技术领域
[0001] 本
发明涉及一种废旧轮胎真空热反射裂解系统及处理工艺。
背景技术
[0002] 随着
汽车工业的发展，越来越多的废旧轮胎形成的“黑色污染”正在威胁着全人类的生存环境。据统计，全世界每年约有15亿条轮胎报废，仅美国每年就产生近三亿条的废旧轮胎，经过几十年的累积美国的废旧轮胎多达三十亿条。中国是世界上第三大轮胎生产国，2001年轮胎产量超过1.3亿条，仅次于美国和日本，每年生成的废旧轮胎达4000万条。在北京、上海等大城市的市郊结合处都能见到绵延上千米、像小山一样的废旧轮胎堆积点。越积越多的废旧轮胎长期露天堆放，不仅占用了大量土地，而且经过日晒雨淋，极易滋生蚊虫、携带急性传染病—登革热的病菌，传染急病，此外还容易引起火灾。可见废旧轮胎是恶化自然环境、破坏植被生长、影响人类健康、危及地球生态环境的最有害垃圾之一，这种“黑色污染”造成的危害远远大于“白色污染”。2002年我国汽车销量达到340万辆，汽车市场规模已达世界第四。近年来，我国废旧轮胎年新增产量均在7000万条以上，预计2020年我国将成为世界最大的汽车市场，意味着我国废旧轮胎的产量也将步入世界的前列，对其进行有效处理可为社会提供巨量的
能量物资，对节约
能源和环境保护具有极其重要的意义。
[0003] 目前废旧轮胎的处理方式包括堆存、填埋、焚烧、重新翻修、再生制备
橡胶或胶粉等。但是废旧轮胎长期堆存易孳生蚊虫并造成鼠类繁殖，而由于担心对
土壤、植被和地下
水的二次污染，填埋正逐渐被其他利用方式所替代。欧盟早在2003年就禁止整胎填埋，2006年后禁止轮胎
破碎后填埋。轮胎焚烧虽然可以回收部分
热能，但焚烧过程中会使
铜、铅等重金属盐残留于飞灰中，同时会产生二
氧化硫等有毒气体，增大了后续气体
净化工序的复杂性和工业运行成本。此外，目前国内旧轮胎的
翻新回收率和利用率都处于较低水平，2009年我国轮胎翻新率不足5%，而发达国家轮胎翻新比例在45%以上。
[0004] 另外我国多省都出现了利用废旧轮胎进行土法炼油的小作坊和土窑炉，由于投资小、工艺和生产设备落后，在生产过程中不仅能源消耗巨大，而且会向周围环境大量排放二氧化硫、
硫化氢、苯类等有害气体(每炼1吨废轮胎会产生超过100kg的二氧化硫)，并伴随着大量的生产废渣随意排放，对土壤和水源造成了毁灭性破坏，作坊周围寸草不生，树木枯死。
[0005] 由此可见，在废旧轮胎的
回收利用方面，目前急需寻求最佳的高值利用废旧轮胎的技术，这样才能真正促进废旧轮胎回收再利用产业的蓬勃发展。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是克服
现有技术的不足，提供了一种能高值利用废旧轮胎及节能环保的废旧轮胎真空热反射裂解系统，同时还提供了该废旧轮胎真空热反射裂解系统的简单、高效、实施成本低的处理工艺。
[0007] 本发明所采用的技术方案是：所述废旧轮胎真空热反射裂解系统包括废旧轮胎
裂解炉、燃烧炉和有机热气冷却装置，所述废旧轮胎裂解炉上设置有与其内部相连通的抽气管路，所述抽气管路与所述有机热气冷却装置相连通，所述有机热气冷却装置上还设置有出气管，所述出气管与所述燃烧炉相连通；所述废旧轮胎裂解炉的内壁上设置有若干条热
辐射管，所述若干条热辐射管与所述燃烧炉相连接。
[0008] 所述废旧轮胎裂解炉包括裂解炉主体，所述裂解炉主体内设有裂解室，所述裂解炉主体上设有与所述裂解室相连通的入料口，在所述裂解炉主体上还设置有与所述入料口的
炉盖，所述废旧轮胎裂解炉的内壁上设置有若干条热辐射管，沿着所述裂解炉主体的长度方向上设置有若干个分段
阀，所述若干个分段阀均与所述裂解室相连通，所述抽气管路与所述若干个分段阀相连接，所述若干条热辐射管与所述燃烧炉相连接。
