一种低温连续热解处理废轮胎固定床反应器及方法技术

本发明专利技术涉及低温连续热解处理废轮胎固定床反应器及方法。本发明专利技术反应器具有进料口、反应室、出料口、磁选机、钢丝输送机、固体炭收集仓、固体钢丝收集仓，进料口在出料口之上，反应室包括进料螺旋、出料螺旋、料板，料板包括进料端和出料端，进料螺旋在进料口之下、进料端上部，出料螺旋在出料端上部，出料端在出料口之上，进料螺旋包括中心螺杆和左、右螺旋叶片，左、右螺旋叶片被中心螺杆横穿，且垂直于中心螺杆的中心线成轴对称，两者之间距离为进料口口径的1/3～1/2；磁选机的固体残渣入口连接出料口，固体炭出口连接固体炭收集仓，固体钢丝出口通过钢丝输送机连接固体钢丝收集仓。本发明专利技术可实现废轮胎的连续处理，操作简便，经济效益高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废轮胎处理领域，尤其涉及一种低温连续热解处理废轮胎的固定床反应器，以及利用所述反应器处理废轮胎的方法。
技术介绍
废轮胎长期露天存放，占用大量土地，而且产生有毒有害气体，难以生物降解，严重污染环境。目前，废轮胎利用途径主要包括翻新、再生胶、胶粉、热能利用和热解等，其中热解法以其较高的资源回收率和较低的二次污染而引起广泛关注。热解技术是将有机物在无氧或缺氧的状态下加热至500～1000℃，使固体废弃物中的有机物转化为以燃气、燃料油和热解炭为主的贮存性能源。缺氧条件下的还原气氛，可减轻硫、氮、重金属等有害成分对环境的二次污染，工艺上无需昂贵的洗气装置。废轮胎热解可完全裂解为炭黑、热解油和煤气等产品。炭黑可以重新作为生产轮胎的炭黑源，或作为打印墨的原料，或将其活化转化成活性炭用于废气处理或城市污水处理，或用作输送带、靴子等胶品补强剂，用途十分广泛。轮胎热解油可以作为常规的液体燃料油使用，或与重柴油混合使用，以提高其雾化效果。另外，轮胎热解油的热值与重柴油相当，经过简单处理后可以作为重柴油使用。煤气由于具有高热值，可用作燃料，并且其富含H2和CH4等化工原料，可作为化工原料气。现有技术CN103589445A公开了一种废轮胎粉无害化连续热解装置。该装置的特点在于粉料螺旋输送机倾向上，底部设置有进料口，顶部设置有出料口；预热室连通有燃烧室，预热室内横向设置有若干上下并排且首尾连通的预热螺旋输送机，顶部的预热螺旋输送机与粉料螺旋输送机的出料口连通，满足进料要求。本专利技术环保，生产效率高，可实现生产连续性，节约能源。但是处理量受螺旋输送机的限制，难以实现大型化，热解过程温控困难，产物含尘量高，且需将废轮胎碾磨为粉分离出钢丝，防止其与螺旋输送机缠绕，导致程序复杂，投资高。现有技术CN102559222A公开了一种低温干馏炉热解物料的方法。该热解方法采用卧式干馏炉，每一次热解开始前，先需要停止向反应器供热，待反应器降温冷却后卸下反应器炉门或是炉盖，取出前一批热解残留的固体产物，需要人工向反应器内加入下一批次热解的物料。因此该方法无法实现物料热态条件下连续进出料，无自动布料和出料功能，未实现高温热解不凝气自用来提供热量。进出料过程需对反应器升温和降温，降低了装置的处理能力和效率，增加了故障率。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本专利技术旨在提出一种废轮胎处理反应器和处理方法，该反应器运行稳定，易操作，既能对物料进行批量的热解处理，又可以在热态条件下连续进出料，可充分回收利用热解产物中的固体炭、钢丝、油气，经济效益高。