废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统技术方案

本发明专利技术涉及环境保护技术领域，具体涉及废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统。其特征是：包括立式热解塔、进料系统、出料系统、热解油气冷凝器、链辊回转滚筒、循环流化床气流粉碎机、造粒流化床；由于利用次级管板式冷凝器、旋风分离器回流的热解油冷凝液作为冷却介质，从而减少冷凝器的换热面积、降低设备投资，而且这种全回流的方式有利于回收热解气携带油颗粒、提高了热解油的得率。链辊回转滚筒研磨获得的热解碳粒径为41～57μm，如果进一步采用循环流化床气流粉碎机超细粉碎，粒径达到0.5～1μm，性能指标满足《废旧轮胎裂解炭黑》HG/T5459‑2018标准，部分指标达到N330炭黑标准。

【技术实现步骤摘要】
废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统
本专利技术涉及环境保护
，具体涉及废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统。
技术介绍
废旧轮胎是常见的固体废弃污染物，人们通过很多途径对其回收利用实现无害化处理，其中通过对废旧轮胎热解制备燃料油、碳黑就是解决方案之一。中国专利技术专利（专利申请号为02112328.4，专利名称为用于废轮胎裂解回收工业碳黑和燃料油的立式裂解塔）公开了用于废轮胎裂解回收工业碳黑和燃料油的立式裂解塔，其特征在于，它具有密闭立式塔体，在塔体上端设有上刮料搅拌装置、轮胎进料口及裂解气出口，塔体内依次设有上部空心加热圆盘、下部空心冷却圆盘，并分别与塔体外侧的烟道气分配系统、冷却水进出口集箱相通，在塔体下设有下刮料搅拌装置及塔底碳黑出口。该裂解塔操作弹性大，裂解性能好，运转连续可靠，且劳动强度小，是一种性能良好的热裂解设备。其主要特点如下：1)能耗小；2)调节控制方便，适应性强；3)操作密闭，无杂质进入，无裂解气泄漏，品质与安全有保证；4)设备重量轻，采用立式结构，占地面积小；5)运转稳定，操作方便。现有技术用于废轮胎裂解回收工业碳黑和燃料油的立式裂解塔对废旧轮胎裂解制备燃料油、碳黑连续生产提出了解决方案，但是没有公开回收裂解油气、碳黑的技术细节。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：包括立式热解塔、进料系统、出料系统、热解油气冷凝器、链辊回转滚筒、循环流化床气流粉碎机、造粒流化床。所述立式热解塔包括立式热解塔体、回转耙辊、上轴承座、下轴承座、支承足，所述立式热解塔体设计有夹套通450～500℃高温烟气，夹套内设计有空心螺旋叶片，高温烟气沿空心螺旋叶片形成的通道螺旋上升，均匀加热立式热解塔体，避免高温烟气无法流经立式热解塔体死角造成鼓包的问题，立式热解塔体上部设计有热解油气出口，所述上轴承座、下轴承座安装在立式热解塔体上下两端，保证立式热解塔体与回转耙辊的中心轴线同轴度。所述回转耙辊包括回转耙辊体、进气轴头、排气轴头，进气轴头与排气轴头分别设计在回转耙辊体的下端和上端，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头绕同一中心轴回转。