[发明专利]用于有机原料的热解的设备和方法

说明书

本发明涉及一种系统，该系统用于废旧材料的热解、尤其用于粉碎的废旧轮胎材料的解聚，并且用于生产可以进一步加工成回收炭黑的原料。该系统包括至少一个转筒反应器、急冷单元和燃烧器单元。转筒反应器具有在运行中围绕纵向轴线旋转的反应器滚筒，其内室具有至少一个加热区、反应区和脱气区。燃烧器单元设计用于将热解气体燃烧成加热气体并且用于产生通过加热套空间的加热气体流，为此，燃烧器单元通过加热气体管线与加热套壳体连接。急冷单元与转筒反应器的气体出口连接并且设计用于冷却在运行中在反应器内室中生成的热解气体。根据本发明，在加热套壳体的长度上分布有多个加热气体出口闸板，所述多个加热气体出口闸板使得能够这样影响加热气体通过加热套空间的流动，使得可以为反应器内室中的加热区、反应区和脱气区分别供应不同的热量额。利用该系统，可以在连续热解运行中实现持久稳定(静态)的工艺条件，该工艺条件使得能够从例如粉碎的废旧轮胎材料中生产热解固体，该热解固体的初始品质满足在后端系统中用于生产成珠形式的回收碳黑的进一步处理的所有先决条件。

技术领域

本发明涉及用于有机原料的热解的设备和方法。

背景技术

热解一般是指有机化合物的热裂解。在此，在排除氧气并且在例如300℃至900℃的高温的情况下，原始材料的较大分子内被迫断键。借助对固体原始材料的热解，通常获得气体、液体和固体，其中，气体和液体从在热解时生成的热解蒸气中分离出来。数量比例和组成成分在此取决于原始材料、热解温度、压力比率和反应时间。在聚合物的热解中，通常生成相应的单体作为热解蒸气的一部分。

用于有机原料的热解的设备和方法原则上是已知的。

例如由出版物EP 0592057 B1中已知一种用于废旧轮胎的热解的方法，在该方法中，在金属浴中在减压并排除空气和水的情况下在热解中分解废旧轮胎。在热解中生成的热解蒸气在冷却后分为气相或液相。该方法进一步规定，一部分气相随后再次引导返回到金属浴上方的反应器内室中，此外，氮气也被连续地引入到金属浴上方的反应器内室中。在从该出版物已知的方法中，尤其通过控制反应室中的气流速度来控制热解反应。

由DE 102014015281 A1已知一种在转筒反应器中以连续过程执行热解的方法。

通过废旧轮胎的热解可以获得的重要产物是炭黑、尤其是具有大的比表面积的称为“Carbon Black”的高价值炭黑。

为了生产适合进一步加工成回收炭黑(recovered Carbon Black)的材料，必须以这种方式执行用于废旧橡胶的解聚或热解的连续引导的过程，即

1.反应温度和反应热量额达到橡胶成分的解聚，同时仍避免烃进一步更深地裂解为碳，

2.在反应阶段(反应区)结束后，反应器中的条件确保几乎完全从剩余的固体流中去除烃残留物，并且

3.热的气态裂解产物在生成的位置被迅速引出反应器内室并迅速冷却，以便避免裂解产物的重组(再聚合)，并且因此避免难以沸腾的成分的形成及其在固体上的沉积。

适合进一步加工成回收炭黑的来自热解过程的材料的特征尤其在于，材料中可以通过甲苯提取的比例，例如油含量，小于1％、优选地小于0.5％。此外，碳颗粒的形态对于在橡胶和塑料应用中用作填料的预期用途具有决定性作用。在热解中附加地形成的碳不具有传统炭黑的形态特性并且降低最终产物的品质。称为油碳或“焦炭(Char)”的比例不应超过总碳的2％。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是，创造一种改进的用于有机原料的连续热解的设备。

根据本发明，为此提出一种系统，该系统用于废旧材料的热解、尤其用于粉碎的废旧轮胎材料的解聚，并且用于生产可以进一步加工成回收炭黑的原料。该系统包括至少一个转筒反应器、急冷单元和燃烧器单元。