本专利技术提出了一种低温连续热解处理废轮胎固定床反应器，所述反应器具有进料口、反应室、出料口、磁选机、钢丝输送机、固体炭收集仓、固体钢丝收集仓，所述进料口的水平位置比所述出料口的水平位置高；所述反应室中具有进料螺旋、出料螺旋、料板，所述料板包括进料端和出料端，所述进料螺旋设置在所述进料口之下，位于所述进料端上部；所述出料螺旋设置在所述出料端上部，所述出料端位于所述出料口之上；所述进料螺旋包括中心螺杆、左螺旋叶片、右螺旋叶片；所述中心螺杆横穿所述左螺旋叶片和右螺旋叶片，所述左螺旋叶片和右螺旋叶片垂直于所述中心螺杆的中心线成轴对称，两者之间的距离为所述进料口口径的1/3～1/2；所述磁选机具有固体残渣入口、固体炭出口、固体钢丝出口，所述固体残渣入口连接所述出料口，所述固体炭出口连接所述固体炭收集仓，所述固体钢丝出口通过所述钢丝输送机连接所述固体钢丝收集仓。进一步的，所述左螺旋叶片和右螺旋叶片的下边缘与所述料板的垂直距离为50～150㎜，优选为100㎜；所述左螺旋叶片间隙和右螺旋叶片间隙等距设置或变距设置。进一步的，所述磁选机包括前端的碾磨装置和后端的磁选装置。进一步的，所述料板的进料端和出料端设置有传动轴承，用于带动所述料板连续转动；所述传动轴承具有两个或多个。进一步的，所述反应器还包括壳体，所述壳体包括反应器壁、支撑平台、支架；所述反应器壁包括炉顶、侧壁、炉底，用于密封所述反应室；所述支撑平台设置在所述料板之下；所述支架固定在所述支撑平台上，用于连接所述传动轴承。进一步的，所述反应室中包括辐射管；所述辐射管为蓄热式辐射管，设置在所述料板上部与所述料板平行；所述辐射管与所述料板之间的垂直距离为100～450mm，优选为300㎜。进一步的，所述反应室中包括油气出口；所述油气出口设置在所述反应器的侧壁或炉顶；所述侧壁上的油气出口位于所述辐射管之下；所述炉顶上的油气出口与所述料板的垂直距离为350～2000mm，优选为1000㎜。本专利技术还提出了一种用上述反应器处理废轮胎的方法，所述方法包括以下步骤：步骤A，将块状废轮胎经由所述进料口运送至所述进料螺旋的中间段；步骤B，所述块状废轮胎沿所述连续转动的料板两侧均匀分布，同时开启出料螺旋运出反应后固体残渣；步骤C，所述固体残渣通过所述出料口经由所述固体残渣入口运送至所述磁选机中，得到炭黑和钢丝，所述炭黑经由所述固体炭出口运送至所述固体炭收集仓；所述钢丝经由所述固体钢丝出口通过所述钢丝输送机运送至所述固体钢丝收集仓。进一步的，所述钢丝输送机的工作方式设定为水洗除去所述钢丝表层的炭黑。上述废轮胎的处理方法中，所述块状废轮胎的粒径为＜120㎜，分布在所述料板上的高度为150～300㎜；所述反应室中温度为350～1200℃，压力为-1～3kPa。本专利技术通过采用独特的进料螺旋构造，可实现块状废轮胎在料板上的均匀分布。料板上方均匀布置有多根辐射管，废轮胎在热解过程中相对于料板和辐射管静止，可保证其均匀受热。在热解处理过程中，通过料板、进料螺旋、出料螺旋、磁选机的联合操作，可在不停炉的条件下，实现反应器的连续进料和出料，以及热解产物的分类回收。并且，热解产物含尘量低，可作为化工原料或燃料，提高了废轮胎回收过程的能量效率和经济效益，因此具有较大的发展优势和应用前景。附图说明图1是低温连续热解处理废轮胎固定床反应器的左视图。图2是低温连续热解处理废轮胎固定床反应器的俯视图。图3是低温连续热解处理废轮胎固定床反应器的主视图。附图中的附图标记如下：1-壳体；2、2a、2b、2c-辐射管；3-中心螺杆；3a-出料螺旋；3b-进料螺旋；4-料板；5-进料仓；5a-进料口6-插板阀；7-支架；8-反应室；9-传动轴承；10-基底；11-支撑平台；12-油气出口；13-磁选机；13a-出料口；14-钢丝输送机；15-储料仓；15a-固体炭收集仓；15b-固体钢丝收集仓。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。