CN107418603A - 一种裂解废橡胶装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环保技术领域，具体公开了一种裂解废橡胶装置及方法，本发明提供的裂解废橡胶装置包括：储料仓；与所述储料仓相连的螺旋加料管；与所述螺旋加料管相连的反应发生器，其中，所述反应发生器为级联反应发生器，所述级联反应发生器具有不同的温区；与所述反应发生器相连的炭黑收集器和油气收集罐；与所述油气收集罐相连的冷凝器；与所述冷凝器相连的油气分离器；分别与所述油气收集罐、所述冷凝器和所述油气分离器相连的集油罐；与所述集油罐相连的净油收集装置和废水处理装置。本发明提供的裂解废橡胶装置采用温度逐渐升高的三级反应装置，使得废橡胶反应充分，避免瞬间受高温导致焦化的问题。
Description
【技术领域】
本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种裂解废橡胶装置及方法。
【背景技术】
制造业的不断发展使得废橡胶的产量也不断增多，会对环境造成很大的污染。随着人们环保意识的逐渐增强，人们越来越重视废橡胶的回收利用，废橡胶的回收利用在市场上具有很大前景，通过裂解技术能够将废橡胶变成具有经济效应的炭黑再次利用。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术方案至少存在以下问题：现有废橡胶的裂解工艺采用高温加热方式，废橡胶瞬间受高温会导致焦化，不利于废橡胶的充分裂解，裂解不充分导致资源利用率不高，容易造成原料的浪费。因此，现有的废橡胶裂解工艺仍需进一步改进。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是现有的生活垃圾处理技术不成熟，资源转化利用的效率低。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种裂解废橡胶装置，包括：
储料仓；
与所述储料仓相连的螺旋加料管；
与所述螺旋加料管相连的反应发生器，其中，所述反应发生器为级联反应发生器，所述级联反应发生器具有不同的温区；
与所述反应发生器相连的炭黑收集器和油气收集罐；
与所述油气收集罐相连的冷凝器；
与所述冷凝器相连的油气分离器；
分别与所述油气收集罐、所述冷凝器和所述油气分离器相连的集油罐；
与所述集油罐相连的净油收集装置和废水处理装置。
在一些实施例中，所述装置还包括设置于所述储料仓与所述螺旋加料管之间的氮气吹扫装置。
在一些实施例中，所述反应发生器包括依次连接的第一级反应发生器、第二级反应发生器和第三级反应发生器；所述第一级反应发生器包括依次连接第一温度区域和第二温度区域，所述第二级反应发生器包括依次连接第三温度区域和第四温度区域，所述第三级反应发生器包括依次连接第五温度区域和第六温度区域。
在一些实施例中，所述第一温度区域温度设定为100～150℃，所述第二温度区域温度设定为200～250℃，所述第三温度区域温度设定为300～350℃，所述第四温度区域温度设定为400～450℃，所述第五温度区域温度设定为500～550℃，所述第六温度区域温度设定为600～650℃。
在一些实施例中，所述油气收集罐上部设置有油喷淋装置，所述油气收集罐底部设置储油装置，所述储油装置外部缠绕电磁加热线圈。
为使技术方案更加完整，本发明还提供一种裂解废橡胶方法，包括以下步骤：
将储料仓内的废橡胶通过螺旋加料管送入反应发生器，其中，所述反应发生器为级联反应发生器，所述级联反应发生器具有不同的温区；
将废橡胶在反应发生器的不同温区内裂解获得炭黑和高温油气，炭黑送入炭黑收集器回收利用，高温油气送入油气收集罐；
将高温油气在油气收集罐中进行洗涤、加热后获得油气；
将油气在冷凝器内经过冷凝处理后获得气态蒸汽与油水混合物，气态蒸汽送入油气分离器，油水混合物送入集油罐；
