一種廢輪胎低溫常壓熱裂解生產(chǎn)線及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低溫常壓熱裂解裝置和生產(chǎn)工藝的技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種廢輪胎低溫常壓熱裂解生產(chǎn)線及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]廢輪胎作為一種可再生資源，被稱為“黑色金礦”。廢輪胎回收利用，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，走可持續(xù)發(fā)展道路的一項(xiàng)“朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”，前景非常廣闊。我國(guó)是全球橡膠第一消耗大國(guó)，年生產(chǎn)輪胎已超過(guò)4億條。據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示:2010年我國(guó)汽車(chē)的產(chǎn)銷(xiāo)量雙雙突破1800萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)32.4%和31.3%，繼2009年首度超越美國(guó)成為全球第一汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)大國(guó)后，不僅蟬聯(lián)世界第一，且創(chuàng)全球歷史新高。雖然受歐美經(jīng)濟(jì)下滑的影響，國(guó)內(nèi)輪胎行業(yè)出口受限，但由于內(nèi)需強(qiáng)勁，2011和2012年國(guó)內(nèi)輪胎業(yè)產(chǎn)量仍然同比增長(zhǎng)了 6%和7%。因此，國(guó)內(nèi)廢輪胎資源也將越來(lái)越多，如何妥善處理數(shù)量龐大的廢輪胎已經(jīng)成為非常急迫的環(huán)境問(wèn)題和社會(huì)問(wèn)題。
[0003]廢輪胎的大量廢棄造成了環(huán)境污染，世界各國(guó)尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛致力于廢輪胎的回收再利用研究。目前處理廢輪胎的方式主要有翻新、再生膠粉、焚燒和熱裂解4種。與翻新、制造膠粉和再生膠、焚燒等廢輪胎處理方法相比，熱裂解法具有處理量大、效益高和環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，其處理工藝更符合廢棄物處理的資源化、無(wú)害化和減量化原則。其中，熱裂解技術(shù)不僅可以回收能源，而且可將廢輪胎分解成45%的燃料油、35%的炭黑、10%的鋼絲和10%的可燃性氣體，經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大。熱裂解技術(shù)是廢輪胎循環(huán)利用的最終途徑，也是廢輪胎處理的重要方法之一。
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)開(kāi)始研究使用熱裂解生產(chǎn)線來(lái)回收處理廢輪胎的方法。目前在廢輪胎回收利用行業(yè)內(nèi)采用的熱裂解生產(chǎn)線中，熱裂解裝置復(fù)雜，配套設(shè)備多，監(jiān)視和控制的信號(hào)參數(shù)多，且主要通過(guò)人工監(jiān)控與操作，存在著自動(dòng)化控制程度低、故障率高、控制不準(zhǔn)確、易污染、勞動(dòng)強(qiáng)度大和裂解產(chǎn)物難處理等問(wèn)題，造成大量人力、物力的耗費(fèi)和環(huán)境的污染，導(dǎo)致成本居高不下，產(chǎn)品質(zhì)量不能得到有效提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有廢輪胎熱裂解生產(chǎn)線及生產(chǎn)工藝存在的問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)化單元設(shè)備的配置進(jìn)而完善整個(gè)生產(chǎn)流水線整體配置，利用控制單元通過(guò)中央控制室提高其自動(dòng)化水平，提出了一種廢輪胎低溫常壓熱裂解生產(chǎn)線及其生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)線及其生產(chǎn)工藝自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染、成本低、節(jié)約能源、安全可靠，能夠有效減少操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，有較高的出油率，能夠得到性能優(yōu)良的炭黑顆粒。