本专利技术实施例中的低温连续热解处理废轮胎固定床反应器包括四个部分：进料系统、反应系统、出料系统、壳体。以下结合图1、图2、图3分别显示的固定床反应器的左视图、俯视图、主视图，对该四个部分之间的结构及其关系进行说明。①壳体：由图1所示，固定床反应器的壳体1包括反应器壁、支架7、基底10、支撑平台11。反应器壁包括炉顶、侧壁、炉底，用于密封整个反应室8，使得反应室8内的反应气氛与外界气氛充分隔开。在侧壁和炉顶上可设置多个油气出口12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温连续热解处理废轮胎固定床反应器，所述反应器具有进料口、反应室、出料口、磁选机、钢丝输送机、固体炭收集仓、固体钢丝收集仓，所述进料口的水平位置比所述出料口的水平位置高；所述反应室中具有进料螺旋、出料螺旋、料板，所述料板包括进料端和出料端，所述进料螺旋设置在所述进料口之下，位于所述进料端上部；所述出料螺旋设置在所述出料端上部，所述出料端位于所述出料口之上；所述进料螺旋包括中心螺杆、左螺旋叶片、右螺旋叶片；所述中心螺杆横穿所述左螺旋叶片和右螺旋叶片，所述左螺旋叶片和右螺旋叶片垂直于所述中心螺杆的中心线成轴对称，两者之间的距离为所述进料口口径的1/3～1/2；所述磁选机具有固体残渣入口、固体炭出口、固体钢丝出口，所述固体残渣入口连接所述出料口，所述固体炭出口连接所述固体炭收集仓，所述固体钢丝出口通过所述钢丝输送机连接所述固体钢丝收集仓。

【技术特征摘要】
1.一种低温连续热解处理废轮胎固定床反应器，所述反应器具有进料口、反应室、出料口、磁选机、钢丝输送机、固体炭收集仓、固体钢丝收集仓，所述进料口的水平位置比所述出料口的水平位置高；所述反应室中具有进料螺旋、出料螺旋、料板，所述料板包括进料端和出料端，所述进料螺旋设置在所述进料口之下，位于所述进料端上部；所述出料螺旋设置在所述出料端上部，所述出料端位于所述出料口之上；所述进料螺旋包括中心螺杆、左螺旋叶片、右螺旋叶片；所述中心螺杆横穿所述左螺旋叶片和右螺旋叶片，所述左螺旋叶片和右螺旋叶片垂直于所述中心螺杆的中心线成轴对称，两者之间的距离为所述进料口口径的1/3～1/2；所述磁选机具有固体残渣入口、固体炭出口、固体钢丝出口，所述固体残渣入口连接所述出料口，所述固体炭出口连接所述固体炭收集仓，所述固体钢丝出口通过所述钢丝输送机连接所述固体钢丝收集仓。2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述左螺旋叶片和右螺旋叶片的下边缘与所述料板的垂直距离为50～150㎜，优选为100㎜；所述左螺旋叶片间隙和右螺旋叶片间隙等距设置或变距设置。3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述磁选机包括前端的碾磨装置和后端的磁选装置。4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述料板的进料端和出料端设置有传动轴承，用于带动所述料板连续转动；所述传动轴承具有两个或多个。5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述反应室中包括辐射管；所述辐射管为蓄热式辐射管，设置在所述料板上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小飞，巴玉鑫，肖磊，王惠惠，宋敏洁，房凯，牛明杰，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11