将气态蒸汽在油气分离器内进行油气分离后获得液体油和可燃气，液体油送入集油罐；
将油水混合物在集油罐内进行油水分离后获得液体油和废水，液体油送入净油收集装置，废水送入废水处理装置。
在一些实施例中，所述将储料仓内的废橡胶通过螺旋加料管送入反应发生器的步骤具体为：
将储料仓内破碎后的废橡胶倒入螺旋加料管中，倒入的同时采用氮气吹扫装置将螺旋加料管内充满氮气；
将破碎后的废橡胶通过螺旋加料管挤压将体积压缩后送入反应发生器。
在一些实施例中，所述将废橡胶在反应发生器的不同温区内裂解获得炭黑和高温油气的步骤具体为：
将废橡胶依次通过反应发生器的第一级反应发生器、第二级反应发生器和第三级反应发生器逐级加热升温裂解后获得炭黑，在反应的过程中将产生高温油气。
在一些实施例中，所述第一级反应发生器包括依次连接第一温度区域和第二温度区域，所述第二级反应发生器包括依次连接第三温度区域和第四温度区域，所述第三级反应发生器包括依次连接第五温度区域和第六温度区域。
在一些实施例中，所述第一温度区域温度设定为100～150℃，所述第二温度区域温度设定为200～250℃，所述第三温度区域温度设定为300～350℃，所述第四温度区域温度设定为400～450℃，所述第五温度区域温度设定为500～550℃，所述第六温度区域温度设定为600～650℃。
本发明具体实施例的有益效果在于：本发明提供的裂解废橡胶装置采用温度逐渐升高的三级反应装置，使得废橡胶反应充分，避免瞬间受高温导致焦化的问题，同时，还能将反应过程中产生的高温油气进行分离后回收再利用，提高了资源的转化率，符合环保要求。
【附图说明】
图1为本发明实施例1提供的一种裂解废橡胶装置的结构示意图；
图2为本发明实施例2提供的一种裂解废橡胶方法的流程示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种裂解废橡胶装置，包括：
储料仓1，所述储料仓1用于存储破碎处理后的废橡胶，要求破碎处理后的废橡胶尺寸达到40mm以下，破碎处理后的废轮胎胶块等都可以做为废橡胶存储于储料仓1内。
与所述储料仓1相连的螺旋加料管2，所述螺旋加料管2为变螺距结构，可以将废橡胶在其内部进变径挤压，体积压缩同时排出废橡胶内夹带的气体，保证废橡胶的纯度，有利于后续进入反应器内更好的发生裂解反应。
与所述螺旋加料管2相连的反应发生器3，所述反应发生器3为级联反应发生器，所述级联反应发生器具有不同的温区；所述反应发生器3包括依次连接的第一级反应发生器31、第二级反应发生器32和第三级反应发生器33；所述第一级反应发生器31包括依次连接第一温度区域311和第二温度区域312，所述第二级反应发生器32包括依次连接第三温度区域321和第四温度区域322，所述第三级反应发生器33包括依次连接第五温度区域331和第六温度区域332，所述第一温度区311域温度设定为100～150℃，所述第二温度区域312温度设定为200～250℃，所述第三温度区域321温度设定为300～350℃，所述第四温度区域322温度设定为400～450℃，所述第五温度区域331温度设定为500～550℃，所述第六温度区域332温度设定为600～650℃；所述反应发生器3内部的压力为微负压，范围在-100Pa～0Pa之间，其压力的控制由设置于所述反应发生器3后端的瓦斯风机控制，废橡胶在突然遇到高温容易导致焦化，因此本发明实施例的反应发生器3采用三级级联的形式，每一级内部设置不同的温区，能够保证废橡胶在裂解的过程中逐渐的升温，使得废橡胶反应更加均匀充分；同时该反应发生器3外径不大于530mm，壁厚不大于20mm，反应发生器总长不大于6000mm，具有体积小，重量轻、成本低的优点。
