[發明專利]一種裂解氣循環加熱與微波結合的輪胎橡膠裂解方法

有效

• 申請號: 201610142490.8
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105733644B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 周昆;康琪;姚波
• 申請（專利權）人: 四川宏圖普新微波科技有限公司
• 主分類號: C10G1/10
• 分類號: C10G1/10;C10B53/07
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 趙麗

技術領域

本發明涉及一種廢舊輪胎的處理技術，尤其涉及一種裂解氣循環加熱與微波結合的輪胎橡膠裂解方法，屬于廢料處理與資源利用技術領域。

背景技術

隨著人們生活水平逐步提高和物流業高速發展，我國的私有車保有量和貨車數量逐年提高。車輛數量的增加帶動了經濟的發展，同時汽車輪胎的消耗和磨損也產生了很多的垃圾——廢舊輪胎。廢舊輪胎的處理現已成為廢物處理的難題。目前，對廢舊輪胎的處理，主要有以下幾種方法：掩埋法、焚燒法、再生利用及裂解法等，目前裂解方法包括熱裂解、微波裂解以及一些改進的真空裂解等。廢舊輪胎的裂解是廢輪胎綜合利用，變廢為寶的最后一道關鍵步驟。長期以來，受到社會各界極大的關注，很多研究人員為此進行了大量的研究和實驗工作。但由于種種原因至今仍沒有形成一條理想的規模化、工業化、且符合環保要求，并在經濟上可行的生產線。

熱裂解是指通過在催化劑存在下加熱使之裂解，熱裂解溫度最高可達750℃，輪胎熱裂解過程需要消耗大量的熱能。傳統的焚燒和熱解是氧化和高溫過程，傳熱慢，均勻性差，要使其完全裂解需要較長的時間、裂解時間效率較低。同時一方面要維持裂解所需高溫，另一方面需要較長的裂解時間，導致裂解能耗較高、裂解能源效率較低，并伴隨次生環境污染。此外，熱裂解技術作為處理廢輪胎問題的途徑，還存在方法復雜的缺陷，即大多要先將廢輪胎里的環狀鋼絲拉出，再將廢輪胎切割成塊，投入裂解爐或裂解塔中進行高溫裂解，加工環節多，生產流程長，整體效率低。如申請公布號為CN104531198A，名稱為一種廢舊輪胎的熱裂解方法，將廢舊輪胎整體與催化劑在預加熱倉中通過300℃~450℃的流動氮氣預加熱后進入裂解倉，在600℃~1000℃的流動氮氣氛圍下進行裂解。該專利方法是一個單純使用高溫氣體加熱廢舊輪胎裂解的方法：實際上，廢舊輪胎橡膠是不良熱導體，高溫氣體作用于輪胎表面，需要長時間維持高溫才能將熱能傳入輪胎內部，而長時間的維持高溫使熱耗散變大，能量浪費多；而且隨著輪胎表面的裂解，變成疏松的炭表層，其導熱性能進一步變差。

微波裂解技術是近年來發展起來的一項比較新的裂解技術。通常是在惰性氮氣體環境中利用微波能將化學鍵斷開，打開高分子聚合物大分子鏈，而后經分離得到液油、燃氣及炭黑。其惰性氮氣環境避免了有機物的氧化過程，阻止了如呋喃等有毒物質的產生。這種對裂解環境的控制大大改善了各種回收產品，特別是炭黑的穩定性品質。因此，輪胎微波裂解相比熱裂解優勢十分明顯。 如公告號為CN103333709A，名稱為圓盤式微波連續裂解裝置及裂解廢舊橡膠的方法、2005年第四期，《微波技術在廢物處理中的應用》，第33頁公開了微波處理廢舊輪胎。但時至今日仍鮮見以微波裂解技術建成的廢物處理工廠實際投用，結合我們的研究認為：廢輪胎含有橡膠以及金屬等多種材料，將微波簡單的用于對其加熱，能量耦合率較低，實際裂解微波能耗較高；此外微波的選擇性加熱、以及正反饋效應，廢輪胎部分被先加熱先裂解，導致裂解均勻性變差，為保證裂解完全只能延長裂解時間，從而導致更多的微波能浪費。

發明內容

本發明旨在解決輪胎橡膠在裂解過程中存在的耗能高，裂解效率低，裂解產物不符合環保要求，裂解處理過程可控性低等問題，提供一種新的輪胎橡膠的裂解方法，針對廢舊輪胎的特殊性，將輪胎橡膠裂解得到的氣體經過處理后與微波裂解進行創新性的結合，并循環用于輪胎橡膠的裂解，通過采用特定的方法步驟和參數，使得發明的裂解方法在能耗上有了質的降低，裂解效率有了質的提高，同時還提高了裂解處理過程的可控性，避免有害有毒氣體的產生，并將處理后的液油、氣體、炭渣作為燃料，用于加熱循環氣體，提高資源的回收利用率，減輕環境壓力。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下技術實現：

一種裂解氣循環加熱與微波結合的輪胎橡膠裂解方法，所述方法包括下述步驟：

A、輪胎橡膠預處理； 預處理主要是將輪胎橡膠清洗、除雜、破碎等處理；

B、將步驟A預處理好的輪胎橡膠送入復合裂解腔；

C、采用氣體加熱裝置將氣體介質加熱至350℃～700℃；通常，整個裂解過程都都是在無氧條件下進行，所以氣體介質因選擇無氧氣體。

D、將步驟C加熱的氣體介質持續地通入復合裂解腔與微波同時作用于輪胎橡膠進行裂解，輪胎橡膠在上述共同作用下持續的裂解，持續轉化得到固態產物和混合氣態產物；

E、將步驟D得到的混合氣態產物進行油氣分離除去裂解油；裂解油回收利用；