[0009] 所述裂解炉主体上还设置有与所述若干条热辐射管相连通的收集舱，所述收集舱上设有排灰口，所述排灰口上配合有排灰盖；所述裂解炉主体呈圆筒状，所述若干条热辐射管设置在圆筒状的所述裂解炉主体的下半圆弧内壁上；所述收集舱上还设置有
回流管，所述回流管上设置有输送
泵，所述回流管的出口分成两条分支管路，一条分支管路与所述燃烧炉相连接，另一条分支管路与若干个冷却灌相连接。
[0010] 圆筒状的所述裂解炉主体的下半圆弧内壁上还设置有舱内轨道，所述裂解炉主体外部还设置有与所述舱内轨道相适配的舱外轨道，所述舱外轨道为移动式轨道，所述舱内轨道和/或所述舱外轨道上设置有载物车，所述裂解炉主体外部设置有保温层。
[0011] 所述燃烧炉包括
基座和设置在所述基座上的炉体，所述炉体内设有密闭的
燃烧室，所述炉体上设有与所述燃烧室相连通的进气口和
燃料管，所述燃烧室内设置有与所述燃料管相连接的
燃烧器，其特征在于：所述炉体上还设有与所述燃烧室相连通的若干根输
热管，所述燃烧室内还设置有若干
块金属板，使用时所述燃烧器将燃气喷至所述金属板进行燃烧。
[0012] 所述燃料管包括混合气体燃气管和启动燃气管，其中所述出气管为所述混合气体燃气管，所述混合气体燃气管和所述启动燃气管的出气端均连接有所述燃烧器；所述混合气体燃气管和所述启动燃气管上均设置有
阀体。
[0013] 所述金属板的
板面上设有多个通孔，所述通孔为螺旋孔。
[0014] 所述有机热气冷却装置包括包括冷却池、设置在所述冷却池内的初级冷却器、设置在所述初级冷却器下方的二级冷却器，与所述初级冷却器的进气口连接有进气管道，所述初级冷却器的出气口与所述二级冷却器的进气口之间连接有中间管道，所述二级冷却器的出气口连接有出气管道，所述有机热气冷却装置还包括储油罐，所述出气管道与所述储油罐相连通，所述出气管道与所述储油罐的连接处位于所述储油罐的顶部，所述储油罐的顶部还设置有抽空管，所述抽空管与抽真空系统相连通。
[0015] 所述初级冷却器和所述二级冷却器上均设有若干条
冷却水通道，所述初级冷却器和所述二级冷却器均向出气口的一端倾斜，所述初级冷却器和所述二级冷却器内均设置有若干片吸热翅片，若干片所述吸热翅片包括若干片上翅片和若干片下翅片，若干片所述上翅片和若干片所述下翅片交叉设置，所述初级冷却器的体积小于所述二级冷却器的体积，所述初级冷却器的进气口与所述收集舱连接。
[0016] 所述废旧轮胎真空热反射裂解系统的处理工艺包括如下步骤：
[0017] a、进料：将适量的废旧轮胎送入所述废旧轮胎裂解炉内；
[0018] b、预加热：启动所述燃烧炉，对所述废旧轮胎裂解炉内的废旧轮胎预加热；
[0019] c、裂解：废旧轮胎在所述废旧轮胎裂解炉内受热降解，产生有机
蒸汽，所述有机热气冷却装置将有机蒸汽迅速抽离所述废旧轮胎裂解炉，所述有机热气冷却装置将有机蒸汽分离成液体并储存在储油罐中，所述有机热气冷却装置将分离出的燃气通过所述出气管输送至所述燃烧炉中，同时切断所述燃烧炉中的外部燃料供应；
[0020] d、冷却、分离：关闭所述燃烧炉，所述废旧轮胎裂解炉冷却后将裂解后的废旧轮胎进行分离处理，即分离成
钢丝和
碳素，同时对碳素进行
粉碎；
[0021] e、清理所述废旧轮胎裂解炉，打包分离出来的钢丝和碳素并进行入库处理。
[0022] 本发明的有益效果是：由于所述废旧轮胎真空热反射裂解系统包括废旧轮胎裂解炉、燃烧炉和有机热气冷却装置，所述废旧轮胎裂解炉上设置有与其内部相连通的抽气管路，所述抽气管路与所述有机热气冷却装置相连通，所述有机热气冷却装置上还设置有出气管，所述出气管与所述燃烧炉相连通；所述废旧轮胎裂解炉的内壁上设置有若干条热辐射管，所述若干条热辐射管与所述燃烧炉相连接，所以，本发明在处理的过程中无需外部增加燃料，大大降低了处理废旧轮胎的成本，并能高值利用废旧轮胎及节能环保。
