專利名稱：廢輪胎制汽柴油和碳黑的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用廢輪胎制汽柴油和碳黑的方法及其裝置。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，每年都產(chǎn)生大量的廢棄橡膠，而其中絕大部分是廢輪胎。據(jù)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)92年資料介紹，歐共體每年產(chǎn)生200萬(wàn)噸廢輪胎，美國(guó)約為200萬(wàn)噸，日本為70萬(wàn)噸，前蘇聯(lián)為150萬(wàn)噸，加拿大為22萬(wàn)噸，美國(guó)為40萬(wàn)噸，我國(guó)每年約為40萬(wàn)噸。絕大多數(shù)廢輪胎堆集在露天的場(chǎng)所，難以降解，極易引起火災(zāi)并產(chǎn)生大量的污染物。而廢輪胎中含有大量有用的工業(yè)品如碳黑、油品、可燃?xì)怏w等。而且本身就是一種高熱值的燃料，其發(fā)熱量一般為40MJ/kg，典型的廢輪胎的元素組成為炭85％、氫8％、硫1.2％、灰分5％，全世界每年廢棄的輪胎為900萬(wàn)噸，這樣就相當(dāng)于每年損失原油900萬(wàn)噸，在目前能源日趨緊張的形勢(shì)下，利用廢輪胎具有極其重要的意義。但是現(xiàn)有技術(shù)中，大多是間歇釜式操作，操作壓力及溫度較高，再者，加熱釜的循環(huán)加熱及冷卻損失了大量的熱量，因此造成能耗高，操作費(fèi)用高。
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種連續(xù)生產(chǎn)操作、壓力低、裂解溫度低、能耗低的廢輪胎制汽柴油和碳黑的方法及其裝置。
本發(fā)明的廢輪胎制汽柴油和碳黑的方法按如下步驟進(jìn)行(1)將廢輪胎粉碎成2-10cm碎片，然后清洗、烘干；(2)將烘干后的物料送入熱裂解反應(yīng)器內(nèi)，通載氣；(3)熱裂解反應(yīng)器進(jìn)行加熱，升溫至370-500℃，物料停留時(shí)間為5-20分鐘，得到液化氣，汽柴油混合油和粗碳黑；(4)液化氣返回?zé)崃呀夥磻?yīng)器作為熱源，粗碳黑經(jīng)磁選除鐵，篩選得到成品碳黑，汽柴油混合油經(jīng)吸附劑吸附除去雜質(zhì)和水分，進(jìn)入蒸餾塔；(5)進(jìn)入蒸餾塔的混合油經(jīng)分餾得到汽油、輕柴油、重柴油。
如上所述的載氣是氮?dú)?、水蒸汽、燃燒廢氣。
在熱裂解反應(yīng)器加熱前部可通入一定數(shù)量的載氣，以排除物料中夾帶的空氣，并保證熱裂解氣在一定的時(shí)間內(nèi)離開加熱區(qū)以避免第二次熱裂解。
如上所述的吸附劑是活性炭，活性碳纖維等。
如上所述的分餾可采用石油煉制中的現(xiàn)有技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
為了達(dá)到上述方法的目的，必須設(shè)計(jì)專用熱裂解反應(yīng)器。
本發(fā)明為上述方法所設(shè)計(jì)的熱裂解反應(yīng)器是由筒體、進(jìn)料器、加熱氣入口、排灰口、油品汽出口、碳黑出口、尾氣出口和螺桿組成，其特征在于所述的螺桿是前端為變緊螺矩，中部為加深加寬的螺矩，末端無(wú)螺紋，在螺桿末端處的筒體內(nèi)裝有碳黑檔板。
熱裂解反應(yīng)器中的螺桿前端為變緊螺矩，以起到密封防氣體倒流的作用，中部螺矩加深加寬以便裂解氣體有一個(gè)膨脹的空間，且在筒體內(nèi)載氣的作用下將裂解氣體產(chǎn)物迅速帶出反應(yīng)器，以防油品氣體第二次裂解，螺桿末端無(wú)螺紋，使碳黑迅速分開。
本發(fā)明的方法和裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)過程的連續(xù)化。
(2)操作壓力為常壓，反應(yīng)溫度低，操作時(shí)間短，耗能少。
(3)引入了載氣氣體，使裂解產(chǎn)物混合油氣收率提高，碳黑質(zhì)量提高。
(4)混合油品中的含硫量降低。
下面通過附圖及實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的方法及熱裂解反應(yīng)器。


圖1是本發(fā)明的熱裂解反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A視圖。
如圖所示，1是一端與齒輪箱2連接，另一端密封的筒體，3是一端與齒輪箱2中的齒輪連接且位于筒體1內(nèi)的螺桿，該螺桿前產(chǎn)為變緊螺矩，中部為加深加寬螺矩，末端無(wú)螺紋，4是在有齒輪箱2一端的筒體1上的進(jìn)料口，5是位于螺桿前部與中部之間的筒體上的進(jìn)氣口，6是位于螺桿3中部帶有加熱進(jìn)氣口7，尾氣出口8和排灰口9、10、11的加熱套，12是位于螺桿3末端筒體1上的油品汽出口，13是位于螺桿3末端筒體1上的碳黑出口，17是處于螺桿3末端，筒體1內(nèi)的碳黑檔板。
