淬過(guò)程，冷淬廢舊輪胎的破碎過(guò)程。
本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)之一在于廢舊汽車(chē)輪胎受熱軟化溫度處于廢舊汽車(chē)輪胎橡膠的低溫融化溫度范圍，該溫度下輪胎比傳統(tǒng)的高溫?zé)峤膺^(guò)程中熱解程度低得多，可以最大程度上減少橡膠損失，得到更多的有機(jī)固體物質(zhì)，而且該溫度下廢舊汽車(chē)輪胎受熱得到的氣體成分為輕組分，成分較高溫?zé)峤饧夹g(shù)得到的組分要簡(jiǎn)單得多，易于處理。
本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)之二在于受熱軟化后的廢舊汽車(chē)輪胎快速進(jìn)入冷卻介質(zhì)水中進(jìn)行急冷，從而使輪胎在急速降溫作用下脆化，使其容易進(jìn)行常規(guī)機(jī)械粉碎，實(shí)現(xiàn)橡膠與輪胎鋼絲的有效剝離。軟化廢舊汽車(chē)輪胎的冷淬處理技術(shù)也是本發(fā)明最為關(guān)鍵之處。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1-4的流程示意圖。
圖中1-廢舊汽車(chē)輪胎；2-熔融爐；3-冷淬槽；4-捕撈裝置；5-粉碎機(jī)；6-分離后的鋼絲；7-粉碎后的固體有機(jī)質(zhì)；8-熱解氣體；9-燃燒爐；10-空氣；11-燃燒熱氣；12-利用后的廢氣具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例1.
如圖1所示，將1只汽車(chē)廢舊輪胎1(輪胎直徑為0.5米，厚為0.2米)整體平放于熔融爐2中。熔融爐為定制的不銹鋼圓筒形熔融爐，內(nèi)徑1.2米，有效容積為1.1立方米，外帶夾套，電力加熱。熔融爐用電力加熱升溫至330℃后，廢舊輪胎在爐中停留20分鐘使其受熱軟化。加熱軟化過(guò)程中產(chǎn)生的烴、醇類(lèi)、有機(jī)酸熱解氣8從熔融爐頂部進(jìn)入燃燒爐9下部與空氣10混合后燃燒。軟化輪胎從熔融爐底部排出，并從頂部快速進(jìn)入盛有24℃水的冷淬槽3中，使軟化輪胎快速冷卻至35℃，達(dá)到冷淬目的。冷淬槽長(zhǎng)1.2米、寬1.2米、高1米。將冷淬后的輪胎用絲網(wǎng)捕撈裝置4撈出，瀝水后采用錘打過(guò)程5進(jìn)行冷淬輪胎的破碎(輪胎橡膠物破碎粒度為0.1毫米至4毫米)，并用篩子對(duì)鋼絲和碎化物質(zhì)進(jìn)行篩分，分離出鋼絲6和輪胎破碎物7。得到的鋼絲重新利用，輪胎粉碎有機(jī)物作為煉焦原料。燃燒爐容積為1升的圓柱形鋼制容器(采用石棉進(jìn)行保溫)，燃燒爐產(chǎn)生的熱煙氣11溫度為651℃，并從燃燒爐上部導(dǎo)出，從熔融爐下部進(jìn)入夾套中向熔融爐內(nèi)供熱，利用后的廢氣12從爐上部夾套出口排出。熱煙氣管道采用石棉進(jìn)行保溫。廢舊汽車(chē)輪胎冷淬后的碎化固體物質(zhì)(不包含鋼絲)收率為82％。
實(shí)施例2.
裝置與流程同實(shí)施例1。不同的地方如下熔融爐溫為350℃，停留時(shí)間為13分鐘，冷卻水溫度為15℃，冷淬目標(biāo)溫度為25℃，燃燒爐產(chǎn)生的熱煙氣11溫度為672℃。碎化固體物質(zhì)(不包含鋼絲)收率為78％。
實(shí)施例3.
裝置與流程同實(shí)施例1。不同的地方如下輪胎2只，熔融爐溫為250℃，停留時(shí)間為60分鐘，冷卻水溫度為25℃，冷淬目標(biāo)溫度為30℃，由于熱解氣量太少，無(wú)燃燒現(xiàn)象。碎化固體物質(zhì)(不包含鋼絲)收率為93％。
實(shí)施例4.