[0023] 另外，由于所述废旧轮胎真空热反射裂解系统的处理工艺包括如下步骤：a、进料：将适量的废旧轮胎送入所述废旧轮胎裂解炉内；b、预加热：启动所述燃烧炉，对所述废旧轮胎裂解炉内的废旧轮胎预加热；c、裂解：废旧轮胎在所述废旧轮胎裂解炉内受热降解，产生有机蒸汽，所述有机热气冷却装置将有机蒸汽迅速抽离所述废旧轮胎裂解炉，所述有机热气冷却装置将有机蒸汽分离成液体并储存在储油罐中，所述有机热气冷却装置将分离出的燃气通过所述出气管输送至所述燃烧炉中，同时切断所述燃烧炉中的外部燃料供应；d、冷却、分离：关闭所述燃烧炉，所述废旧轮胎裂解炉冷却后将裂解后的废旧轮胎进行分离处理，即分离成钢丝和碳素，同时对碳素进行粉碎；e、清理所述废旧轮胎裂解炉，打包分离出来的钢丝和碳素并进行入库处理。由此可见，简单、高效、实施成本低，可以实现废旧轮胎的资源化、无害化处理，有效减少环境保护的压
力，还能为社会提供更多的碳素、钢丝、碳氢化合物等重要的能源物资，同时采取节能，从而起到节能环保的效果。
附图说明
[0024] 图1是本发明的整体结构示意图；
[0025] 图2是所述废旧轮胎裂解炉的立体图；
[0026] 图3是所述废旧轮胎裂解炉的剖视图；
[0027] 图4是所述燃烧炉的立体结构示意图；
[0028] 图5是所述燃烧炉的内部结构示意图；
[0029] 图6是有机热气冷却装置的立体结构示意图；
[0030] 图7是有机热气冷却装置的另一视
角的立体结构示意图；
[0031] 图8是所述初级冷却器2c或所述二级冷却器3c的内部结构示意图；
[0032] 图9是所述废旧轮胎真空热反射裂解系统的处理工艺
流程图；
[0033] 图10是分段裂解的气体流向示意图；
[0034] 图11是本发明各气体的流向示意图。
具体实施方式
[0035] 如图1所示，废旧轮胎裂解炉、燃烧炉和有机热气冷却装置，所述废旧轮胎裂解炉上设置有与其内部相连通的抽气管路1，所述抽气管路1与所述有机热气冷却装置相连通，所述有机热气冷却装置上还设置有出气管2，所述出气管2与所述燃烧炉相连通；所述废旧轮胎裂解炉的内壁上设置有若干条热辐射管5a，所述若干条热辐射管5a与所述燃烧炉相连接。
[0036] 如图2和图3所示，在本
实施例中，所述废旧轮胎裂解炉包括裂解炉主体1a，所述裂解炉主体1a内设有裂解室2a，所述裂解炉主体1a上设有与所述裂解室2a相连通的入料口3a，在所述裂解炉主体1a上还设置有与所述入料口3a的炉盖4a，所述废旧轮胎裂解炉的内壁上设置有若干条热辐射管5a，沿着所述裂解炉主体1a的长度方向上设置有若干个分段阀
6a，所述若干个分段阀6a均与所述裂解室2a相连通，所述抽气管路1与所述若干个分段阀6a相连接，所述若干条热辐射管5a与所述燃烧炉相连接。
[0037] 在本实施例中，所述裂解炉主体1a上还设置有与所述若干条热辐射管5a相连通的收集舱7a，所述收集舱7a上设有排灰口8a，所述排灰口8a上配合有排灰盖9a；所述裂解炉主体1a呈圆筒状，所述若干条热辐射管5a设置在圆筒状的所述裂解炉主体1a的下半圆弧内壁上；所述收集舱7a上还设置有回流管6，所述回流管6上设置有输送泵4，所述回流管6的出口分成两条分支管路，一条分支管路与所述燃烧炉相连接，另一条分支管路与若干个冷却灌3相连接。
[0038] 在本实施例中，圆筒状的所述裂解炉主体1a的下半圆弧内壁上还设置有舱内轨道10a，所述裂解炉主体1a外部还设置有与所述舱内轨道10a相适配的舱外轨道11a，所述舱外轨道11a为移动式轨道，所述舱内轨道10a和/或所述舱外轨道11a上设置有载物车12a，所述裂解炉主体1a外部设置有保温层。
