一种可辅助加热的新型裂解炉的制作方法

本发明涉及废旧轮胎裂解领域，尤其涉及一种可辅助加热的新型裂解炉。

背景技术：

随着我国工农业生产和交通运输的发展，废旧轮胎及各种废旧橡胶制品的存量越来越多，据不完全统计，我国每年仅废旧轮胎退役量约140万吨以上，并且以每年15％左右的速度在递增。2007年我国废旧轮胎的产生量1.6亿条至1.8亿条，仅次于美国。废旧轮胎长期露天堆放，不仅占用大量土地，而且极易滋生蚊虫传播疾病，还容易引起火灾，废旧轮胎造成的“黑色污染”已是一个非常严峻的问题。

目前我国废旧橡胶每年的回收率约为47％，属中等偏下的水平，其中废旧轮胎的回收利用率约为80％。长期以来，废旧轮胎处置和资源化利用技术一直是环境保护的世界性难题。国内外一直致力于完全回收，高附加经济价值技术的研发，“热裂解”技术不断完善；裂解生产很早应用到石油化工行业，人们大多把石化裂解形式应用到废料裂解再利用生产活动中，由于现有技术采用热裂解形式，效率低，还会产生烟粉对环境造成二次污染。201510122311.x公开了一种废旧轮胎热裂解处理装置，裂解炉的支撑轴、空心轴和回转窑筒体同轴心线；回转窑筒体的前端有进口，末端有出口；热解固体收集器与回转窑筒体末端的出口连通，热解固体收集器上有出料口；空心轴上有通孔与回转窑筒体内腔相通，空心轴的一端延伸至回转窑筒体外；内部加热系统包括内部加热管，外部加热系统包括外筒体，外筒体的每个加热区有高温烟气进口和余热烟气出口。废旧轮胎被切割机切成块状后输入到裂解炉的回转窑筒体内，并向着出口移动，通过内部加热系统和外部加热系统同时对回转窑筒体进行加热，热裂解反应产生可燃废气燃烧产生的高温烟气分别进入外部加热系统和内部加热系统。但现有技术中没用公开利用内部电加热和裂解破碎装置共同作用下使废旧轮胎进行热裂解的技术方案，因此加热的均匀性不能得到保证，且采用热高温烟气，易产生污染。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明目的在于提供一种可辅助加热的新型裂解炉，包括：裂解炉炉体、外部加热装置、内部辅助加热装置、燃料油收集装置、传动装置、温度控制装置、出气装置；

所述裂解炉炉体从下到上依次为基体、外炉，内炉，基体和外炉无缝焊接成一体；

所述外部加热装置位于基体上方，通过燃烧液化气等能源能够直接加热旋转的内炉，外部加热装置密封；

大齿轮与内炉左侧固定连接；

所述传动装置包括电机、电机轴、小齿轮、大齿轮，电机通过电机轴与小齿轮相连，小齿轮与大齿轮传动配合，内炉盖置于大齿轮外部，与内炉外端面配合；

所述出气装置包括阀门、管道，内炉周向钻一排小孔，产生的气体经小孔排出，出气装置与外炉通过管道连通，所述管道插入保温层内，阀门置于管道内，控制管道口的开关；

所述燃料油收集装置为冷凝罐，通过管道与出气装置相连；

所述内部辅助加热装置包含一台小型电源旋转接头，若干导线，电源旋转接头安装在裂解炉一侧，其中心与炉体中心在一条直线上，电源旋转接头左侧可以随裂解炉内炉一起旋转，电源产生电压为220v，电流通过导线经电源旋转接头传递给电阻丝；

所述内部辅助加热装置利用导线将电源旋转接头与电阻丝相连，导线为内芯黄铜的电线，每个金属管内电阻丝与导线均可形成一条回路，6条电流支路并联电源旋转接头安装在炉心中心线处；

