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微波轮胎裂解处理

一种新型轮胎微波连续裂解设备

                              ——尾气循环加热废旧轮胎微波连续裂解系统

前言  

随着我国节能环保产业的深入发展,各行业、各领域在近几年来都取得了长足的进步。但是在废旧轮胎裂解的工业生产中,由于还是沿用着传统的回转窑式热裂解炉生产工艺,以其能耗高,批次试生产产量小,环境污染等诸多劣势,严重影响了废旧轮胎裂解事业的长远发展。有少数企业采用了比较先进的连续式回转窑式热裂解的新型设备,情况稍有好转,但还是由于电耗高,产品质量不稳定造成运行费用居高不下,很难有效大面积推广。

四川宏图普新微波科技有限公司的科研人员根据市场需求和基本理论,潜心研究,勇于探索,经过大量实验,终于研发成功了具有跨时代意义的尾气循环加热废旧轮胎微波连续裂解系统。该设备以其高效、节能、环保、自动化和单机大产量等诸多优越的性能收到了意想不到的效果,赢得了专家和用户的一致好评。下面就该设备的基本原理、结构和使用特点加以简单论述,仅供大家参考。

基本原理  

传统的生产工艺中,回转窑式热裂解实质上都是由回转窑壁将热量由轮胎橡胶表面向中心传递,而轮胎橡胶是由有机高分子聚合物聚合而成,是热的不良导体,热量传递速度很慢,要将橡胶整体上升至裂解温度,必然需要消耗大量的热能。

近几年来,微波能在工业领域里的合理应用为物料的烘干、脱水、消毒、灭菌和焙烧、裂解等提供了一种全新的节能理念。众所周知,微波是一种1MHz~3GHz的高频电磁波,具有极强的穿透能力。将橡胶颗粒置于微波的辐照范围内(通常产业化工业用微波为915MHz),由于橡胶的微观结构为极性分子团结构,其分子中正电荷和负电荷存在一定的距离,因此,在高频振荡的电磁场的作用下,这些极性分子就会随之高速振动和扭动,其频率为9.15亿次/秒,各分子间不断摩擦产生了大量的热,从而实现了微波能向热能的一次性转换。

轮胎是具有一定体积的热不良导体,而微波具有体积加热的特点,使轮胎内部迅速升温,在微波加载的同时与外加热的尾气联合作用于轮胎,形成了整体加热,极大地提高了裂解效率、均匀性和产品质量。

基本结构  

该设备是由原料预处理段、微波裂解段、尾气循环段、尾气处理段和出料段等五部分组成。

经过预处理后的轮胎胶块,通过自动进料输送至微波裂解段,在微波体积加热和循环尾气的外加热共同作用下,在传输带的输送下快速通过裂解段,实现了轮胎胶块的快速裂解和产物分离。微波裂解段配备100kw大功率微波源,提供足够微波强度实现产业化的单机大产量快速裂解过程。裂解产生的油气经尾气循环段进行冷凝处理转为裂解油,再经过风机进入尾气处理段。裂解后的炭黑和钢丝由传输带运送至出料段,经过分离操作分选出炭黑和钢丝,进而完成轮胎裂解的全过程。(如图示)

 

该设备经过多次反复试验证明,所用的尾气循环加热复合微波裂解的工艺正确高效,设备运行稳定可靠,经济运行指标合理。裂解后的炭黑达到了如下数据指标:

1、吸碘值g/kg : 170

2、CTAB吸附比表面积10m3/kg : 62

3、杂质 : 无

4、甲苯透光率% : 100

5、300%定伸应力MPa : -3.4

6、拉伸强度MPa : -1.2

7、拉断伸长率% :+19

8、加热减量% : 1.5

 

 

 

基本特点  

综合上述介绍和实验结果,该设备具有如下几个方面的特点:

1、快速高效完成裂解过程,轮胎胶块在5分钟内完成裂解和产物分离;

2、节能效果显著,循环气循环利用,有利于降低生产成本;

3、环保效果好,裂解气循环利用,减少废气排放,少量的废气经过处理达标后排出;

4、隧道式连续化生产,快速裂解,系统热散失少,减少热量耗散;

5、自动化程度高,全部生产过程减少人工参与,实现全程自动化生产,有利于降低生产成本;

6、生产过程安全可靠,全系统密闭循环。

总结与结论  

众所周知,我国是一个轮胎消费大国,全球年增废胎15~20亿条,其中中国有3~4亿条(1~2千万吨),且呈现逐年增长之势。废旧轮胎的橡胶分子极端稳定,降解时间长达数百年,环境污染早已不堪重负。然而据报道,目前我国废橡胶轮胎的再利用率不足50%,比国外先进水平低30~40%。

目前我国橡胶资源以翻新、再生胶、胶粉再利用为主,附加值较低。裂解技术发展缓慢,现有技术能耗高,产能低,生产经营能力较差,难以做到高效、清洁生产,环境污染比较严重,且无法做到单机大产量连续化生产。

因此,改进传统工艺、改造老旧生产装备,提高生产效率、进一步降低生产成本已经显得十分必要。本文所描述的轮胎裂解方法意在为业界朋友提供本行业发展的一种新思路,希望能够对大家有所帮助,欢迎多提宝贵意见。


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