[发明专利]废旧轮胎制备热解油及炭黑工艺系统

权利要求书

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，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，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、压缩碰撞，热解碳颗粒在高速气流引导下相互碰撞、摩擦、剪切破碎为超细颗粒，一级主动叶轮、一级差动叶轮叶根气流冲角相差1～2º，除了增加气流转折强度外，保持动平衡、降低主动轴振动与提高轴承箱使用寿命也是考虑因素，一级主动叶轮、一级差动叶轮设计有通流孔供混合气流通流，二级静叶栅、二级主动叶轮、二级差动叶轮工作原理同上，出口围壳内设计有涡轮风扇，将混合气流排向循环流化床返料器；循环流化床返料器包括循环流化床体、振动式袋滤器、立管、U型返料弯管、风帽、流化风室，循环流化床体对输入混合气流起扩压匀速的作用，混合气流经循环流化床体进入振动式袋滤器后，合格的超细热解碳颗粒随混合气流滤过后捕集归仓，不合格的粗热解碳颗粒落入立管内堆积一定高度形成料柱，立管内粗热解碳颗粒料柱形成的静压力驱动其通过U型返料弯管输往混气锥，料柱堆积越高移动的速度越快，使得立管内粗热解碳颗粒收纳排出量两者实现平衡，料柱保持一定高度并形成料封，从出口围壳侧支路引出的流化风经流化风室、风帽对粗热解碳颗粒实施分散流化，并持续将粗热解碳颗粒经U型返料弯管输送到混气锥；造粒流化床包括集气室、旋风分离器组、流化床体、Y型返料器、蜗壳入口、出料弯管、干燥室、脉冲布袋收尘器、壁流器，流化惰性尾气携带热解炭黑颗粒从蜗壳入口高速进入流化床体，出口速度20～25m/s，受离心力的作用，热解炭黑颗粒被甩往流化床体壁，并随流化惰性尾气风带螺旋上升；壁流器包括环形流道、喷孔、输水环管，麦芽糖糊精水溶液经输水环管后进入流道变窄的环形流道，流速急剧增加，为防止高速水流冲刷损坏流道，流道设计为环形，高速水流经喷孔自上而下紧贴流化床体壁喷出，湿润并冲刷流化床体壁，及时清理粘附沉积层，热解炭黑颗粒沿流化床体壁螺旋上升的过程中被麦芽糖糊精水溶液湿润集聚成团，并在离心力的作用下沿流化床体壁滚圆，从流化惰性尾气流横截断面来观察，流化惰性尾气流形成圆周外围流速快、中心流速慢，外围较中心压力大的特征，驱使不断长大和滚圆的热解炭黑颗粒在摩擦碰撞中失去动能向中心聚集，流化惰性尾气与热解炭黑颗粒分离排向旋风分离器组，在这里流化惰性尾气与热解炭黑细粉再次分离，流化惰性尾气经集气室排放，细粉经Y型返料器返回流化床体继续造粒；热解炭黑颗粒滚圆直径长大到沉降速度超过流化惰性尾气流通流速度后，在重力的作用下经出料弯管落入干燥室，干燥惰性尾气从干燥室底部侧支管进入对热解炭黑颗粒加热烘干，由于出料弯管中的热解炭黑成品颗粒形成料封，干燥惰性尾气不会经出料弯管窜出影响流化床体气流运动环境，完成干燥工艺过程排放的干燥惰性尾气与集气室排放的流化惰性尾气一同混合共同排往脉冲布袋收尘器，为防止冷凝水与炭黑堵塞布袋，利用干燥惰性尾气余热加热流化惰性尾气，保持脉冲布袋收尘器工作温度在110℃以上，脉冲布袋收尘器收集的炭黑细粉回收利用。