[0006]首先給出一種廢輪胎低溫常壓熱裂解生產(chǎn)線，其技術(shù)方案包括:包括依次連接的預(yù)處理單元、輸送上料單元、熱裂解單元以及分別與熱裂解單元連接的霧化處理單元、冷凝出油單元、炭黑造粒單元；所述預(yù)處理單元主要由前至后依次布置的自動(dòng)切口機(jī)、破碎機(jī)、干燥機(jī)、磨粉機(jī)和磁力除鐵機(jī)組成；所述輸送上料單元主要由傳送裝置組成；所述熱裂解單元主要包括由外部的爐體和內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)處理器組成的熱裂解爐，所述爐體連接送氧鼓風(fēng)機(jī)和燃?xì)鈬姌?，所述燃?xì)鈬姌尠ㄌ烊粴鈬姌尯蛷U氣噴槍；所述爐體連接煙塵排出口 ；所述旋轉(zhuǎn)處理器連接熱裂解氣排出口以及熱裂解殘?jiān)懦隹?；所述煙塵排出口通過(guò)風(fēng)機(jī)連接所述的霧化處理單元，所述霧化處理單元包括霧化塔和霧化水栗；所述熱裂解氣排出口連接所述的冷凝出油單元，冷凝出油單元包括分汽包、冷凝器、儲(chǔ)油罐、水封罐、廢氣回收器，其中所述分汽包、冷凝器依次連接，所述冷凝器冷卻介質(zhì)進(jìn)出口與冷卻塔以及冷卻水栗連接構(gòu)成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，所述冷凝器的液體出口與所述儲(chǔ)油罐連接、氣體出口依次與水封罐和廢氣回收器連接，所述廢氣回收器的出口與所述的廢氣噴槍連接；所述熱裂解殘?jiān)懦隹谕ㄟ^(guò)水循環(huán)降溫裝置連接所述的炭黑造粒單元，所述炭黑造粒單元主要由依次連接的封閉式鏈板輸送機(jī)、超細(xì)研磨機(jī)、粉體活化改性機(jī)、造粒機(jī)、回轉(zhuǎn)干燥機(jī)和回轉(zhuǎn)圓筒篩組成；所述各單元由相應(yīng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)控制，所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用分散型控制系統(tǒng)DCS和緊急停車(chē)系統(tǒng)ESD實(shí)現(xiàn)連鎖控制，所述傳送裝置和封閉式鏈板輸送機(jī)上均設(shè)有位置傳感器；所述熱裂解爐、冷卻水栗、燃?xì)鈬姌?、冷凝器和冷卻塔上均設(shè)有溫度傳感器；所述廢氣回收器、霧化塔和儲(chǔ)油罐上均設(shè)有壓力傳感器。
[0007]優(yōu)選的，所述天然氣噴槍和廢氣噴槍各為三臺(tái)。
[0008]優(yōu)選的，所述熱裂解爐的旋轉(zhuǎn)處理器內(nèi)安裝有螺旋槽。
[0009]優(yōu)選的，所述傳送裝置包括攪籠和傳送帶。
[0010]優(yōu)選的，所述各單元自動(dòng)化控制系統(tǒng)中分散型控制系統(tǒng)DCS和緊急停車(chē)系統(tǒng)ESD分開(kāi)設(shè)置，且ESD安全級(jí)別高于DCS。
[0011]以下給出應(yīng)用上述廢輪胎低溫常壓熱裂解生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(1)使用自動(dòng)切口機(jī)和破碎機(jī)對(duì)廢輪胎進(jìn)行切口破碎，清洗后經(jīng)干燥機(jī)干燥得到輪胎塊料，然后將輪胎塊料使用磨粉機(jī)進(jìn)行磨粉，并利用磁力除鐵機(jī)進(jìn)行除鐵，獲得輪胎膠粒；
(2)輪胎膠粒通過(guò)輸送上料單元自動(dòng)輸送，進(jìn)入熱裂解爐，裝料完畢后關(guān)閉爐門(mén)并在盤(pán)根均勻涂抹二硫化鉬，保證其密封；
(3)打開(kāi)天然氣噴槍點(diǎn)火，并啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)處理器，同時(shí)打開(kāi)水循環(huán)降溫裝置中的冷卻水栗，加熱至110-120°C時(shí)，打開(kāi)旋轉(zhuǎn)處理器下部排污閥門(mén)排出蒸餾水后關(guān)閉；爐內(nèi)溫度持續(xù)上升至160-180°C后，減少天然氣的用量，打開(kāi)送氧鼓風(fēng)機(jī)和廢氣噴槍，將熱裂解生成并經(jīng)過(guò)冷凝處理后的可燃?xì)饣厥兆鳛槿細(xì)饫?；?dāng)溫度上升至280-300°C，關(guān)閉廢氣噴槍將可燃?xì)鈨?chǔ)存在廢氣回收器備用；當(dāng)溫度達(dá)到430-450°C時(shí)，關(guān)閉天然氣噴槍保溫進(jìn)行連續(xù)熱裂解；