[0039] 如图4和图5所示，在本实施例中，所述燃烧炉包括基座1b和设置在所述基座1b上的炉体2b，所述炉体2b内设有密闭的燃烧室3b，所述炉体2b上设有与所述燃烧室3b相连通的进气口和燃料管4b，所述燃烧室3b内设置有与所述燃料管4b相连接的燃烧器5b，其特征在于：所述炉体2b上还设有与所述燃烧室3b相连通的若干根输热管6b，所述燃烧室3b内还设置有若干块金属板7b，使用时所述燃烧器5b将燃气喷至所述金属板7b进行燃烧。
[0040] 在本实施例中，所述燃料管4b包括混合气体燃气管41b和启动燃气管42b，其中所述出气管2为所述混合气体燃气管41b，所述混合气体燃气管41b和所述启动燃气管42b的出气端均连接有所述燃烧器5b；所述混合气体燃气管41b和所述启动燃气管42b上均设置有阀体8b。
[0041] 在本实施例中，所述金属板7b的板面上设有多个通孔，所述通孔为螺旋孔。
[0042] 如图6至图8所示，在本实施例中，所述有机热气冷却装置包括包括冷却池1c、设置在所述冷却池1c内的初级冷却器2c、设置在所述初级冷却器2c下方的二级冷却器3c，与所述初级冷却器2c的进气口连接有进气管道4c，所述初级冷却器2c的出气口与所述二级冷却器3c的进气口之间连接有中间管道5c，所述二级冷却器3c的出气口连接有出气管道6c，所述有机热气冷却装置还包括储油罐7c，所述出气管道6c与所述储油罐7c相连通，所述出气管道6c与所述储油罐7c的连接处位于所述储油罐7c的顶部，所述储油罐7c的顶部还设置有抽空管8c，所述抽空管8c与抽真空系统9c相连通。
[0043] 在本实施例中，所述初级冷却器2c和所述二级冷却器3c上均设有若干条冷却水通道10c，所述初级冷却器2c和所述二级冷却器3c均向出气口的一端倾斜，所述初级冷却器2c和所述二级冷却器3c内均设置有若干片吸热翅片，若干片所述吸热翅片包括若干片上翅片11c和若干片下翅片12c，若干片所述上翅片11c和若干片所述下翅片12c交叉设置，所述初级冷却器2c的体积小于所述二级冷却器3c的体积，所述初级冷却器2c的进气口与所述收集舱7a连接。
[0044] 如图9所示，在本实施例中，所述废旧轮胎真空热反射裂解系统的处理工艺包括如下步骤：
[0045] a、进料：将适量的废旧轮胎送入所述废旧轮胎裂解炉内；
[0046] b、预加热：启动所述燃烧炉，对所述废旧轮胎裂解炉内的废旧轮胎预加热；
[0047] c、裂解：废旧轮胎在所述废旧轮胎裂解炉内受热降解，产生有机蒸汽，所述有机热气冷却装置将有机蒸汽迅速抽离所述废旧轮胎裂解炉，所述有机热气冷却装置将有机蒸汽分离成液体并储存在储油罐7c中，所述有机热气冷却装置将分离出的燃气通过所述出气管2输送至所述燃烧炉中，同时切断所述燃烧炉中的外部燃料供应；
[0048] d、冷却、分离：关闭所述燃烧炉，所述废旧轮胎裂解炉冷却后将裂解后的废旧轮胎进行分离处理，即分离成钢丝和碳素，同时对碳素进行粉碎；当完全裂解完成后也可以充入氮气体对炉内
温度进行降温到50°左右就可以打开所述炉盖4a减少降温时间；
[0049] e、清理所述废旧轮胎裂解炉，打包分离出来的钢丝和碳素并进行入库处理。
[0050] 如图10和图11所示，在本实施例中，所述废旧轮胎真空热反射裂解系统的处理工艺还包括废旧轮胎裂解炉的分段裂解工艺，所述分段裂解工艺包括如下步骤：
[0051] a、进料：将适量的废旧轮胎送入所述裂解室2a内，并关紧所述炉盖4a；
[0052] b、预加热：若干条所述热辐射管5a连通热源，并将大量的热量辐射至所述所述裂解室2a内，进而对废旧轮胎进行预加热；
[0053] c、分段裂解：分时间段打开各个所述分段阀6a，若干个所述分段阀6a仅保持一个打开,当打开一个分段阀6时，如果这个分段阀6所在的出口这段的温度为200℃开始裂解，但其他段的温度应该为150℃左右，完全裂解温度不会高于350℃，所以被打开的这个分段阀6所在的出口这段温度都会高于没有被打开的，起到分段裂解，让所述裂解室2内温度都控制在350℃左右就可以完成工作；