所述进气轴头、排气轴头内孔通450～500℃高温烟气，从内孔向外依次设计隔热瓦、迷宫冷却槽、轴承位，所述迷宫冷却槽包括螺旋盘管、汽水混合室、波纹板，螺旋盘管固定在汽水混合室内壁，冷却水从螺旋盘管进入汽水混合室受热蒸发汽化，沸腾产生的气泡撞击螺旋盘管、波纹板迅速破裂为更为细小的气泡，从而使气泡在冷却水中均匀分布，换言之就是避免水汽导热系数相差过大导致室壁金属局部过热产生蠕变。所述回转耙辊体外表面类螺旋线排布耙钉，通过调整耙钉与回转耙辊体断面的夹角，¾数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向下的推力，¼数量的耙钉随回转耙辊体旋转向胶块施加向上的推力，耙钉对胶块施加向下的推力帮助沥青胶状物与钢丝团顺利出料，两种耙钉的合力对胶块形成搓切作用，搓碎热解碳硬壳使胶块继续热解，同时搅动胶块堆积层形成空隙，热解油气能够从堆积层空隙逸出，热解油气向上流动的过程中与胶块传质传热，这种气液固传质传热效率远远超过回转耙辊体与胶块固固传导热效率。所述回转耙辊体内两端安装有十字支撑架，十字支撑架通过管轴将螺旋叶片固定，高温烟气沿螺旋叶片形成的通道螺旋上升，均匀加热回转耙辊体，避免高温烟气无法流经回转耙辊体死角造成鼓包的问题。所述进料系统包括提斗小车机构、三段式钟罩进料机构，提斗小车机构包括自称量小车、提升轨道、滑轮牵引组件。所述三段式钟罩进料机构包括初段钟罩储仓、中段钟罩储仓、末段钟罩储仓，初段钟罩储仓设计有初段料斗体、上钟罩、上钟罩座、吊杆、销轴组件，上钟罩座设计在初段料斗体底部，销轴组件通过吊杆与上钟罩联结，控制上钟罩上下移动，上钟罩与上钟罩座密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓的上密封；中段钟罩储仓设计有中段料斗体、中钟罩、中钟罩座、吊链、转球组件、内外隔仓组件、尾气回收缓冲罐，中钟罩座设计在中段料斗体底部，转球组件通过吊链与中钟罩联结，控制中钟罩上下移动，中钟罩与中钟罩座密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓的下密封及末段钟罩储仓的上密封，内外隔仓组件设计在中段料斗体上部，惰性尾气从尾气回收缓冲罐输出，经内外隔仓组件外环气道进入中段料斗体吹扫，将废旧轮胎胶块间隙中的空气挤出排放；末段钟罩储仓设计有末段料斗体、下钟罩、下钟罩座、吊线、拉杆组件、多级蒸汽喷射器组件，下钟罩座设计在末段料斗体底部，拉杆组件通过吊线与下钟罩联结，控制下钟罩上下移动，下钟罩与下钟罩座密封面配合贴紧形成末段钟罩储仓的下密封，多级蒸汽喷射器组件包括一级喷射器、二级喷射器、三级喷射器、中间冷凝器、末级喷射器，一级喷射器、二级喷射器、三级喷射器、中间冷凝器、末级喷射器依次连接，通过连续多级增压将末段钟罩储仓真空度控制在1000～1300Pa。所述惰性尾气是回收利用热解气燃烧窑炉输出高温烟气经立式热解塔体、回转耙辊换热后的排放废气，氧含量已经降为3%以下。所述出料系统包括包括出料盘体、水循环机械密封、牛头铲刀出料组件。回转耙辊辊面的耙钉对胶块施加向下的推力帮助沥青胶状物与钢丝团向下移动，耙钉对胶块形成搓切作用，搓碎热解碳硬壳使胶块充分完成热解过程形成热解炭，为使热解炭与钢丝团能够从回转耙辊与立式热解塔体间的环形反应室顺利向下移动出料，应配合环形反应室设计W形的出料盘体承接热解炭与钢丝团，W形的出料盘体断面为马鞍状，其中心与回转耙辊固结并一同回转，外沿设计有环形深沟槽，从而使热解炭与钢丝团从环形反应室均匀的下落到出料盘体的环形深沟槽内。