[發明專利]一種廢輪胎低消耗高值化利用裝置及方法

有效

• 申請號: 201910544909.6
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110305687B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 李愛民;張雷;王欣;姬國釗;高原
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C10G1/10
• 分類號: C10G1/10
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種廢輪胎低消耗高值化利用裝置，其特征在于，所述的廢輪胎低消耗高值化利用裝置包括直接加熱熱解裝置(1)、冷凝回收一體化裝置(2)、脫硫裝置(3)、加壓裝置A(4)、燃氣貯存裝置(5)、換熱裝置(6)、高溫不完全燃燒裝置(7)、高溫改性裝置(8)、改性炭回收裝置(9)及加壓裝置B(10)；

所述的直接加熱熱解裝置(1)設有熱解揮發產物出口(11)、熱解炭出口(12)、無鋼絲廢輪胎顆粒進口(13)和高溫改性熱解炭進口(14)，其內部設有可移動擋板(15)，通過可移動擋板(15)控制熱解炭的停留時間，直接加熱熱解裝置(1)的熱解揮發產物出口(11)與冷凝回收一體化裝置(2)的熱解揮發產物進口(16)相連，熱解炭出口(12)與高溫改性裝置(8)的熱解炭進口(31)相連；

所述的冷凝回收一體化裝置(2)設有熱解揮發產物進口(16)和不可冷凝氣體出口(17)，送入冷凝回收一體化裝置(2)的熱解揮發產物進行間接冷凝，冷凝過程中析出的焦油于裝置底部儲存，冷凝回收一體化裝置(2)的不可冷凝氣體出口(17)與脫硫裝置(3)的不可冷凝氣體進口(18)相連；

所述的脫硫裝置(3)設有不可冷凝氣體進口(18)及純凈可燃氣出口(19)，脫硫裝置(3)內的純凈可燃氣由純凈可燃氣出口(19)送入加壓裝置A(4)加壓，加壓裝置A(4)出口與燃氣貯存裝置(5)的純凈可燃氣進口(20)相連；

所述的燃氣貯存裝置(5)設有純凈可燃氣進口(20)、燃氣出口(21)和改性可燃氣進口(22)，燃氣貯存裝置(5)的燃氣出口(21)與換熱裝置(6)的燃氣進口(23)相連，改性可燃氣進口(22)與加壓裝置B(10)出口相連；

所述的換熱裝置(6)設有燃氣進口(23)、改性可燃氣出口(24)、高溫改性可燃氣進口(25)和高溫燃氣出口(26)，換熱裝置(6)的改性可燃氣出口(24)與加壓裝置B(10)的入口相連，高溫改性可燃氣進口(25)與高溫改性裝置(8)的高溫改性可燃氣出口(33)相連，高溫燃氣出口(26)與高溫不完全燃燒裝置(7)的高溫燃氣進口(27)相連；

所述的高溫不完全燃燒裝置(7)設有高溫燃氣進口(27)、助燃介質進口(28)和不完全燃燒氣體產物出口(29)，高溫不完全燃燒裝置(7)的不完全燃燒氣體產物出口(29)與高溫改性裝置(8)的不完全燃燒氣體產物進口(30)相連；

所述的高溫改性裝置(8)設有不完全燃燒氣體產物進口(30)、熱解炭進口(31)、高溫改性熱解炭出口(32)及高溫改性可燃氣出口(33)，高溫改性裝置(8)的高溫改性熱解炭出口(32)分別與改性炭回收裝置(9)及直接加熱熱解裝置(1)的高溫改性熱解炭進口(14)相連。

2.一種廢輪胎低消耗高值化利用方法，其特征在于，將不完全燃燒的可燃氣體為熱解炭加熱改性，并將高溫改性熱解炭作為熱固載體為無鋼絲廢輪胎顆粒快速熱解提供能量，進而實現熱解產品的高值化回收，步驟如下：

(Ⅰ)快速熱解過程：廢輪胎經破碎、抽鋼絲后由無鋼絲廢輪胎顆粒進口(13)送入直接加熱熱解裝置(1)內，同時，高溫改性裝置(8)內的高溫改性熱解炭由高溫改性熱解炭出口(32)經高溫改性熱解炭進口(14)送入直接加熱熱解裝置(1)內，高溫改性熱解炭為無鋼絲廢輪胎顆粒的快速熱解提供能量，快速熱解過程中產生熱解揮發產物及熱解炭，熱解炭依次經由熱解炭出口(12)和熱解炭進口(31)送入高溫改性裝置(8)，熱解揮發產物依次經由熱解揮發產物出口(11)和熱解揮發產物進口(16)送入冷凝回收一體化裝置(2)進行冷凝，冷凝過程中析出的焦油暫存于冷凝回收一體化裝置(2)底部，剩余不可冷凝依次經由不可冷凝氣體出口(17)和不可冷凝氣體進口(18)送入脫硫裝置(3)，脫硫后的純凈可燃氣由純凈可燃氣出口(19)送入加壓裝置A(4)加壓，并由純凈可燃氣進口(20)送入燃氣貯存裝置(5)；

(Ⅱ)改性供能過程：燃氣貯存裝置(5)內的可燃氣依次由燃氣出口(21)和燃氣進口(23)送入換熱裝置(6)，同時，高溫改性裝置(8)內的高溫改性可燃氣依次由高溫改性可燃氣出口(33)和高溫改性可燃氣進口(25)送入換熱裝置(6)，可燃氣與高溫改性可燃氣進行間接換熱，換熱后的高溫改性可燃氣溫度變低，由改性可燃氣出口(24)送入加壓裝置B(10)加壓，再由改性可燃氣進口(22)送入燃氣貯存裝置(5)，換熱后的可燃氣溫度升高，依次由高溫燃氣出口(26)和高溫燃氣進口(27)送入高溫不完全燃燒裝置(7)內，與來自助燃介質進口(28)的助燃劑混合，進行不完全燃燒，不完全燃燒氣體產物主要有CO、CO₂、H₂O、H₂、CH₄，將不完全燃燒氣體產物依次由不完全燃燒氣體產物出口(29)和不完全燃燒氣體產物進口(30)送入高溫改性裝置(8)，并與高溫改性裝置(8)內的熱解炭混合，不完全燃燒氣體產物一方面將熱解炭表面附著的焦油重整，另一方面將熱解炭加熱活化，改性后的熱解炭比表面積、孔容積較之前的熱解炭有大幅提升，同時氣體產物熱值提高，部分高溫改性熱解炭依次經高溫改性熱解炭出口(32)和高溫改性熱解炭進口(14)送入直接加熱熱解裝置(1)，為下批次無鋼絲廢輪胎顆粒快速熱解提供能量，剩余的高溫改性熱解炭送入改性炭回收裝置(9)進行儲存，高溫改性可燃氣依次由高溫改性可燃氣出口(33)和高溫改性可燃氣進口(25)送入換熱裝置(6)，為下批次可燃氣的間接加熱提供能量。