废旧轮胎炼油设备

技术领域

本发明属于轮胎裂解技术领域，具体涉及一种废旧轮胎炼油设备。

背景技术

废旧轮胎回收后，一般通过炼油设备将废旧轮胎分解为燃料油、炭黑和钢丝，以此来实现资源的再利用。轮胎在裂解过程中，反应生成的燃料油会以气体状态直接排出裂解反应釜，并通过冷凝机构冷凝为液态燃料油；轮胎裂解完成后，反应生成的炭黑会通过出渣系统排出裂解反应釜。但是，炼油结束后裂解反应釜内一般会存有少量残余油气，这些残余油气会在排渣阀门打开时进入出渣系统，附着在排渣阀门内壁上，形成一层油泥膜。排渣初期，这层油泥膜遇到热炭黑时，会在狭小的排渣阀门内蒸发形成油烟气，一定条件下可能会引发爆炸，严重影响了工厂的安全生产。

现有技术中，为了降低残余油气对排渣过程的影响，一般会在排渣阀门的上方连接一根放油管，以能够在排渣阀门打开前将排渣阀门与裂解反应釜出渣口之间的残余油气排出。但这种方式存在以下缺点：一、只能利用大气压强差将一部分残余油气（气体）排出；二、位于排渣阀门最低位置处的残余油气（液体）以及附着在排渣阀门内壁上的残余油气（液体），很难完全排出。所以，这种方式难以从根本上避免残余油气引发的爆炸危险。

发明内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种废旧轮胎炼油设备，以保证设备高效工作效率的同时，杜绝安全事故的发生。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种废旧轮胎炼油设备，包括进料系统、裂解系统、出料系统以及循环水冷却系统，其中，出料系统包括分油冷却系统和出渣系统；所述出渣系统包括依次设置的排渣机构、钢丝分离机构、螺旋出渣机构和炭黑储存机构；其中，排渣机构包括与裂解系统中出渣口相连通的排渣管，以及设于排渣管上的排渣阀门；所述排渣管位于排渣阀门上方的部位连通有惰性气体储罐。

作为本发明的限定，排渣管位于排渣阀门下方的部位开设有放油口，所述放油口上可拆卸连接有用于将残余燃料油放出的导流板。

作为本发明的另一种限定，螺旋出渣机构包括至少一个螺旋出渣器，且螺旋出渣器上设置有出渣结束提示组件；螺旋出渣机构和炭黑储存机构之间还设置有磁选机。

作为本发明的进一步限定，螺旋出渣器包括密封外壳以及转动连接于密封外壳内的绞龙；所述密封外壳的内壁上沿其长度方向固设有钢丝刮板，钢丝刮板设于绞龙上方且与绞龙叶片边缘相贴合。

作为本发明的再进一步限定，磁选机包括磁选机构和用于驱动磁选机构转动的第一驱动机构；所述磁选机构包括用于吸附炭黑中钢丝的第一磁选辊和用于将第一磁选辊上的钢丝吸附到钢丝出料口的第二磁选辊。

作为本发明的第三种限定，所述进料系统包括各自独立进料的往复进料器和螺旋进料器。

作为本发明的进一步限定，往复进料器包括车体和设于车体上的第一料仓；所述第一料仓内设有推料板，所述车体上固设有驱动推料板往复运动的第二驱动机构；所述推料板上固设有多个用于防止废旧轮胎落入推料板回程路径上的挡板。

作为本发明的进一步限定，螺旋进料器包括进料外壳、设于进料外壳内部的螺旋输送机构以及设于进料外壳进料口上方的第二料仓；沿螺旋输送机构的输送方向，进料外壳上方的内壁与螺旋输送机构之间设有使废旧轮胎向送料外壳轴心掉落的空隙；进料外壳下方的内壁与螺旋输送机构的外边缘贴合。

