熱解反應(yīng)系統(tǒng)及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明公開了熱解反應(yīng)系統(tǒng)，以及利用該熱解反應(yīng)系統(tǒng)對橡膠進行熱解的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的普遍提高，汽車已經(jīng)逐步進入人們的日常生活之中，由此產(chǎn)生了大量的廢舊輪胎。2006年我國輪胎產(chǎn)量高達(dá)2.8億條，居世界第一，當(dāng)年產(chǎn)生的廢舊輪胎也多達(dá)1.4億條，約360萬噸。大量廢舊輪胎的堆積不僅占用土地，還容易滋生蚊蟲細(xì)菌，傳播疾病，危害居民健康，而且極易引起火災(zāi)，造成環(huán)境污染。對廢舊輪胎進行回收處理，則不僅可以緩解其對環(huán)境的壓力，減少污染，更可實現(xiàn)資源的有效回收利用。
[0003]目前處理廢舊輪胎的方法有原型改制、生產(chǎn)再生膠和膠粉、焚燒以及熱解等，其中熱解技術(shù)是一種很具潛力的處理廢舊輪胎的方法。廢舊輪胎熱解技術(shù)是將廢舊輪胎在缺氧或惰性氣體中進行熱分解，可產(chǎn)生熱解氣、熱解油和炭殘渣等。這些產(chǎn)品經(jīng)進一步加工處理可轉(zhuǎn)化成具有各種用途的高價值產(chǎn)品。與傳統(tǒng)處理方法相比，熱解法不僅可以回收高附加值的產(chǎn)物，而且可以回收近70%的能源，具有較高的經(jīng)濟和環(huán)境效益。廢舊輪胎熱解處理工藝主要包括催化熱解、真空熱解、加氫熱解和自熱熱解等，各種工藝對原料預(yù)處理和粒徑都有嚴(yán)格要求，得到的產(chǎn)物也各不相同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種熱解反應(yīng)系統(tǒng)，熱解反應(yīng)器中具有攪拌組件，攪拌組件的攪拌桿在來回轉(zhuǎn)動的過程中，使得堆積物料得以松動，增大了堆積物料間的空隙率，降低了熱解油氣透過物料層的壓降，使得產(chǎn)生的熱解油氣能快速穿過物料層排出。并且，該熱解反應(yīng)器利用蓄熱式輻射管作為加熱源，沒有熱載體，操作簡單，該熱解反應(yīng)系統(tǒng)尤其適于廢舊輪胎產(chǎn)物的熱解處理，實現(xiàn)廢舊輪胎利用價值的最大化。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種熱解反應(yīng)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)包括:熱解反應(yīng)器，所述熱解反應(yīng)器包括:物料入口、油氣出口和半焦出口，其中，所述半焦出口位于所述熱解反應(yīng)器底部；蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管在所述熱解反應(yīng)器內(nèi)部沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管;攪拌組件，所述攪拌組件包括:可旋轉(zhuǎn)的攪拌軸，所述攪拌軸由所述半焦出口伸入到所述熱解反應(yīng)器的內(nèi)部；多個攪拌桿，所述攪拌桿沿所述攪拌軸的長度分別連接在所述攪拌軸上，所述攪拌桿位于所述蓄熱式輻射管的層間；油氣導(dǎo)出管道，所述油氣導(dǎo)出管道的管壁上設(shè)置有通孔;集氣管，所述集氣管包括集氣總管以及與所述集氣總管相連通的集氣支管，其中，所述集氣總管豎直地設(shè)置在所述反應(yīng)器外部，所述集氣支管延伸穿過所述反應(yīng)器的側(cè)壁伸入到所述反應(yīng)器內(nèi)且與所述油氣導(dǎo)出管道相連通；以及噴淋塔，所述噴淋塔的側(cè)壁上設(shè)置有油氣入口、另一側(cè)壁上設(shè)置有冷卻介質(zhì)入口、所述噴淋塔的底部設(shè)置有冷卻介質(zhì)出口和熱解油出口，所述油氣入口與所述油氣出口相連通，所述噴淋塔的內(nèi)部設(shè)置有冷卻介質(zhì)循環(huán)管道，所述冷卻介質(zhì)循環(huán)管道所述冷卻介質(zhì)入口、所述冷卻介質(zhì)出口形成循環(huán)回路。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實施例的熱解反應(yīng)系統(tǒng)，熱解反應(yīng)器中具有攪拌組件，攪拌組件的攪拌桿在來回轉(zhuǎn)動的過程中，使得堆積物料得以松動，增大了堆積物料間的空隙率，降低了熱解油氣透過物料層的壓降，使得產(chǎn)生的熱解油氣能快速穿過物料層排出。并且，該熱解反應(yīng)器利用蓄熱式輻射管作為加熱源，沒有熱載體，操作簡單。該熱解反應(yīng)系統(tǒng)的熱解效率高，效果好，環(huán)境污染小，尤其適于廢舊輪胎產(chǎn)物的熱解處理，實現(xiàn)廢舊輪胎利用價值的最大化。
[0007]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的熱解反應(yīng)系統(tǒng)，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述噴淋塔還具有燃?xì)獬隹?，所述系統(tǒng)進一步包括:集氣罐，所述集氣罐的頂壁上設(shè)置有氣體入口，所述集氣罐的側(cè)壁上設(shè)置有氣體出口，所述氣體入口與所述噴淋塔的燃?xì)獬隹谙噙B，所述氣體出口與所述蓄熱式輻射管的可燃?xì)馊肟谙噙B。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括:旋風(fēng)分離器，所述旋風(fēng)分離器具有油氣混合物入口、凈化后的油氣出口和顆粒物出口，所述油氣混合物入口和所述油氣出口相連，所述凈化后的油氣出口與所述噴淋塔的所述油氣入口相連。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述旋風(fēng)分離器包括一級旋風(fēng)分離器和二級旋風(fēng)分離器。