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
技術領域：
本發明涉及一種用廢輪胎制汽柴油和碳黑的方法及其裝置。
隨著社會經濟的日益發展，每年都產生大量的廢棄橡膠，而其中絕大部分是廢輪胎。據文獻統計92年資料介紹，歐共體每年產生200萬噸廢輪胎，美國約為200萬噸，日本為70萬噸，前蘇聯為150萬噸，加拿大為22萬噸，美國為40萬噸，我國每年約為40萬噸。絕大多數廢輪胎堆集在露天的場所，難以降解，極易引起火災并產生大量的污染物。而廢輪胎中含有大量有用的工業品如碳黑、油品、可燃氣體等。而且本身就是一種高熱值的燃料，其發熱量一般為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900萬噸，這樣就相當于每年損失原油900萬噸，在目前能源日趨緊張的形勢下，利用廢輪胎具有極其重要的意義。但是現有技術中，大多是間歇釜式操作，操作壓力及溫度較高，再者，加熱釜的循環加熱及冷卻損失了大量的熱量，因此造成能耗高，操作費用高。
本發明的發明目的是提供一種連續生產操作、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。
本發明的廢輪胎制汽柴油和碳黑的方法按如下步驟進行(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器內，通載氣；(3)熱裂解反應器進行加熱，升溫至370-500℃，物料停留時間為5-20分鐘，得到液化氣，汽柴油混合油和粗碳黑；(4)液化氣返回熱裂解反應器作為熱源，粗碳黑經磁選除鐵，篩選得到成品碳黑，汽柴油混合油經吸附劑吸附除去雜質和水分，進入蒸餾塔；(5)進入蒸餾塔的混合油經分餾得到汽油、輕柴油、重柴油。
如上所述的載氣是氮氣、水蒸汽、燃燒廢氣。
在熱裂解反應器加熱前部可通入一定數量的載氣，以排除物料中夾帶的空氣，并保證熱裂解氣在一定的時間內離開加熱區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有技術來實現。
為了達到上述方法的目的，必須設計專用熱裂解反應器。
本發明為上述方法所設計的熱裂解反應器是由筒體、進料器、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，末端無螺紋，在螺桿末端處的筒體內裝有碳黑檔板。
熱裂解反應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膨脹的空間，且在筒體內載氣的作用下將裂解氣體產物迅速帶出反應器，以防油品氣體第二次裂解，螺桿末端無螺紋，使碳黑迅速分開。
本發明的方法和裝置與現有技術相比具有如下優點(1)實現了反應過程的連續化。
(2)操作壓力為常壓，反應溫度低，操作時間短，耗能少。
(3)引入了載氣氣體，使裂解產物混合油氣收率提高，碳黑質量提高。
(4)混合油品中的含硫量降低。
下面通過附圖及實施例詳細說明本發明的方法及熱裂解反應器。
圖1是本發明的熱裂解反應器的結構示意圖。
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內的螺桿，該螺桿前產為變緊螺矩，中部為加深加寬螺矩，末端無螺紋，4是在有齒輪箱2一端的筒體1上的進料口，5是位于螺桿前部與中部之間的筒體上的進氣口，6是位于螺桿3中部帶有加熱進氣口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內的碳黑檔板。
在使用上述熱裂解反應器時，先從加熱氣進口7通入加熱氣，把螺桿中部加熱到400-500℃，把經過粉碎的廢輪胎放入加料口4，開動電機，使齒輪筒2中的齒輪帶動螺桿轉動，并使物料在螺桿中部滯留5-20分鐘，從進氣口5通入氮氣，氮氣帶動裂解氣，從而油品氣出口8排出進入氣體分離器，碳黑經碳黑檔板的作用從碳黑出口13排出。
實施例1將廢輪胎粉碎成2-3cm碎片，然后清洗，烘干待用。熱裂解反應器升溫至450℃時，將待用的廢輪胎加入加料口，并通入氮氣作載氣，廢輪胎在熱裂解反應器中滯留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過氣液分離器，液化氣返回熱裂解反應器作為熱源，汽柴油混合油經活性炭吸附劑除去雜質和水分，進入蒸餾塔，經分餾得到汽油、輕柴油和重柴油。粗碳黑經過磁選除鐵，篩選得到成品碳黑。
上述反應生成產物收率(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。熱裂解反應器升溫至400℃時，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過氣液分離器，液化氣返回熱裂解反應器作為熱源，汽柴油混合油經活性炭吸附劑除去雜質和水分，進入蒸餾塔，經分餾得到汽油、輕柴油和重柴油。其余同實施例1。
反應生成產物收率(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。熱裂解反應器升溫至500℃時，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過氣液分離器，液化氣返回熱裂解反應器作為熱源，汽柴油混合油經活性炭吸附劑除去雜質和水分，進入蒸餾塔，經分餾得到汽油、輕柴油和重柴油。其余同實施例1。
反應生成產物收率(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器內，通入載氣；(3)熱裂解反應器進行加熱，升溫至370-500℃，加熱時間為5-20分鐘，得到液化氣，汽柴油混合油和粗碳黑(4)液化氣返回熱裂解反應器作為熱源，粗碳黑經磁選除鐵，篩選得到成品碳黑，汽柴油混合油經吸附劑吸附除去雜質和水分，進入蒸餾塔；(5)進入蒸餾塔的混合油經分餾得到汽油、輕柴油、重柴油。
2.根據權利要求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氣、水蒸汽、燃燒廢氣。
3.根據權利要求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.根據權利要求1所述的熱裂解反應器是由筒體(1)、進料器(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，末端無螺紋，在螺桿末端處的筒體(1)內裝有碳黑檔板(14)。
全文摘要
本發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器,同時通入載氣,升溫至370—500℃,物料停留時間為5—20分鐘,得到液化氣、汽油、柴油和碳黑,熱裂解反應器是由筒體、進料器、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,末端無螺紋,在螺桿末端處的筒體內裝有碳黑擋板。該方法具有常壓操作反應溫度低,操作時間短,耗能少,連續化的優點。
文檔編號C10G9/14GK1208742SQ9711582
公開日1999年2月24日 申請日期1997年8月18日 優先權日1997年8月18日
發明者董根全, 楊建麗, 劉振宇, 朱珍平 申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所