作为本发明的还有一种限定，循环水冷却系统包括集中供水机构、冷却池和设于分油冷却系统中的冷凝机构；其中，集中供水机构、冷却池与冷凝机构管道连接为闭合水回路；所述冷却池包括冷却池池体，以及周向布设于冷却池池体内壁上的排水管道。

作为本发明的进一步限定，冷凝机构均包括烟道冷凝器和多个油道冷凝器；集中供水机构通过分水器与冷凝机构中的烟道冷凝器和油道冷凝器管道连接。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果是：

（1）本发明的出料系统中，排渣管位于排渣阀门上方的部位连通有惰性气体储罐，出渣初期可以通过惰性气体储罐向出渣系统内注入惰性气体（CO

（2）本发明的出料系统中，将放油口设于排渣阀门的下方，并通过导流板对排渣阀门内的残余油气（液体）进行排放，能够尽可能将排渣阀门内壁以及排渣阀门最低位置处的残余油气排出，进而降低残余油气对炭黑排出过程中的影响，使炭黑可以快速、顺利的从裂解系统中排出。

（3）由于废轮胎炼油设备的出料系统为密闭出料系统，整个出料过程不可视，无法得知出料何时结束。本发明的出料系统中，螺旋出渣器上设有出渣结束提示组件，利用热电偶感应器对螺旋出渣器内是否有炭黑通过实时检测，进而可以精准判断出料过程是否完全结束。本发明可以避免裂解系统内残存有过多炭黑，影响设备进行下一次裂解工作。

（4）本发明的出料系统中，螺旋出渣器内部所设置的钢丝刮板可以将卡置在绞龙边缘上的钢丝刮落，以防止钢丝堵塞在绞龙与螺旋出渣器密封外壳的缝隙之间，影响绞龙的正常运转。本发明可以降低螺旋出渣器的故障发生率，保证螺旋出渣器对炭黑高效的输送效率。

（5）本发明的出料系统中，螺旋出渣机构和炭黑储存机构之间设置有磁选机，可以将炭黑中夹杂的细小钢丝筛分过滤掉，减少钢丝对炭黑后期精加工的影响，能够大幅度提高炭黑的品质。

（6）本发明的出料系统中，磁选机上设置有两道磁选机构，第一磁选辊用于吸附炭黑物料中的钢丝，第二磁选辊用于吸附第一磁选辊上的钢丝，能够提高磁选机对炭黑中钢丝的吸附效率，将炭黑与钢丝彻底分开。

（7）本发明的进料系统中，设置有各自独立工作的往复进料器和螺旋进料器，其中往复进料器用于完整废旧轮胎的进料，螺旋进料器用于轮胎撕碎后胶块的进料。对于不同形态的轮胎原料，本进料系统均可顺利完成进料工作，适用性较为广泛。

（8）本发明的进料系统中，往复进料器采用液压油缸为动力源，动力大，能够保证推料板往复运动稳定性的同时，加快推料板往复运动的频率，工作效率高效且不易损坏；推料板往复运动时，固设于推料板上方的挡板可以防止废旧轮胎落入推料板的回程路径上，能够有效避免废旧轮胎在推料板与液压油缸之间堆积堵塞，减少了故障发生率，免除了工作人员对往复进料器的定期维护和清理。

（9）本发明的进料系统中，螺旋输送机构的外边缘与进料壳体上方的内壁之间设置有空隙，轮胎碎片在输送过程中如果卡置在螺旋输送机构外边缘和进料壳体内壁之间，轮胎碎片随着螺旋输送机构转动至上方时，可以从空隙处重新落回螺旋输送机构上继续前进，能够有效防止废旧轮胎碎片影响螺旋输送机构的转动速度，可以避免轮胎碎片在进料壳体内堵塞。

（10）本发明的循环水冷却系统中，采用集中供水机构为分油冷却系统中的冷凝机构供水，可以对循环水冷却系统中的供水管道集中规划布置，化繁为简，降低了工作人员检修、维护供水管道时的工作负担 ；另一方面减少了水泵的使用数量，降低了运行故障点，能够有效保证设备的正常运行。