[0011 ]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括:冷渣機，所述冷渣機具有混合物入口和冷卻后的混合物出口，所述混合物入口與所述顆粒物出口相連；以及半焦收集裝置，所述半焦收集裝置與所述冷卻后的混合物出口相連。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述噴淋塔的底部設(shè)置有液體出口，所述熱解反應(yīng)系統(tǒng)進一步包括儲油罐，所述液體出口連通至所述儲油罐。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述熱解反應(yīng)器的外壁上設(shè)置有保溫層。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述保溫層由保溫棉構(gòu)成的。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述蓄熱式輻射管的兩側(cè)管壁上分別設(shè)置有擋板，所述擋板位于所述油氣導(dǎo)出管道的上方，且覆蓋所述油氣導(dǎo)出管道的全部豎向投影。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述擋板從所述蓄熱式輻射管的管壁的豎直切面的相切線為起點，呈一定角度向下延伸至所述油氣導(dǎo)出管道的豎直切面，所述角度為40-90度，且不含90度。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述攪拌桿垂直于所述攪拌軸，并且沿所述攪拌軸的長度間隔分布。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述攪拌桿在所述攪拌軸的同一橫截面上的相鄰?fù)队俺室欢ń嵌取?br>[0019]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述攪拌桿介于所述蓄熱式輻射管的層間。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述角度為O?90度，不含端值。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述角度為30?90度，不含90度。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述集氣支管為多個，并且沿所述集氣總管的長度方向彼此平行布置。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述集氣支管垂直于所述集氣總管。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述油氣導(dǎo)出管道沿所述反應(yīng)器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的油氣導(dǎo)出管道。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述油氣導(dǎo)出管道與所述蓄熱式輻射管平行布置，且所述蓄熱式輻射管各自的左右兩側(cè)對稱設(shè)置有兩根油氣導(dǎo)出管道。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述油氣導(dǎo)出管道與鄰近的所述蓄熱式輻射管的管壁之間距離為所述油氣導(dǎo)出管道管徑d的1/2-3倍。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述油氣導(dǎo)出管道的管壁上設(shè)置有多個通孔，優(yōu)選地，所述通孔在所述油氣導(dǎo)出管道的長度方向上均勻分布。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實施例，同一層所述油氣導(dǎo)出管道連通至同一根所述集氣支管。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種利用前述的熱解反應(yīng)系統(tǒng)對橡膠進行熱解的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括:在熱解反應(yīng)器中，在攪拌組件對預(yù)處理后的橡膠的攪拌處理下，進行熱解處理，以便得到熱解油氣和半焦；以及利用噴淋塔對所述熱解油氣進行噴淋處理，以便得到熱解油和燃?xì)狻?br>[0030]根據(jù)本發(fā)明實施例的對橡膠進行熱解的方法，利用前述的熱解反應(yīng)器進行熱解，該熱解反應(yīng)器中具有攪拌組件，攪拌組件的攪拌桿在來回轉(zhuǎn)動的過程中，使得堆積物料得以松動，增大了堆積物料間的空隙率，降低了熱解油氣透過物料層的壓降，使得產(chǎn)生的熱解油氣能快速穿過物料層排出。并且，該熱解反應(yīng)器利用蓄熱式輻射管作為加熱源，沒有熱載體，操作簡單。由此，該對橡膠進行熱解的方法的熱解效率高，效果好，環(huán)境污染小，尤其適于廢舊輪胎產(chǎn)物的熱解處理，實現(xiàn)廢舊輪胎利用價值的最大化。
[0031 ]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法進一步包括:將所述橡膠切割成條狀或塊狀，以便得到所述預(yù)處理后的橡膠。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法進一步包括:將橡膠存放在料斗中，經(jīng)螺旋進料器輸送至所述熱解反應(yīng)器。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法進一步包括:利用旋風(fēng)分離器對所述熱解油氣進行凈化處理，以便得到凈化后的油氣和顆粒物。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法進一步包括:將所述顆粒物輸送至冷渣機進行冷卻處理，以便得到冷卻后的混合物；以及將所述冷卻后的混合物輸送至所述半焦收集裝置進行儲存。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述熱解