所述裂解炉内炉非进料口的一侧，在其炉体上均匀钻六个孔，孔的内径为140mm，分布在以炉心为圆心，直径为600mm的圆上，孔之间的圆周夹角为60度；

所述内部辅助加热装置还包括金属管；

所述六根金属管(不锈钢材料)插入炉侧的孔内，与孔无缝隙焊接，与内炉成为一体，同内炉一起转动；

所述金属管的金属壁厚度为5mm,金属管的两端都封闭，保证密闭性；减少热量散失。

所述金属管的轴向上焊接上锥形小金属块。

所述电机置于电动机支架上，内炉轴支架置于基体上，外炉右侧；内炉轴支架右侧置有电源旋转接头，电源旋转接头置于旋转接头支架上，支撑轴焊接于內炉右侧，支撑轴左端设有轴肩，内炉轴支架与支撑轴在右端间隙配合，支架圆环与轴肩实现支撑轴的轴向定位，在裂解炉左端关于齿轮轴中心轴竖直对称有两个滚子支架，滚子支架顶端置有圆柱滚子，所述圆柱滚子与大齿轮侧边凸出的大齿轮轴肩滚动连接；电源旋转接头右侧由导线连接电源，左侧通过导线对金属管里的电阻丝加热供电。

优选的，所述基体底部设有10个圆形的点火开关，基体中间水平位置开有燃气通道，燃气通道内置有带有多孔的燃气管。

优选的，所述温度控制装置包括温度传感器，所述基体外侧安装一个温控器的智能处理器，温度传感器位于外部加热装置的内壁上，随时感知加热温度，并将信号发送给智能处理器，智能处理器控制燃气通道开启和关闭。

优选的，所述金属管的长度2800mm。

优选的，所述金属管的内部是电阻丝，每根电阻丝的直径为3mm，电阻丝环绕金属管成为线圈，贴附于金属管内壁；

优选的，所述内部辅助加热装置中电源旋转接头与电阻丝利用导线连接，形成六条电流支路，各支路并联，所述电阻丝为铁铬铝合金材料制造；耐高温使用寿命长；

优选的，所述裂解炉外部加热装置的点火开关安装在基体上方的空腔内，正对内炉下方，在基体下表面每隔120mm开一个孔，作为天然气等燃气通道；点火开关打开后，天然气从燃气通道进入，在空腔内燃烧，给裂解炉提供热量；

优选的，所述裂解炉内炉与外炉之间充满聚合物砂浆的隔热材料，形成保温层；减少热量的散失；

优选的，所述外炉内侧是保温层，保温层厚度为50mm，有利于保温；

优选的，所述金属块的大小保持一致，所述金属管的周向上焊接上一圈锥形小金属块，共有8个，轴向上共有20圈,每圈相隔100mm。

进一步的，所述裂解炉炉体安装在基体上，基体长度3500mm，宽度1000mm，高度为800mm；基体选择合金钢材料实体结构，承受整个裂解炉的重量，保证裂解炉旋转而不产生大的震动。

进一步的，所述外炉为圆筒形，外侧长度为3000mm，直径为1200mm。

进一步的，所述裂解炉左侧与内炉盖连接，右侧钻孔焊接上金属管，內炉的尺寸为3200mm，直径1000mm。

进一步的，所述金属管均用不锈钢材料制作，管外径为140mm。

进一步的，所述大齿轮与内炉焊接成一体；

本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

一、基体选择合金钢材料实体结构，承受整个裂解炉的重量，保证裂解炉旋转而不产生大的震动，保温层为聚合物砂浆，能减少热量的散失；

二、裂解炉升温速度变快，炉内废橡胶受热均匀，炉内保温，搅拌废橡胶使废橡胶反应彻底，并且可以节约能源；

三、孔分布在以炉心为圆心的圆上，每个孔之间的圆周夹角准确为60度，能保证炉子旋转时不产生偏心力；金属管的两端都封闭，能保证密闭性和减少热量散失；

四、电阻丝使用铁铬铝合金材料制作，可在1400度高温下使用，使用寿命长、表面负荷高、抗氧化性能好、电阻率高，升热快；

五、本发明可以大大减少能源加热的时间，同时保证橡胶均匀吸热的效果，使裂解反应更完全。

六、电源旋转接头左边有六个接头，接头可以旋转，右边连接的电源线是固定的，电源旋转接头的左侧部分能够旋转，实现对內炉的旋转加热。

七、金属管的轴向上焊接上锥形小金属块，能有效地搅拌废橡胶，促进反应充分进行，均匀加热。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，不应被看作是对本发明范围的限制。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。