（11）本发明的循环水冷却系统中，所设置的冷却池能够直接取代冷却塔，保证对循环水冷却系统中热水迅速降温的同时，进一步降低了建设投资成本。本发明中的冷却池利用排水管道上开设的排水孔，通过回水压力将热水喷射至空气中，增大热水与空气的接触面，能够使热水迅速降温，冷却效果好，且整个降温过程没有能源消耗，节能环保。本发明中的冷却池仅需投入管道即可长期使用，建设成本低，且没有运行能耗，免于维护，使用效果突出。

（12）本发明的循环水冷却系统中，冷凝机构包括多个油道冷凝器和烟道冷凝器，不仅可以对裂解系统所产生的油气进行冷凝处理，还可以对裂解系统烟道中的烟气进行降温除尘。本设备在保证生产过程顺利进行的前提下，还降低了烟气中的污染物的排放量，整个生产过程更加科学环保。

（13）本发明的循环水冷却系统中，所设置的分水器可以将集中供水机构所提供的循环水均衡分配至冷凝机构的油道冷凝器和烟道冷凝器中，操作简单、可控性高，能够保证系统的正常运行。

综上所述，本发明操作简单、可控性高且整体故障发生率低，能够在保证高效工作效率的同时，杜绝安全事故的发生。本发明适用于废旧轮胎裂解炼油时使用。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。

图1为本发明实施例往复进料器的结构关系主视图；

图2为本发明实施例螺旋进料器的结构关系主视图；

图3为本发明实施例不凝气燃烧机构的结构示意图；

图4为本发明实施例不凝气燃烧机构中高压点火包的结构示意图；

图5为本发明实施例排渣机构的结构示意图；

图6为本发明实施例出渣系统的结构示意图；

图7为本发明实施例螺旋出渣器的结构示意图；

图8为图7的A-A面剖视结构示意图；

图9为本发明实施例磁选机的结构示意图；

图10为本发明实施例循环水冷却系统的结构关系示意图；

图11为本发明实施例冷却池的结构关系示意图；

图中：1、裂解系统；2、排渣机构；3、钢丝分离机构；4、螺旋出渣机构；5、炭黑储存机构；6、磁选机；7、出渣结束提示组件；101、车体；102、推料板；103、挡板；104、第二驱动机构；105、第一料仓；106、移动机构；201、底座；202、进料外壳；203、螺旋输送机构；204、第二料仓；205、压簧；301、燃烧喷枪；302、高压点火包；303、燃烧室；304、点火针；305、过滤罐；306、缓冲罐；307、压缩机；308、储气罐；309、室外燃烧室；401、排渣管；402、排渣阀门；403、惰性气体储罐；404、放油口；405、导流板；406、防火布；501、密封外壳；502、钢丝刮板；503、绞龙；601、第一磁选辊；602、第二磁选辊；603、半圆形磁铁；701、集中供水机构；702、供水主管；703、冷凝机构；704、回水主管；705、冷却池；706、烟道冷凝器；707、油道冷凝器；708、分水器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本发明，并不用于限定本发明。

实施例 一种废旧轮胎炼油设备

本实施例包括进料系统、裂解系统1、出料系统以及循环水冷却系统。本实施例各系统之间协作配合，将废旧轮胎裂解为燃料油和炭黑，进而实现资源的回收再利用。

一、进料系统

本实施例中的进料系统包括各自独立进料的往复进料器和螺旋进料器，其中，往复进料器用于完整废旧轮胎的进料，螺旋进料器用于轮胎碎块的进料。对于不同形态的轮胎原料，本进料系统均可以顺利完成进料工作。

（1）、往复进料器

本进料系统中的往复进料器，包括车体101和设于车体101上的第一料仓105，车体101上设有用于驱动车体101运动的移动机构106。其中，移动机构106采用现有技术，通过控制系统能够控制往复进料器前后左右运动，便于调整往复进料器的位置，使其与裂解系统1的连接更加自如。