与所述反应发生器3相连的炭黑收集器4和油气收集罐5，废橡胶在反应发生器3内发生反应后，将产生炭黑和高温油气，炭黑经过反应发生器3终端将送入炭黑收集器4内进行回收再利用，反应过程中产生的高温油气经过反应发生器3的出气口排出将送入油气收集罐5内进一步处理，油气收集罐5上部设置有油喷淋装置51，所述油气收集罐5底部设置储油装置52，所述储油装置52外部缠绕电磁加热线圈，高温油气进入油气收集罐5后，油气收集罐5上部的油喷淋装置51可以对油气收集罐5内的高温油气进行洗涤，有效降低了油气中的灰分和炭黑颗粒杂质，使后续冷凝下来的油品得到净化、品质变高，油喷淋装置51喷入的油雾夹带油气收集罐5内的高温油气中的灰尘及颗粒物质降落至集气罐底部5的储油装置52内，储油装置52外部缠绕电磁加热线圈，将加热储油装置52内部的油气进行加热之后送入冷凝器6，所述油气收集罐5储油装置52上部设有油品溢流口，溢流口接入一个渣油罐，渣油罐收集加热后不能蒸发进入冷凝器6的渣油杂质。
与所述油气收集罐5相连的冷凝器6，所述冷凝器6对加热后的油气进行冷凝处理，冷凝后获得气态蒸汽与油水混合物，气态蒸汽送入油气分离器7，油水混合物送入集油罐8。
与所述冷凝器6相连的油气分离器7，所述油气分离器7将冷凝后获得的气态蒸汽进行油气分离获得液体油和可燃气，液体油将送入集油罐8，可燃气通过风机输送至燃气净化发电系统。
分别与所述油气收集罐5、所述冷凝器6和所述油气分离器7相连的集油罐8，所述集油罐8收集来自所述冷凝器6冷凝产生的油水混合物和所述油气分离器7产生的液体油，所述集油罐8将收集到的油水混合物进行油水分离获得液体油和废水，干净的液体油将送入净油收集装置9收集存储，废水将送入废水处理装置10处理达标后排放，值得说明的是，所述集油罐8内的油通过油泵输送至所述油气收集罐5用于油喷淋装置51对油气收集罐5内的高温油气进行洗涤。
优选地，所述装置还包括设置于所述储料仓1与所述螺旋加料管2之间的氮气吹扫装置11，将储料仓1内破碎后的废橡胶倒入螺旋加料管2的过程中，倒入的同时采用氮气吹扫装置11将螺旋加料管2内充满氮气，防止在废橡胶加入螺旋加料管2时空气进入，保证螺旋加料管2内压缩的无氧环境，给后续的裂解反应提供双重保障。
下面将结合具体实施例对本发明所提供的一种裂解废橡胶装置裂解废橡胶的工艺流程进行进一步的说明：首先将破碎后的废橡胶存储在储料仓1内，需要裂解废橡胶时，将储料仓1内的废橡胶倒入螺旋加料管2，同时采用氮气吹扫装置11将螺旋加料管2内充满氮气，通过螺旋加料管2压缩体积后的废橡胶送入反应发生器3内进行逐级升温的裂解反应得到炭黑，反应过程中将产生高温油气，炭黑送入炭黑收集器4内回收利用，高温油气将送入油气收集罐5内进行洗涤、加热后获得油气，油气在冷凝器6内经过冷凝处理后获得气态蒸汽与油水混合物，气态蒸汽送入油气分离器7，油水混合物送入集油罐8，气态蒸汽在油气分离器7内进行油气分离后获得液体油和可燃气，可燃气通过风机输送至燃气净化发电系统，液体油送入集油罐8，油水混合物在集油罐8内进行油水分离后获得液体油和废水，干净的液体油送入净油收集装置9，废水送入废水处理装置10处理达标后排放。
本实施例提供的裂解废橡胶装置采用温度逐渐升高的三级反应装置，使得废橡胶反应充分，避免瞬间受高温导致焦化的问题，同时，还能将反应过程中产生的高温油气进行分离后回收再利用，提高了资源的转化率，符合环保要求。
实施例2
如图2所示，本发明还提供一种裂解废橡胶方法，包括以下步骤：
S1：将储料仓内的废橡胶通过螺旋加料管送入反应发生器，其中，所述反应发生器为级联反应发生器，所述级联反应发生器具有不同的温区；
储料仓内的废橡胶为经过破碎处理后的废轮胎胶块等含有废橡胶成分的物质，要求破碎处理后的废橡胶尺寸达到40mm以下，储料仓内破碎后的废橡胶倒入螺旋加料管中，倒入的同时采用氮气吹扫装置将螺旋加料管内充满氮气，防止在废橡胶加入螺旋加料管时空气进入，保证螺旋加料管内压缩的无氧环境，给后续的裂解反应提供双重保障，螺旋加料管为变螺距结构，可以将废橡胶在其内部进变径挤压，体积压缩同时排出废橡胶内夹带的气体，保证废橡胶的纯度，有利于后续进入反应器内更好的发生裂解反应；