[0054] d、冷却：切断与若干条所述热辐射管5a连通的热源，所述炉盖4a仍然保持关闭，对所述裂解室2a进行冷却；当完全裂解完成后也可以充入氮气体对炉内温度进行降温到50°左右就可以打开所述炉盖4a减少降温时间；
[0055] e、清炉：打开炉盖4a，将裂解后的废旧轮胎移出所述裂解室2a。
[0056] 在本实施例中，所述废旧轮胎真空热反射裂解系统的处理工艺还包括有机蒸气处理工艺，该有机蒸气处理工艺包括如下步骤：
[0057] a、开通所述启动燃气管42b并点燃与所述启动燃气管42b的出气端相连接的所述燃烧器5b，同时对所述金属板7b进行加热；
[0058] b、开通所述混合气体燃气管41b，同时关闭所述启动燃气管42b，点燃与所述混合气体燃气管41b的出气端相连接的所述燃烧器5b，将所述混合气体燃气管41b中的混合气体喷射至所述金属板7b的板面上；
[0059] c、混合气体中的有害气体进入所述金属板7b的孔中进行高温裂解。
[0060] 本发明的基本生产原理即为废旧轮胎在所述废旧轮胎裂解炉内受热降解，产生有机蒸汽，所述油气分离装置2将有机蒸汽迅速抽离所述废旧轮胎裂解炉，所述油气分离装置2将有机蒸汽分离成液体并储存在所述储油瓶5中，所述油气分离装置2将分离出的燃气通过所述出气管2输送至所述燃烧炉中，为所述废旧轮胎裂解炉提供所需的热量，本发明具有成本低、节能、环保、安全、操作方便、维护简单等特点。
[0061] 本发明对废旧轮胎进行有效处理可为社会提供巨量的能量物资，对节约能源和环境保护具有极其重要的意义，主要表现在如下几个方面：
[0062] 1、拓宽废旧轮胎的回收利用新途径，减少环境污染压力。
[0063] 通过本发明可以为日益增多的废旧轮胎的高值回收利用创造新的途径，避免一些通过土炉加温使炉内温度达到800-1000度高温直接提炼轮胎中的油品，将市场紧缺资源物资碳素变成废碳残渣，致使在土法提炼中产生的烟雾、有毒气体和有害物质由空气中扩撒危及人体及对周边环境造成极大的污染，还有就是将废旧轮胎直接焚烧、掩埋及其他传统处理方法带来的二次污染，通过本发明可以实现废旧轮胎的资源化、无害化处理，有效减少环境保护的压力。
[0064] 2、有效缓解目前能源紧张的压力，使废旧资源变废为宝。
[0065] 近年来，碳素资源紧缺和经济发展的矛盾日益突出，能源紧张给经济、社会带来了巨大的压力，本发明能使废旧轮胎高值回收，节约能源，为社会提供更多的碳素、钢丝、碳氢化合物等重要的能源物资，同时采取节能，从而起到节能环保的效果。
[0066] 3、为从废旧轮胎中提取柠檬油精产业的发展提供了新的生产方法。
[0067] 目前商业用途的柠檬油精主要从柑橘水果、蔬菜或草本
植物中提取并浓缩而成，主要作为芳香剂或药物的主要成分使用。本发明的技术为柠檬油精的生产提供了新的渠道，拉长产业链条。
[0068] 4、投资效果好。
[0069] 生产工艺对原料预处理要求相对简单，生产强度大，加工工序少，真空热反射裂解效率高，而投资相对少，具有良好的投资效果，项目的研发可为废旧轮胎综合利用提供符合环保要求的先进技术和设备，有较好的应用前景。
[0070] 5、提高企业的经济效益，对
废橡胶资源的综合利用具有示范性作用。
[0071] 本发明使废旧轮胎得到深层次的增值利用，加工工序少，节能，还可以为社会提供高附加值的柠檬油精、轻石脑油以及
炭黑等多种高值产品。因此，本发明能降低企业产品成本，对我国废橡胶资源的综合利用具有师范系作用。
[0072] 本发明应用于处理废旧轮胎的技术领域。
[0073] 虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本
说明书对其实施方案的
修改及与其他方案的组合都是显而易见的。