如图1所示，第一料仓105内设置有圆形的推料板102，推料板102外边缘与第一料仓105的内壁相贴合，能够在第二驱动机构104的带动下往复运动，进而将第一料仓105中的废旧轮胎推入裂解系统1中。推料板102的上方固设有多个挡板103，挡板103通过螺栓固定在推料板102上，能够随着推料板102往复运动，以防止废旧轮胎落入回程路径的空腔中。本实施例中，沿推料板102的周向间隔设置有三个挡板103，且集中设置在第一料仓105的进料口位置处。

需要说明的，本实施例中第二驱动机构104为液压油缸。

（2）螺旋进料器

本进料系统中的螺旋进料器，主要包括底座201、进料外壳202、螺旋输送机构203和第二料仓204四部分；其中，底座201上表面的四角分别固设有一个压簧205，进料外壳202通过压簧205固设在底座201上。螺旋进料器安装时，在压簧205的作用下，进料外壳202能够自适应裂解系统1进料口的高度，保证两者的同轴度。

本进料系统中的螺旋输送机构203结构与现有绞龙结构相同，主要包括螺旋叶片和用于驱动螺旋叶片转动的液压马达。具体如图2所示，螺旋输送机构203整体设于进料外壳202内部，螺旋输送机构203中螺旋叶片的外边缘与进料外壳202下方的内壁相贴合，与进料外壳202上方的内壁之间留有一定空隙，以便卡置在螺旋叶片边缘的轮胎碎片能够从空隙处重新落回螺旋输送机构203上继续前进，可以有效避免轮胎碎片在进料壳体内堵塞。

本进料系统螺旋进料器的第二料仓204，整体设于进料外壳202进料口的上方，为锥形结构，以方便将废旧轮胎碎片投入到第二料仓204内。

二、裂解系统1

本实施例所采用的裂解系统1为现有结构，其中，裂解反应釜是整个裂解系统1的重要构成部分。使用时，裂解反应釜的进料口可以与往复进料器或者螺旋进料器的出料口相连接，在裂解反应釜内部将废旧轮胎裂解为炭黑和燃料油。

需要说明的，裂解反应釜在利用高温对废旧轮胎进行裂解时，会产生大量的不凝气，所以本裂解系统1中还设置有不凝气燃烧机构，以对裂解产生的不凝气进行利用。如图3至图4所示，不凝气燃烧机构包括依次相连通的过滤罐305、缓冲罐306、压缩机307和储气罐308，其中，过滤罐305通过管道与裂解反应釜的内部空间相连通，能够将裂解反应釜内部产生的不凝气收集至储气罐308中；储气罐308通过管道与燃烧喷枪301相连接，燃烧喷枪301整体设于裂解反应釜的燃烧室303中，能够将储气罐308中的不凝气引入燃烧室303中燃烧。本实施例中，还设有与储气罐308相连通的室外燃烧室309，发生非正常生产时可供紧急燃烧并排放。

工作过程中，裂解反应釜所产生的不凝气经气液分离后，进入过滤罐305过滤、缓冲罐306缓存稳压，当缓冲罐306压力达设定值时会自动启动压缩机307，压缩机307抽取缓冲罐306中的不凝气压缩至一定压力后存入储气罐308中备用。

为了便于对燃烧喷枪301进行点火，本实施例还设有用于点燃不凝气的高压点火包302，如图4所示，高压点火包302采用与220V电源相连接的高压绝缘导线，高压点火包302的点火针304设于燃烧喷枪301的枪口位置处。使用时，高压点火包302利用高压电流产生电火花，对燃烧喷枪301中喷出的不凝气进行燃烧。