图1是本发明裂解炉的整体示意图

图2是裂解炉右视图

图3是裂解炉左视图

图4是裂解炉主视图

图5是裂解炉仰视图

图6是裂解炉内炉示意图

图7是电阻丝电流回路示意图

图8是金属块及内部电阻丝环绕示意图

图9是锥形金属块示意图

图10大齿轮与滚子放大示意图

图11是内炉轴轴肩放大示意图

图中：1-基体；2-外炉；3-內炉；4-电机；5-电机轴；6-电动机支架；7-小齿轮；8-大齿轮；9-大齿轮轴肩；10-内炉盖；11-阀门；12-管道；13-冷凝罐；14-金属管；15-电阻丝；16-支撑轴；17-内炉轴支架；18-支架圆环；19-轴肩；20-圆柱滚子；21-滚子支架；22-电源旋转接头；23-旋转接头支架；24-智能处理器；25-点火开关；26-燃气通道；27-金属块

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明。

为使本发明实施例的目的-技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“背面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-4所示，本发明实施例提供一种可辅助加热的新型裂解炉，包括：裂解炉炉体、外部加热装置、内部辅助加热装置、燃料油收集装置、传动装置、温度控制装置、出气装置；

所述裂解炉炉体从下到上依次为基体1、外炉2，内炉3，基体1和外炉2无缝焊接成一体；

所述外部加热装置位于基体1上方，通过燃烧液化气等能源能够直接加热旋转的内炉3，外部加热装置密封；

大齿轮8与内炉3左侧固定连接；

所述传动装置包括电机4、电机轴5、小齿轮7、大齿轮8，电机4通过电机轴5与小齿轮7相连，小齿轮7与大齿轮8传动配合，内炉盖10置于大齿轮8外部，与内炉3端面配合；

所述出气装置包括阀门11、管道12，内炉3周向钻一排小孔，产生的气体经小孔排出，出气装置与外炉2通过管道12连通，所述管道12插入保温层内，阀门11置于管道12内，控制管道12口的开关；

所述燃料油收集装置为冷凝罐13，通过管道12与出气装置相连；

如图6-8所示，本实施例中涉及的所述内部辅助加热装置包含一台小型电源旋转接头22，若干导线，电源旋转接头22安装在裂解炉一侧，其中心与炉体中心在一条直线上，电源旋转接头22左侧可以随裂解炉内炉3一起旋转，电源产生电压为220v，电流通过导线经电源旋转接头22传递给电阻丝15；

所述内部辅助加热装置利用导线将电源旋转接头22与电阻丝15相连，导线为内芯黄铜的电线，每个金属管14内电阻丝15与导线均可形成一条回路，6条电流支路并联电源旋转接头22安装在炉心中心线处；

所述裂解炉内炉3非进料口的一侧，在其炉体上均匀钻六个孔，孔的内径为140mm，分布在以炉心为圆心，直径为600mm的圆上，孔之间的圆周夹角为60度；

所述内部辅助加热装置还包括金属管14；

所述六根金属管14(不锈钢材料)插入炉侧的孔内，与孔无缝隙焊接，与内炉3成为一体，同内炉3一起转动；

所述金属管14的金属壁厚度为5mm,金属管14的两端都封闭，保证密闭性；

如图9所示，本实施例中涉及的所述金属管14的轴向上焊接上锥形小金属块27。

如图10、图11所示，本实施例中涉及的所述电机4置于电动机支架6上，内炉轴支架17置于基体1上，外炉2右侧；内炉轴支架17右侧置有电源旋转接头22，电源旋转接头22置于旋转接头支架23上，支撑轴16焊接于內炉3右侧，支撑轴16左端设有轴肩19，内炉轴支架17与支撑轴16在右端间隙配合，支架圆环18与轴肩19实现支撑轴16的轴向定位，在裂解炉左端关于齿轮轴中心轴竖直对称有两个滚子支架21，滚子支架21顶端置有圆柱滚子20，所述圆柱滚子20与大齿轮8侧边凸出的大齿轮轴肩9滚动连接；电源旋转接头22右侧由电源导线接电源，左侧通过导线对金属管14里的电阻丝15加热供电；