水循环机械密封包括水箱、动环摩擦副、静环摩擦副、螺旋弹簧压紧装置、水冷排管，动环摩擦副设计在出料盘体上，静环摩擦副设计为楔型，螺旋弹簧压紧装置能对楔型摩擦环提供轴向、径向补偿。水箱中的冷却水通过水冷排管下降注入静环摩擦副和螺旋弹簧压紧装置，使静环摩擦副和螺旋弹簧压紧装置冷却降温，楔型摩擦环内设计有压注水道、排汽孔，通过水泵将冷却水压注入到摩擦副的密封面上起润滑作用的同时产生的蒸汽形成惰性气体保护，压注水道注入的冷却水受热产生的水汽混合物从排汽孔经交叠叶片弹簧的板片间隙上升排至水箱，由水箱、水冷排管、静环摩擦副、板片间隙通道形成自然水循环回路。所述静环摩擦副包括楔型摩擦环、交叠叶片弹簧，所述楔型摩擦环由三等分分瓣环组成，所述交叠叶片弹簧包括内圈、外圈、板片，由40～200片规格相同的矩形板片绕内圈圆作类渐开线均匀排布，每一板片均设计有联系孔，通过铰链串成两两叠压栅板幕带，内圈三等分紧贴固定在楔型摩擦环的外圆壁上，外圈与内圈同心将板片组成的栅板幕带约束在两者间的圆环内，相邻的两片板片依序叠压，前一板片的尾端部作为后一板片的支点，后一板片绕支点产生弯曲变形而起弹簧作用，每一板片弹性变形的方向指向圆心，因此交叠叶片弹簧能够通过改变板片的宽度、板片尾端部厚度调整密封摩擦副的径向补偿量，该径向补偿量接近内圈与外圈间距扣减板片尾端厚度的值，有利于工作空间有限的径向补偿。牛头铲刀出料组件包括铲刀、无轴螺旋叶片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：包括立式热解塔、进料系统、出料系统、热解油气冷凝器、链辊回转滚筒、循环流化床气流粉碎机、造粒流化床；所述立式热解塔包括立式热解塔体、回转耙辊、上轴承座、下轴承座、支承足，所述立式热解塔体设计有夹套通450～500℃高温烟气，夹套内设计有空心螺旋叶片，高温烟气沿空心螺旋叶片形成的通道螺旋上升，均匀加热立式热解塔体，避免高温烟气无法流经立式热解塔体死角造成鼓包的问题，立式热解塔体上部设计有热解油气出口，所述上轴承座、下轴承座安装在立式热解塔体上下两端，保证立式热解塔体与回转耙辊的中心轴线同轴度；所述回转耙辊包括回转耙辊体、进气轴头、排气轴头，进气轴头与排气轴头分别设计在回转耙辊体的下端和上端，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头绕同一中心轴回转；所述进气轴头、排气轴头内孔通450～500℃高温烟气，从内孔向外依次设计隔热瓦、迷宫冷却槽、轴承位，所述迷宫冷却槽包括螺旋盘管、汽水混合室、波纹板，螺旋盘管固定在汽水混合室内壁，冷却水从螺旋盘管进入汽水混合室受热蒸发汽化，沸腾产生的气泡撞击螺旋盘管、波纹板迅速破裂为更为细小的气泡，从而使气泡在冷却水中均匀分布，避免水汽导热系数相差过大导致室壁金属局部过热产生蠕变；所述进料系统包括提斗小车机构、三段式钟罩进料机构，提斗小车机构包括自称量小车、提升轨道、滑轮牵引组件；所述三段式钟罩进料机构包括初段钟罩储仓、中段钟罩储仓、末段钟罩储仓，初段钟罩储仓设计有初段料斗体、上钟罩、上钟罩座、吊杆、销轴组件，上钟罩座设计在初段料斗体底部，销轴组件通过吊杆与上钟罩联结，控制上钟罩上下移动，上钟罩与上钟罩座密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓的上密封；中段钟罩储仓设计有中段料斗体、中钟罩、中钟罩座、吊链、转球组件、内外隔仓组件、尾气回收缓冲罐，中钟罩座设计在中段料斗体底部，转球组件通过吊链与中钟罩联结，控制中钟罩上下移动，中钟罩与中钟罩座密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓的下密封及末段钟罩储仓的上密封，内外隔仓组件设计在中段料斗体上部，惰性尾气从尾气回收缓冲罐输出，经内外隔仓组件外环气道进入中段料斗体吹扫，将废旧轮胎胶块间隙中的空气挤出排放；末段钟罩储仓设计有末段料斗体、下钟罩、下钟罩座、吊线、拉杆组件、多级蒸汽喷射器组件，下钟罩座设计在末段料斗体底部，拉杆组件通过吊线与下钟罩联结，控制下钟罩上下移动，下钟罩与下钟罩座密封面配合贴紧形成末段钟罩储仓的下密封，多级蒸汽喷射器组件包括一级喷射器、二级喷射器、三级喷射器、中间冷凝器、末级喷射器，一级喷射器、二级喷射器、三级喷射器、中间冷凝器、末级喷射器依次连接，通过连续多级增压将末段钟罩储仓真空度控制在1000～1300Pa；所述出料系统包括包括出料盘体、水循环机械密封、牛头铲刀出料组件；水循环机械密封包括水箱、动环摩擦副、静环摩擦副、螺旋弹簧压紧装置、水冷排管，动环摩擦副设计在出料盘体上，静环摩擦副设计为楔型，螺旋弹簧压紧装置能对楔型摩擦环提供轴向、径向补偿；所述静环摩擦副包括楔型摩擦环、交叠叶片弹簧，所述楔型摩擦环由三等分分瓣环组成；牛头铲刀出料组件包括铲刀、无轴螺旋叶片、牛头出料口，由于出料盘体与回转耙辊固结并一同回转，热解炭与钢丝团被倾斜安装的铲刀铲起，与铲刀平行安装的无轴螺旋叶片旋转将热解炭与钢丝团刮入牛头出料口，避免钢丝团堵塞牛头出料口；所述热解油气冷凝器包括二级冷凝器、水循环回路，二级冷凝器包括初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器、旋风分离器、回流器、U型液封回流管，初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器管箱内的管束也是水循环回路的上升管，热解油气自下而上沿初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器壳程流动，初级管板式冷凝器包括初级管程上接管、初级壳程上接管、初级壳程下接管、初级管程下接管、布液盘、初级冷凝液出口，次级管板式冷凝器包括次级管程上接管、次级壳程上接管、次级壳程下接管、次级管程下接管、次级冷凝液出口，热解油气从初级壳程下接管、初级壳程上接管、次级壳程下接管、次级壳程上接管依次流动冷凝进入旋风分离器，为防止热解气串流，初级冷凝液出口设计有挡堰板，旋风分离器底部设计有U型液封，初级冷凝分离的热解油汇集到初级冷凝液出口，次级冷凝分离的热解油与旋风分离的热解油全部汇集到回流器，再经U型液封回流管输送至布液盘，布液盘包括布气板、分液盖板，布气板上的喷嘴与分液盖板气孔一一对应，布液盘覆盖初级壳程下接管进口，热解气从布气板上的喷嘴喷出，经分液盖板气孔流出时引射热解油回流液混合并传质传热；链辊回转滚筒包括吹扫器、进料罩箱、筒体、链辊、托辊组件、驱动齿轮组件、出料罩箱、袋式捕集器、导流板，筒体由托辊组件承托，在驱动齿轮组件驱动下匀速回转，转速1.5～2.5r/min，筒体倾斜夹角1～2º，筒体首端、尾端分别伸入进料罩箱及出料罩箱，筒体与进料...