三、出料系统

本实施例中的出料系统包括分油冷却系统和出渣系统，其中，分油冷却系统对裂解反应釜中产生的燃料油气体进行冷凝处理，出渣系统则对裂解反应釜中产生的炭黑进行收集。

（一）分油冷却系统

本出料系统中的分油冷却系统完全采用现有结构，主要包括输油管、多个设于输油管上的油道冷凝器707以及与输油管相连接的集油罐。其中，输油管与裂解反应釜相连通，在裂解反应釜对废旧轮胎进行裂解时，能够将产生的燃料油通过油道冷凝器707冷凝处理后输送至集油罐内。

（二）出渣系统

本出料系统中的出渣系统，包括依次设置的排渣机构2、钢丝分离机构3、螺旋出渣机构4和炭黑储存机构5；其中，排渣机构2连通有惰性气体储罐403。出渣初期，本出渣系统可以利用惰性气体储罐403向排渣机构2注入惰性气体，令排渣机构2中的残余油气与氧气隔绝，进而降低残余油气引发爆炸的概率，杜绝炭黑排放过程中安全事故的发生。

如图5所示，排渣机构2包括与裂解系统1出渣口相连通的排渣管401，以及设于排渣管401上的排渣阀门402。排渣阀门402将排渣管401分为上、下两部分，其中，排渣管401位于排渣阀门402上方的部位连通有惰性气体储罐403，以能够向整个出渣系统中注入惰性气体；排渣管401位于排渣阀门402下方的部位设置有放油口404，通过可拆卸连接在放油口404上的导流板405，尽可能将排渣管401内壁上冷凝的残余油气排出。

更具体的，放油口404为沿排渣管401周向设置的环形开口，倾斜设置，以方便放置导流板405。其中，排渣管401放油口404位置处还设置有防火布406，在放油结束后可以通过防火布406对放油口404进行密封，以防止炭黑从放油口404处排放至外部，保证炭黑排放的正常进行。

本实施例采用氮气为惰性气体对排渣机构2中的残余油气进行空气隔绝。

钢丝分离机构3用于将夹杂在炭黑中的大量钢丝分离出来。本实施例中，钢丝分离机构3即为现有技术中的钢丝分离器，此处不再赘述。

螺旋出渣机构4用于将炭黑运输至炭黑储存机构5中。螺旋出渣机构4包括至少一个螺旋出渣器，且螺旋出渣器上设置有出渣结束提示组件7。具体如图6所示，本实施例包括两个螺旋出渣器，两个螺旋出渣器的连接位置处设有出渣结束提示组件7，以精确判断出渣工作是否结束。

其中，螺旋出渣器包括设有进料口和出料口的密封外壳501、以及转动连接于密封外壳501内的绞龙503。如图7和图8所示，密封外壳501为长条状且其截面为U型，密封外壳501的内壁上沿其长度方向设置有钢丝刮板502，钢丝刮板502设于绞龙503上方且与绞龙503叶片的边缘相贴合。输送炭黑时，钢丝刮板502可以将卡置在蛟龙叶片边缘的钢丝团刮落至绞龙503叶片上，以防止钢丝在螺旋输送器内造成堵塞。

出渣结束提示组件7包括设于螺旋出渣器内部的热电偶感应器，以及设于螺旋出渣器外部并与热电偶感应器电连接的电子显示器。炭黑在螺旋出渣器中通过时，热电偶感应到温度并通过电子显示器进行实时显示；当出渣结束后，热电偶感应不到炭黑的热量，电子显示器上的温度值相应下降。当温度下降至30℃左右时，即可判定出渣工作结束。

炭黑储存机构5即为一个用于储存炭黑的炭黑仓，如图6所示，炭黑仓整体为上宽下窄的结构，上方与螺旋出渣机构4相连通，用于接收螺旋出渣机构4传送来的炭黑；下方开口，以便对炭黑仓中的炭黑进行装袋打包。