如图4、5所示，所述温度控制装置包括温度传感器，所述基体1外侧安装一个温控器的智能处理器24，温度传感器位于外部加热装置的内壁上，随时感知加热温度，并将信号发送给智能处理器24，智能处理器24控制燃气通道26通道开启和关闭。

本实施例中涉及的所述金属管14的长度2800mm。

本实施例中涉及的所述金属管14的内部是电阻丝15，每根电阻丝15的直径为3mm，电阻丝15环绕金属管14成为线圈，贴附于金属管14内壁；

本实施例中涉及的所述内部辅助加热装置中电源旋转接头22与电阻丝15利用导线连接，形成六条电流支路，各支路并联，所述电阻丝15为铁铬铝合金材料制造；耐高温使用寿命长；

如图5(a)所示，本实施例中涉及的所述基体1底部设有10个圆形的点火开关25，基体1中间水平位置开有燃气通道26，燃气通道26内置有带有多孔的燃气管。

如图5(b)，为本发明的另外一个实施例，本实施例中涉及的所述裂解炉外部加热装置的点火开关25安装在基体1上方的空腔内；正对内炉3下方，在基体1下表面每隔120mm开一个孔，作为天然气等燃气通道26；点火开关25打开后，天然气从燃气通道26进入，在空腔内燃烧，给裂解炉提供热量；

本实施例中涉及的所述裂解炉内炉3与外炉2之间充满聚合物砂浆的隔热材料，形成保温层；减少热量的散失；

本实施例中涉及的所述外炉2内侧是保温层，保温层厚度为50mm，有利于保温；

如图9所示，本实施例中涉及的所述金属块27的大小保持一致，所述金属管14的周向上焊接上一圈锥形小金属块27，共有8个，轴向上共有20圈,每圈相隔100mm。

本实施例中涉及的所述裂解炉炉体安装在基体上，基体长度3500mm，宽度1000mm，高度为800mm；基体1选择合金钢材料实体结构，承受整个裂解炉的重量，保证裂解炉旋转而不产生大的震动。

本实施例中涉及的所述外炉2为圆筒形，外侧长度为3000mm，直径为1200mm。

本实施例中涉及的所述裂解炉内炉3左侧与内炉盖10连接，右侧钻孔焊接上金属管14。內炉3的尺寸为3200mm，直径1000mm。

本实施例中涉及的所述金属管14均用不锈钢材料制作，管外径为140mm。

本实施例中涉及的所述大齿轮8与内炉3焊接成一体；

为更详细地说明本发明实施例，如图1所示，本发明的一种可辅助加热的新型裂解炉包括基体1、外炉2、内炉3、传动装置(包括电机4、电机轴5、小齿轮7、大齿轮8、内炉盖10)、出气装置(包括阀门11、管道12)、燃料油收集装置(冷凝罐13)、内部辅助加热装置(包括金属管14、电源旋转接头22、电阻丝15、若干电线)、外部加热装置(点火开关25、燃气通道26)、温度控制装置(包括温度传感器、智能处理器24)。

如图2所示，裂解炉炉体安装在基体1上，基体1长度3500mm，宽度1000mm，高度为800mm；基体1选择合金钢材料实体结构，承受整个裂解炉的重量，保证裂解炉旋转而不产生大的震动。