【技术特征摘要】
1.废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统，其特征是：包括立式热解塔、进料系统、出料系统、热解油气冷凝器、链辊回转滚筒、循环流化床气流粉碎机、造粒流化床；所述立式热解塔包括立式热解塔体、回转耙辊、上轴承座、下轴承座、支承足，所述立式热解塔体设计有夹套通450～500℃高温烟气，夹套内设计有空心螺旋叶片，高温烟气沿空心螺旋叶片形成的通道螺旋上升，均匀加热立式热解塔体，避免高温烟气无法流经立式热解塔体死角造成鼓包的问题，立式热解塔体上部设计有热解油气出口，所述上轴承座、下轴承座安装在立式热解塔体上下两端，保证立式热解塔体与回转耙辊的中心轴线同轴度；所述回转耙辊包括回转耙辊体、进气轴头、排气轴头，进气轴头与排气轴头分别设计在回转耙辊体的下端和上端，回转耙辊体、进气轴头、排气轴头绕同一中心轴回转；所述进气轴头、排气轴头内孔通450～500℃高温烟气，从内孔向外依次设计隔热瓦、迷宫冷却槽、轴承位，所述迷宫冷却槽包括螺旋盘管、汽水混合室、波纹板，螺旋盘管固定在汽水混合室内壁，冷却水从螺旋盘管进入汽水混合室受热蒸发汽化，沸腾产生的气泡撞击螺旋盘管、波纹板迅速破裂为更为细小的气泡，从而使气泡在冷却水中均匀分布，避免水汽导热系数相差过大导致室壁金属局部过热产生蠕变；所述进料系统包括提斗小车机构、三段式钟罩进料机构，提斗小车机构包括自称量小车、提升轨道、滑轮牵引组件；所述三段式钟罩进料机构包括初段钟罩储仓、中段钟罩储仓、末段钟罩储仓，初段钟罩储仓设计有初段料斗体、上钟罩、上钟罩座、吊杆、销轴组件，上钟罩座设计在初段料斗体底部，销轴组件通过吊杆与上钟罩联结，控制上钟罩上下移动，上钟罩与上钟罩座密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓的上密封；中段钟罩储仓设计有中段料斗体、中钟罩、中钟罩座、吊链、转球组件、内外隔仓组件、尾气回收缓冲罐，中钟罩座设计在中段料斗体底部，转球组件通过吊链与中钟罩联结，控制中钟罩上下移动，中钟罩与中钟罩座密封面配合贴紧形成中段钟罩储仓的下密封及末段钟罩储仓的上密封，内外隔仓组件设计在中段料斗体上部，惰性尾气从尾气回收缓冲罐输出，经内外隔仓组件外环气道进入中段料斗体吹扫，将废旧轮胎胶块间隙中的空气挤出排放；末段钟罩储仓设计有末段料斗体、下钟罩、下钟罩座、吊线、拉杆组件、多级蒸汽喷射器组件，下钟罩座设计在末段料斗体底部，拉杆组件通过吊线与下钟罩联结，控制下钟罩上下移动，下钟罩与下钟罩座密封面配合贴紧形成末段钟罩储仓的下密封，多级蒸汽喷射器组件包括一级喷射器、二级喷射器、三级喷射器、中间冷凝器、末级喷射器，一级喷射器、二级喷射器、三级喷射器、中间冷凝器、末级喷射器依次连接，通过连续多级增压将末段钟罩储仓真空度控制在1000～1300Pa；所述出料系统包括包括出料盘体、水循环机械密封、牛头铲刀出料组件；水循环机械密封包括水箱、动环摩擦副、静环摩擦副、螺旋弹簧压紧装置、水冷排管，动环摩擦副设计在出料盘体上，静环摩擦副设计为楔型，螺旋弹簧压紧装置能对楔型摩擦环提供轴向、径向补偿；所述静环摩擦副包括楔型摩擦环、交叠叶片弹簧，所述楔型摩擦环由三等分分瓣环组成；牛头铲刀出料组件包括铲刀、无轴螺旋叶片、牛头出料口，由于出料盘体与回转耙辊固结并一同回转，热解炭与钢丝团被倾斜安装的铲刀铲起，与铲刀平行安装的无轴螺旋叶片旋转将热解炭与钢丝团刮入牛头出料口，避免钢丝团堵塞牛头出料口；所述热解油气冷凝器包括二级冷凝器、水循环回路，二级