(4)熱裂解過(guò)程中的煙塵采用霧化塔進(jìn)行降溫除塵凈化處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后外排；
(5)熱裂解產(chǎn)生的熱裂解氣進(jìn)入分汽包后經(jīng)冷凝器冷凝，分別生成重質(zhì)燃料油和可燃?xì)猓扇細(xì)馑夂笸ㄟ^(guò)廢氣噴槍回爐再利用，重質(zhì)燃料油回收輸入儲(chǔ)油罐；
(6)熱裂解炭黑經(jīng)過(guò)水循環(huán)降溫后由封閉式鏈板輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)輸送至料倉(cāng)，先采用超細(xì)研磨機(jī)進(jìn)行超細(xì)研磨至與工業(yè)炭黑相近粒度，然后進(jìn)入粉體活化改性機(jī)進(jìn)行改性獲得補(bǔ)強(qiáng)性能好的橡膠用炭黑，最后通過(guò)造粒機(jī)，使粉狀炭黑進(jìn)行造粒成型后送至回轉(zhuǎn)干燥機(jī)干燥，經(jīng)回轉(zhuǎn)圓筒篩分級(jí)篩選，不合格產(chǎn)品以密封方式輸送回造粒機(jī)重新造粒，合格產(chǎn)品包裝待售。
[0012]上述工藝可進(jìn)一步優(yōu)選為: 所述步驟(I)對(duì)廢輪胎進(jìn)行切口破碎，使其成為不大于50*50mm的輪胎塊料；所述磨粉機(jī)進(jìn)行磨粉后的輪胎膠粒不大于2*2mm。
[0013]所述炭黑造粒單元使用密封負(fù)壓管道輸送，造粒機(jī)造粒時(shí)所述造粒水溫度控制在40 0C -70 0C ο
[0014]本發(fā)明的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在:一是生產(chǎn)過(guò)程采用全密封結(jié)構(gòu)，并且采用強(qiáng)力霧化塔進(jìn)行降溫除塵凈化處理，對(duì)環(huán)境污染降至最低；二是通過(guò)對(duì)回收可燃?xì)饧袄鋮s水的回收凈化二次利用，節(jié)約了能源，降低了生產(chǎn)成本，符合節(jié)能減排的原則；三是優(yōu)化了生產(chǎn)線的配置和自動(dòng)化程度，減少操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，使該生產(chǎn)線更加安全可靠；四是裂解爐內(nèi)設(shè)有螺旋槽，加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)膠粒的攪拌，促進(jìn)反應(yīng)完全，同時(shí)與爐口鏈板式輸送機(jī)配合工作，可實(shí)現(xiàn)不停爐降溫產(chǎn)出炭黑，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的連續(xù)性，提高了生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是廢輪胎低溫常壓熱裂解生產(chǎn)線示意圖；
圖2是廢輪胎低溫常壓熱裂解生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]首先結(jié)合附圖1對(duì)廢舊輪胎低溫常壓熱裂解生產(chǎn)線進(jìn)行說(shuō)明:
該生產(chǎn)線由預(yù)處理單元1、輸送上料單元2、熱裂解單元3、霧化處理單元4、冷凝出油單元5和炭黑造粒單元6組成。
[0017]其中:預(yù)處理單元I主要由自動(dòng)切口機(jī)、破碎機(jī)、干燥機(jī)、磨粉機(jī)和磁力除鐵機(jī)組成，在預(yù)處理單元對(duì)廢舊輪胎的切口、破碎、干燥和磨粉除鐵，完成后移至輸送上料單元。
[0018]輸送上料單元2主要由攪籠和傳送帶組成，該單元的攪籠和傳送帶可自動(dòng)將膠粒傳送至熱裂解爐，并根據(jù)生產(chǎn)要求定時(shí)定量下料。
[0019]熱裂解單元3主要由熱裂解爐、引風(fēng)機(jī)、冷卻水栗、送氧鼓風(fēng)機(jī)、噴槍、廢氣回收器和不同閥門(mén)組成。該單元采用全密封結(jié)構(gòu)，共有噴槍6臺(tái)，其中3臺(tái)天然氣噴槍和3臺(tái)廢氣噴槍，可對(duì)裂解產(chǎn)物中的可燃?xì)饣貭t再利用。
[0020]霧化處理單元4主要由霧化塔和水栗組成，對(duì)煙塵進(jìn)行降溫除塵凈化處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后外排。
[0021]冷凝出油單元5主要由分汽包、冷凝器、循環(huán)栗、冷卻塔、儲(chǔ)油罐、水封罐以及廢