废橡胶依次通过反应发生器的第一级反应发生器、第二级反应发生器和第三级反应发生器逐级加热升温裂解后获得炭黑，在反应的过程中将产生高温油气，所述反应发生器为级联反应发生器，所述级联反应发生器具有不同的温区；所述反应发生器包括依次连接的第一级反应发生器、第二级反应发生器和第三级反应发生器；所述第一级反应发生器包括依次连接第一温度区域和第二温度区域，所述第二级反应发生器包括依次连接第三温度区域和第四温度区域，所述第三级反应发生器包括依次连接第五温度区域和第六温度区域，所述第一温度区域温度设定为100～150℃，所述第二温度区域温度设定为200～250℃，所述第三温度区域温度设定为300～350℃，所述第四温度区域温度设定为400～450℃，所述第五温度区域温度设定为500～550℃，所述第六温度区域温度设定为600～650℃；所述反应发生器内部的压力为微负压，范围在-100Pa～0Pa之间，其压力的控制由设置于所述反应发生器后端的瓦斯风机控制，由于废橡胶在突然遇到高温或裂解反应不充分的过程中将会产生大量的有毒物质不利于环保，因此本发明实施例的反应发生器采用三级级联的形式，每一级内部设置不同的温区，能够保证废橡胶在裂解的过程中逐渐的升温，使得废橡胶反应更加均匀充分，不会产生大量的有毒物质；同时该反应发生器外径不大于530mm，壁厚不大于20mm，反应发生器总长不大于6000mm，具有体积小，重量轻、成本低的优点。
S2：将废橡胶在反应发生器的不同温区内裂解获得炭黑和高温油气，炭黑送入炭黑收集器回收利用，高温油气送入油气收集罐；
废橡胶在反应发生器内发生反应后，将产生炭黑和高温油气，炭黑经过反应发生器终端将送入炭黑收集器内进行回收再利用，反应过程中产生的高温油气经过反应发生器的出气口排出将送入油气收集罐内进一步处理。
S3：将高温油气在油气收集罐中进行洗涤、加热后获得油气；
油气收集罐上部设置有油喷淋装置，所述油气收集罐底部设置储油装置，所述储油装置外部缠绕电磁加热线圈，高温油气进入油气收集罐后，油气收集罐上部的油喷淋装置可以对油气收集罐内的高温油气进行洗涤，有效降低了油气中的灰分和炭黑颗粒杂质，使后续冷凝下来的油品得到净化、品质变高，油喷淋装置喷入的油雾夹带油气收集罐内的高温油气中的灰尘及颗粒物质降落至集气罐底部的储油装置内，储油装置外部缠绕电磁加热线圈，将加热储油装置内部的油气进行加热之后送入冷凝器，所述油气收集罐储油装置上部设有油品溢流口，溢流口接入一个渣油罐，渣油罐收集加热后不能蒸发进入冷凝器的渣油杂质。
S4：将油气在冷凝器内经过冷凝处理后获得气态蒸汽与油水混合物，气态蒸汽送入油气分离器，油水混合物送入集油罐；
冷凝器对加热后的油气进行冷凝处理，冷凝后获得气态蒸汽与油水混合物，气态蒸汽送入油气分离器，油水混合物送入集油罐。
S5：将气态蒸汽在油气分离器内进行油气分离后获得液体油和可燃气，液体油送入集油罐；
油气分离器将冷凝后获得的气态蒸汽进行油气分离获得液体油和可燃气，液体油将送入集油罐，可燃气通过风机输送至燃气净化发电系统。
S6：将油水混合物在集油罐内进行油水分离后获得液体油和废水，液体油送入净油收集装置，废水送入废水处理装置。
集油罐收集来自冷凝器冷凝产生的油水混合物和油气分离器产生的液体油，所述集油罐将收集到的油水混合物进行油水分离获得液体油和废水，干净的液体油将送入净油收集装置收集存储，废水将送入废水处理装置处理达标后排放，值得说明的是，所述集油罐内的油通过油泵输送至所述油气收集罐用于油喷淋装置对油气收集罐内的高温油气进行洗涤。