裝置與流程同實(shí)施例1。不同的地方如下輪胎2只，熔融爐溫為400℃，停留時(shí)間為10分鐘，冷卻水溫度為35℃，冷淬目標(biāo)溫度為45℃，燃燒爐產(chǎn)生的熱煙氣11溫度為692℃。碎化固體物質(zhì)(不包含鋼絲)收率為65％。
本發(fā)明公開(kāi)和提出的廢舊汽車(chē)輪胎處理方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過(guò)借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改變工藝路線(xiàn)和參數(shù)等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的方法已通過(guò)較佳實(shí)施例子進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的方法進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類(lèi)似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求
1.一種廢舊汽車(chē)輪胎的冷淬處理方法，該方法采用包括帶夾套的熔融爐、冷淬槽、捕撈裝置、破碎裝置和燃燒爐的裝置，進(jìn)行廢舊汽車(chē)輪胎的冷淬處理的方法，其特征在于包括以下過(guò)程通過(guò)傳送裝置把汽車(chē)廢舊輪胎(1)送入常壓或微正壓、爐溫為250℃至450℃之間的熔融爐(2)中熱解，停留2至200分鐘后使輪胎受熱軟化，軟化后的廢舊汽車(chē)輪胎經(jīng)過(guò)熔融爐下部排除，并快速進(jìn)入盛有冷卻水的冷淬槽(3)中進(jìn)行驟然冷卻，冷淬至1-70℃，冷淬槽中冷卻水通過(guò)冷卻塔冷卻進(jìn)行循環(huán)使用；熔融爐產(chǎn)生的熱解氣體(8)從燃燒爐(9)底部進(jìn)入燃燒爐燃燒，經(jīng)燃燒爐燃燒后產(chǎn)生的熱煙氣(11)進(jìn)入熔融爐夾套層；冷淬過(guò)的輪胎用絲網(wǎng)裝置或鉤狀物的捕撈裝置(4)撈出，瀝水后通過(guò)傳送帶送至擠壓式或敲打式的破碎裝置(5)進(jìn)行粉碎，并從其中剝離出鋼絲(6)；碎化的輪胎有機(jī)物質(zhì)(7)進(jìn)一步用于煉焦，得到的鋼絲作為資源重新利用。
2.按權(quán)利要求1所述的廢舊汽車(chē)輪胎的冷淬處理方法，其特征在于熔融爐溫度為330-400℃，汽車(chē)廢舊輪胎在熔融爐內(nèi)的停留時(shí)間為10-60分鐘，冷淬輪胎目標(biāo)溫度為1℃至30℃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種廢舊汽車(chē)輪胎的冷淬處理方法，屬于固體廢棄物處理領(lǐng)域的熱解技術(shù)。該方法過(guò)程包括通過(guò)傳送裝置把廢舊輪胎送入熔融爐中熱解，爐溫在250℃至450℃間，廢舊輪胎在熔融爐內(nèi)的受熱軟化；軟化后的輪胎通過(guò)熔融爐下部進(jìn)入盛有冷卻水的冷淬槽中進(jìn)行冷淬，冷淬后的輪胎溫度范圍為1－70℃；然后采用捕撈裝置撈出冷淬槽中冷淬后的廢舊輪胎，瀝水后采用敲打式或擠壓式機(jī)械粉碎方法使橡膠與鋼絲進(jìn)行分離，碎化的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)一步用于煉焦，得到的鋼絲重新利用。本發(fā)明提供的廢舊汽車(chē)輪胎的處理與資源化方法確保了廢舊汽車(chē)輪胎易于粉碎，實(shí)現(xiàn)輪胎鐵絲與橡膠的有效、低成本分離，達(dá)到對(duì)汽車(chē)廢舊輪胎的無(wú)害化、資源化處理目的。
文檔編號(hào)B29B17/00GK1911541SQ20061001548
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
發(fā)明者張書(shū)廷, 劉勇, 王喬力 申請(qǐng)人:天津大學(xué)