冷凝器包括初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器、旋风分离器、回流器、U型液封回流管，初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器管箱内的管束也是水循环回路的上升管，热解油气自下而上沿初级管板式冷凝器、次级管板式冷凝器壳程流动，初级管板式冷凝器包括初级管程上接管、初级壳程上接管、初级壳程下接管、初级管程下接管、布液盘、初级冷凝液出口，次级管板式冷凝器包括次级管程上接管、次级壳程上接管、次级壳程下接管、次级管程下接管、次级冷凝液出口，热解油气从初级壳程下接管、初级壳程上接管、次级壳程下接管、次级壳程上接管依次流动冷凝进入旋风分离器，为防止热解气串流，初级冷凝液出口设计有挡堰板，旋风分离器底部设计有U型液封，初级冷凝分离的热解油汇集到初级冷凝液出口，次级冷凝分离的热解油与旋风分离的热解油全部汇集到回流器，再经U型液封回流管输送至布液盘，布液盘包括布气板、分液盖板，布气板上的喷嘴与分液盖板气孔一一对应，布液盘覆盖初级壳程下接管进口，热解气从布气板上的喷嘴喷出，经分液盖板气孔流出时引射热解油回流液混合并传质传热；链辊回转滚筒包括吹扫器、进料罩箱、筒体、链辊、托辊组件、驱动齿轮组件、出料罩箱、袋式捕集器、导流板，筒体由托辊组件承托，在驱动齿轮组件驱动下匀速回转，转速1.5～2.5r/min，筒体倾斜夹角1～2º，筒体首端、尾端分别伸入进料罩箱及出料罩箱，筒体与进料罩箱、出料罩箱设计有机械密封防止热解碳颗粒泄漏，筒体内自由放置一条链辊，链辊由多组冷硬铸铁辊筒联结而成，两两冷硬铸铁辊筒之间通过球铰、锚链连接，球铰、锚链外覆盖波纹管防止废钢丝侵入，链辊通过锚链固定在进料罩箱上，跟随筒体回转自由滚动，每组冷硬铸铁辊筒可独立工作，出现废钢丝聚集成团后其中一组冷硬铸铁辊筒无法紧贴筒体使两者工作面失效的状况下，不会影响相邻冷硬铸铁辊筒继续有效的工作，两两冷硬铸铁辊筒之间的空间可容纳废钢丝起到容屑槽的作用，使废钢丝不能积聚成团并持续向筒体尾端移动，吹扫器将惰性不凝气输入筒体，热解碳在冷硬铸铁辊筒与筒体之间的工作面碾压研磨形成的颗粒物随筒体回转上升扬起和下落沉降的过程中与惰性不凝气传质传热，当热解碳颗粒与废钢丝最后移动到筒体尾端时，设计在筒体尾端的导流板将热解碳颗粒与废钢丝扬起¾筒体高度抛落，利用链辊破碎研磨后热解碳颗粒与废钢丝的沉降速率的明显差别，在筒体通流的惰性不凝气将热解碳颗粒携带经出料罩箱送至袋式捕集器捕集，废钢丝落入出料罩箱内；循环流化床气流粉碎机包括气流粉碎器、循环流化床返料器；气流粉碎器包括压缩惰性不凝气喷嘴、混气锥、进口围壳、一级静叶栅、一级主动叶轮、一级差动叶轮、二级静叶栅、二级主动叶轮、二级差动叶轮、工作围壳、涡轮风扇、出口围壳、轴承箱、主动轴，料仓中的热解碳颗粒流动性较差，需要压缩惰性不凝气分散导入进口围壳，同时压缩惰性不凝气喷嘴引射的循环流化床返料器返回的粗热解碳颗粒经混气锥喷射到进口围壳与料仓中的热解碳颗粒混合，混合气流经进口围壳流道的导引均匀分布扑向一级静叶栅，一级静叶栅镶嵌紧固在工作围壳内，混合气流通过一级静叶栅窄喉处后，混合气流加速至超音速，此时一级主动叶轮、一级差动叶轮在主动轴驱动下高速旋转，对混合气流做功增压的同时其流道导引气流反复转折、持续冲击...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨松，
申请(专利权)人：杨松，
类型：发明
国别省市：福建;35