在使用上述熱裂解反應(yīng)器時(shí)，先從加熱氣進(jìn)口7通入加熱氣，把螺桿中部加熱到400-500℃，把經(jīng)過粉碎的廢輪胎放入加料口4，開動(dòng)電機(jī)，使齒輪筒2中的齒輪帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并使物料在螺桿中部滯留5-20分鐘，從進(jìn)氣口5通入氮?dú)?，氮?dú)鈳?dòng)裂解氣，從而油品氣出口8排出進(jìn)入氣體分離器，碳黑經(jīng)碳黑檔板的作用從碳黑出口13排出。
實(shí)施例1將廢輪胎粉碎成2-3cm碎片，然后清洗，烘干待用。熱裂解反應(yīng)器升溫至450℃時(shí)，將待用的廢輪胎加入加料口，并通入氮?dú)庾鬏d氣，廢輪胎在熱裂解反應(yīng)器中滯留10分鐘，裂解得到液化氣、汽柴油混合氣和粗碳黑，液化氣和汽柴油混合氣經(jīng)過氣液分離器，液化氣返回?zé)崃呀夥磻?yīng)器作為熱源，汽柴油混合油經(jīng)活性炭吸附劑除去雜質(zhì)和水分，進(jìn)入蒸餾塔，經(jīng)分餾得到汽油、輕柴油和重柴油。粗碳黑經(jīng)過磁選除鐵，篩選得到成品碳黑。
上述反應(yīng)生成產(chǎn)物收率(wt％)如下汽油18％ 碳黑33％輕柴油 23％ 液化氣 7.5％ 重柴油 18.5％實(shí)施例2將廢輪胎粉碎成2-3cm碎片，然后清洗，烘干待用。熱裂解反應(yīng)器升溫至400℃時(shí)，將待用的廢輪胎加入加料口，并通入水蒸汽作載氣，廢輪胎在熱裂解反應(yīng)器中滯留20分鐘，裂解得到液化氣、汽柴油混合氣和粗碳黑，液化氣和汽柴油混合氣經(jīng)過氣液分離器，液化氣返回?zé)崃呀夥磻?yīng)器作為熱源，汽柴油混合油經(jīng)活性炭吸附劑除去雜質(zhì)和水分，進(jìn)入蒸餾塔，經(jīng)分餾得到汽油、輕柴油和重柴油。其余同實(shí)施例1。
反應(yīng)生成產(chǎn)物收率(wt％)如下汽油15％ 碳黑38％輕柴油 22％ 液化氣 7.0％重柴油 18.0％實(shí)施例3將廢輪胎粉碎成2-3cm碎片，然后清洗，烘干待用。熱裂解反應(yīng)器升溫至500℃時(shí)，將待用的廢輪胎加入加料口，并通入N2作載氣，廢輪胎在熱裂解反應(yīng)器中滯留7分鐘，裂解得到液化氣、汽柴油混合氣和粗碳黑，液化氣和汽柴油混合氣經(jīng)過氣液分離器，液化氣返回?zé)崃呀夥磻?yīng)器作為熱源，汽柴油混合油經(jīng)活性炭吸附劑除去雜質(zhì)和水分，進(jìn)入蒸餾塔，經(jīng)分餾得到汽油、輕柴油和重柴油。其余同實(shí)施例1。
反應(yīng)生成產(chǎn)物收率(wt％)如下汽油18.5％ 碳黑32％輕柴油 23.0％ 液化氣 8.0％ 重柴油 18.5％
權(quán)利要求
1.一種廢輪胎制汽柴油和碳黑的方法，按如下步驟進(jìn)行(1)將廢輪胎粉碎成碎片，然后清洗、烘干；(2)將烘干后的物料送入熱裂解反應(yīng)器內(nèi)，通入載氣；(3)熱裂解反應(yīng)器進(jìn)行加熱，升溫至370-500℃，加熱時(shí)間為5-20分鐘，得到液化氣，汽柴油混合油和粗碳黑(4)液化氣返回?zé)崃呀夥磻?yīng)器作為熱源，粗碳黑經(jīng)磁選除鐵，篩選得到成品碳黑，汽柴油混合油經(jīng)吸附劑吸附除去雜質(zhì)和水分，進(jìn)入蒸餾塔；(5)進(jìn)入蒸餾塔的混合油經(jīng)分餾得到汽油、輕柴油、重柴油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢輪胎制汽柴油和碳黑的方法，其特征在于所述的載氣是氮?dú)狻⑺羝?、燃燒廢氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢輪胎制汽柴油和碳黑的方法，其特征在于所述的吸附劑是活性炭，活性碳纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱裂解反應(yīng)器是由筒體(1)、進(jìn)料器(4)、加熱氣入口(7)、排灰口(9)、(10)、(11)、油品汽出口(12)、碳黑出口(13)、尾氣出口(8)和螺桿(3)組成，其特征在于所述的螺桿的前端為變螺矩，中部為加深加密的螺矩，末端無(wú)螺紋，在螺桿末端處的筒體(1)內(nèi)裝有碳黑檔板(14)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種廢輪胎制汽柴油和碳黑的方法及裝置,該方法將粉碎后的廢輪胎輸入熱裂解反應(yīng)器,同時(shí)通入載氣,升溫至370—500℃,物料停留時(shí)間為5—20分鐘,得到液化氣、汽油、柴油和碳黑,熱裂解反應(yīng)器是由筒體、進(jìn)料器、加熱氣入口、排灰口、油品汽出口、碳黑出口、尾氣出口和螺桿組成,其特征在于所述的螺桿是前端為變緊螺矩,中部為加深加寬的螺矩,末端無(wú)螺紋,在螺桿末端處的筒體內(nèi)裝有碳黑擋板。該方法具有常壓操作反應(yīng)溫度低,操作時(shí)間短,耗能少,連續(xù)化的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C10G9/14GK1208742SQ9711582
公開日1999年2月24日 申請(qǐng)日期1997年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月18日
發(fā)明者董根全, 楊建麗, 劉振宇, 朱珍平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所