[发明专利]用于热分解轮胎和其他废物的装置和方法

说明书

一种用于热分解轮胎和其他材料的装置和方法。该装置是具有不同区域的反应室，轮胎在所述不同区域中燃烧以提供用于热解聚反应的能量，发生解聚，并且产物离开反应室。在一个实施例中，该处理使水与存在于钢带轮胎中的铁反应以产生氢气，这帮助破坏硫化材料中的硫‑硫键。水还帮助控制反应的温度，这允许控制各种解聚产物的类型和相对量。

技术领域

本发明涉及用于热分解(thermally de-manufacturing)消费后和/或工业化后的橡胶和/或塑料产物(诸如轮胎)的装置和方法。

背景技术

人们对回收废物有很大的兴趣，而不是将它们储存在垃圾填埋场中。对于用过的轮胎、消费后的废物以及由轮胎制造产生的废物(工业化后的废物)来说尤其如此。这些材料的燃烧会产生有害气体，因为它们包括硫交联(称为硫化的处理)，其在燃烧时形成硫化氢。

存在对使用过的轮胎中的橡胶进行解聚的很多方法，包括EP 0694600和美国专利No.7,628,892中所公开的那些方法。EP 0694600公开了一种方法和设备，其中,使用过的轮胎在相对低的压力下\并且在100℃和135℃之间的温度下解聚，以形成随后被燃烧的气体和液体产物。通过将水和空气引入装置中来维持温度。

美国专利No.7,628,892公开了一种设备，其包括解聚装置，其具有基本上圆柱形的主体，具有上基部和下基部。轮胎的热解聚发生在装置内部，并且产物混合物离开装置，并且随后进入相分离器，以将液体产物与气态产物分离开。相分离器连接到抽吸单元，这使得解聚装置能够在比大气压低达10mBar的压力下操作。该方法据称产生碳质燃料产物和燃烧的气态产物。

该‘892专利还公开了向轮胎添加氧化钙，使得当轮胎中的橡胶在存在蒸汽的情况下解聚时，氧化钙被转化为氢氧化钙，然后该氢氧化钙与硫反应，并形成盐,该盐随后与通过解聚处理回收的钢和碳混合。

提供用于热分解轮胎和其他废物流的改进的设备和方法将是有利的，其在一些实施例中不需要添加的钙盐以与橡胶硫化处理中使用的硫反应，并且如果期望的话，其允许脱硫在反应室(retort chamber)之外进行。

发明内容

在一个实施例中，本发明涉及一种用于热分解废旧轮胎、来自轮胎制造的废物以及其他消费后和工业化后的废物的装置。

术语“热分解”是指聚合物材料的热解聚，并且还指的是非聚合物组分的分解。举例来说，在轮胎被热分解的情况下，可以隔离由于解聚处理而产生的有机材料，并且还可以隔离无机材料(诸如来自钢带的钢)，以及硫化处理中使用的硫，其中硫可以以含硫化合物的形式隔离。在填充的聚合物制品中使用无机填料的情况下，填料可以与热解聚的制品单独地隔离。

分解装置包括反应室(在本文中也称为反应罐)，其优选地偏离水平面(例如，在竖直方向上)取向。反应室可以是任何期望的形状(例如圆柱形或圆锥形)，其直径在约1.5英尺和约24英尺之间，更特别地在约4英尺和约8英尺之间。反应室的高度通常在约5英尺和30英尺之间。反应室的侧壁可以是绝缘的，以帮助维持操作温度。

此外，如下面更详细地讨论的，反应室的底部处或附近的材料的燃烧或部分燃烧可以有利地提供用于在反应室中更高的位置处进行热解聚的热能。当反应罐基本上竖直时，其允许材料随着燃烧或部分燃烧的发生而向下流动。

反应室的内部包括四个不同的温度区域，这些温度区域的位置可以根据多种因素(诸如反应室内的氧气和水含量、反应温度和压力、以及被分解的材料的类型)而变化。