本实施例提供的裂解废橡胶方法采用温度逐渐升高的三级反应装置，使得废橡胶反应充分，避免瞬间受高温导致焦化的问题，同时，还能将反应过程中产生的高温油气进行分离后回收再利用，提高了资源的转化率，符合环保要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种裂解废橡胶装置，其特征在于，包括：
储料仓；
与所述储料仓相连的螺旋加料管；
与所述螺旋加料管相连的反应发生器，其中，所述反应发生器为级联反应发生器，所述级联反应发生器具有不同的温区；
与所述反应发生器相连的炭黑收集器和油气收集罐；
与所述油气收集罐相连的冷凝器；
与所述冷凝器相连的油气分离器；
分别与所述油气收集罐、所述冷凝器和所述油气分离器相连的集油罐；
与所述集油罐相连的净油收集装置和废水处理装置。
2.如权利要求1所述的裂解废橡胶装置，其特征在于，所述装置还包括设置于所述储料仓与所述螺旋加料管之间的氮气吹扫装置。
3.如权利要求2所述的裂解废橡胶装置，其特征在于，所述反应发生器包括依次连接的第一级反应发生器、第二级反应发生器和第三级反应发生器；所述第一级反应发生器包括依次连接第一温度区域和第二温度区域，所述第二级反应发生器包括依次连接第三温度区域和第四温度区域，所述第三级反应发生器包括依次连接第五温度区域和第六温度区域。
4.如权利要求3所述的裂解废橡胶装置，其特征在于，所述第一温度区域温度设定为100～150℃，所述第二温度区域温度设定为200～250℃，所述第三温度区域温度设定为300～350℃，所述第四温度区域温度设定为400～450℃，所述第五温度区域温度设定为500～550℃，所述第六温度区域温度设定为600～650℃。
5.如权利要求1所述的裂解废橡胶装置，其特征在于，所述油气收集罐上部设置有油喷淋装置，所述油气收集罐底部设置储油装置，所述储油装置外部缠绕电磁加热线圈。
6.一种裂解废橡胶方法，其特征在于，包括以下步骤：
将储料仓内的废橡胶通过螺旋加料管送入反应发生器，其中，所述反应发生器为级联反应发生器，所述级联反应发生器具有不同的温区；
将废橡胶在反应发生器的不同温区内裂解获得炭黑和高温油气，炭黑送入炭黑收集器回收利用，高温油气送入油气收集罐；
将高温油气在油气收集罐中进行洗涤、加热后获得油气；
将油气在冷凝器内经过冷凝处理后获得气态蒸汽与油水混合物，气态蒸汽送入油气分离器，油水混合物送入集油罐；
将气态蒸汽在油气分离器内进行油气分离后获得液体油和可燃气，液体油送入集油罐；
将油水混合物在集油罐内进行油水分离后获得液体油和废水，液体油送入净油收集装置，废水送入废水处理装置。
7.如权利要求6所述的裂解废橡胶方法，其特征在于，所述将储料仓内的废橡胶通过螺旋加料管送入反应发生器的步骤具体为：
将储料仓内破碎后的废橡胶倒入螺旋加料管中，倒入的同时采用氮气吹扫装置将螺旋加料管内充满氮气；
将破碎后的废橡胶通过螺旋加料管挤压将体积压缩后送入反应发生器。
8.如权利要求6所述的裂解废橡胶方法，其特征在于，所述将废橡胶在反应发生器的不同温区内裂解获得炭黑和高温油气的步骤具体为：
将废橡胶依次通过反应发生器的第一级反应发生器、第二级反应发生器和第三级反应发生器逐级加热升温裂解后获得炭黑，在反应的过程中将产生高温油气。
9.如权利要求8所述的裂解废橡胶方法，其特征在于，所述第一级反应发生器包括依次连接第一温度区域和第二温度区域，所述第二级反应发生器包括依次连接第三温度区域和第四温度区域，所述第三级反应发生器包括依次连接第五温度区域和第六温度区域。
10.如权利要求9所述的裂解废橡胶方法，其特征在于，所述第一温度区域温度设定为100～150℃，所述第二温度区域温度设定为200～250℃，所述第三温度区域温度设定为300～350℃，所述第四温度区域温度设定为400～450℃，所述第五温度区域温度设定为500～550℃，所述第六温度区域温度设定为600～650℃。
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