本实施例中，在螺旋出渣机构4和炭黑仓之间还设置有磁选机6，通过磁选机6进一步对炭黑中的细小钢丝进行吸附，能够相应提高炭黑的质量，避免炭黑精加工时受钢丝的影响。

如图9所示，磁选机6包括磁选机构和用于驱动磁选机构转动的第一驱动机构。其中，磁选机构包括第一磁选辊601和第二磁选辊602，第一磁选辊601和第二磁选辊602相互配合，能够将炭黑中的细小钢丝完全吸附筛选出来。

更加具体的，第一磁选辊601设于磁选机6进料口的下方，用于吸附炭黑中的钢丝；第二磁选辊602设于第一磁选辊601的上方，与第一磁选辊601平行设置，用于吸附第一磁选辊601上的钢丝。本实施例中，第一磁选辊601和第二磁选辊602为结构相同的现有技术，均包括旋转外壳以及固设于旋转外壳下半部分的半圆形磁铁603。其中，第一驱动机构的动力输出端与旋转外壳固定，带动旋转外壳进行转动。

实际工作时，第一磁选辊601中的半圆形磁铁603将炭黑中的钢丝吸附至旋转外壳上，旋转外壳带动钢丝旋转；当旋转外壳将钢丝带至第一磁选辊601上方时（此时第一磁选辊601中的半圆形磁铁603对钢丝的吸附力最小），第二磁选辊602中的半圆形磁铁603将第一磁选辊601上的钢丝吸附走，同理，钢丝随第二磁选辊602的旋转外壳转动至上方时，与第二磁选辊602脱离，落入钢丝收集箱内，至此完成炭黑与钢丝的分离。

四、循环水冷却系统

本循环水冷却系统采用集中供水机构701为冷凝机构703供水，并利用冷却池705直接代替传统冷凝塔对冷凝机构703所产生的热水降温冷却，整套系统建设成本低、运行能耗少且不易发生故障。

本系统中的集中供水机构701、冷却池705与冷凝机构703管道连接为闭合水回路。具体如图10所示，集中供水机构701的出水口通过供水主管702与冷凝机构703的进水口相连通，冷凝机构703的出水口又通过回水主管704与冷却池705管道连接，冷却池705的出水口则通过大口径主管与集中供水机构701的进水口相连通，整体形成闭合水回路，通过循环冷却水持续为废旧轮胎炼油设备提供冷却功能。

其中，冷凝机构703均包括烟道冷凝器706和多个油道冷凝器707。烟道冷凝器706设于裂解系统1的烟道位置处，烟道冷凝器706的烟气出口设有碱液喷淋头，以利用碱液对降温后的烟气脱硫除尘；油道冷凝器707设于分油冷却系统的输油管位置处，对轮胎裂解产生的燃料油进行冷凝。本实施例中，冷凝机构703均包括一个烟道冷凝器706和三个油道冷凝器707，且烟道冷凝器706和油道冷凝器707均采用列管式冷凝器。

如图10所示，集中供水机构701与冷凝机构703的连接管道上设置有一个分水器708，以能够将集中供水机构701所提供的冷却水均衡分配至冷凝机构703的烟道冷凝器706和油道冷凝器707中。本实施例中，集中供水机构701包括两台55kw的大流量水泵，一备一用，可以保证为冷凝机构703提供足够的冷却水。

本系统中，冷却池705包括冷却池705池体以及周向布设于冷却池705池体内壁上的排水管道，其中，排水管道通过回水主管704与冷凝机构703的出水口管道连接。具体如图11所示，冷却池705池体整体由混凝土筑成，为长方形结构的池体，且冷却池705池体的底面中心低于其它位置，以可以作为冷却池705池体的出水口与集中供水机构701管道连接。排水管道朝向冷却池705池体中心的一侧均匀开设有多个排水孔，每个排水孔均沿排水管道的径向设置，且斜向上倾斜40°～50°，以能够利用回水压力将热水喷射至空中进行降温冷却。

更具体的，本实施例中的排水管道为DN110金属管，金属管朝向冷却池705池体的内侧每隔400mm开设有一个10mm的排水孔，排水孔沿水平方向向上倾斜45°。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。