如图2、图3、图4所示，外炉2为圆筒形，外侧长度为3000mm，直径为1200mm，外炉2内侧是保温层，保温层的材料是聚合物砂浆，厚度为50mm，减少热量散失。

如图5(a)所示，在基体1下表面每隔120mm开一个孔，作为天然气等的点火开关25，共10个，基体1中间水平位置开有燃气通道26，燃气通道26内置有带有多孔的燃气管。

作为本发明的另外一个实施例，如图5(b)，裂解炉外部加热装置的点火开关25安装在基体1上方的空腔内，正对内炉3下方，在基体1下表面每隔120mm开一个孔，作为天然气等燃气通道26；点火开关25打开后，天然气从燃气通道26进入，在空腔内燃烧，给裂解炉提供热量，外部加热装置外部是保温层(聚合物砂浆)，减少热量的散失。

如图1所示，传动装置包括一台电动机4，电机轴5、小齿轮7、大齿轮8等；开始裂解时，打开电机4开关，电机4驱动，带动电机轴5上小齿轮7转动，小齿轮7与大齿轮8外接，大齿轮8与内炉3焊接成一体，带动内炉3旋转。

如图2、图3、图4、图5所示，在基体1外侧安装一个温控器的智能处理器24，温度传感器位于外部加热装置的空腔内，位于外部加热装置的内壁上，随时感知加热温度，并将信号发送给智能处理器24，智能处理器24控制燃气通道26通道开启和关闭，平时加热时，入口通道常开，达到设定温度400度后，阀门11关闭，停止加热，节约能源；温度低于300度，阀门11开启，继续加热。

如图2、图4所示，裂解炉左侧与内炉盖10连接，右侧钻孔焊接上金属管14，內炉3的尺寸为3200mm，直径1000mm；如图2所示，在裂解炉右侧炉壁上均匀钻六个孔，孔的内径为140mm，分布在以炉心为圆心，直径为600mm的圆上，每个孔之间的圆周夹角准确为60度，保证炉子旋转时不产生偏心力。

如图6所示，六根金属管14均用不锈钢材料制作，管外径为140mm，长度为2800mm；金属管14为保证强度，又保证传热效果，其管壁厚度约为5mm。金属管14插入炉内并与孔无缝隙焊接，使之与内炉3成为一体，炉内一端为防止废橡胶进入，破坏电阻丝15，金属管14密闭，炉外一端与内炉壁连接处密封。

如图8所示，金属管14内部的电阻丝15，直径为3mm，环绕炉内金属管14成为线圈，贴附与金属管14内壁，电阻丝15使用铁铬铝合金材料制作，可在1400度高温下使用，使用寿命长、表面负荷高、抗氧化性能好、电阻率高，升热快等。

如图9所示，在金属管14的轴向上焊接上锥形小金属块27，金属块27形状如图8所示，金属块27的距离保持一致，一圈有8个，这样炉内轮胎旋转时，金属块27搅拌轮胎，使反应加快。

如图4所示，为避免内炉3旋转时，连接电阻丝15的导线缠绕在一起，将电源旋转接头22安装在裂解炉炉侧中心处，与内炉3一体，随内炉3同步旋转，使导线与电阻丝15一同旋转。

如图6-8所示，电源旋转接头22用导线与六根金属管14内电阻丝15相连，导线用内芯黄铜的电线，形成六条回路，避免某个电阻丝15损坏而影响其他线路，当电源供电时，电阻丝15会快速发热，热量传递到金属管14内壁，裂解炉旋转时，金属管14的热量就传递给与之直接接触的轮胎上。

所述新型裂解炉在外部能源加热的同时，内部金属管14通过电源旋转接头22给管内电阻丝15供电发热，将热量直接传递给废轮胎，并通过金属管14上锥形金属块27搅拌废橡胶，以及内外炉保温层的隔热和温度控制装置调控温度。

下面对本发明的工作流程做一下简单说明：

1.废轮胎催化剂等从左端进料口进入，内炉盖10配合密封圈密封好，开始裂解，打开电机4的开关，使裂解炉内炉匀速转动起来；

2.打开外部点火装置的点火开关25，打开温度控制阀的开关，使外部天然气通过燃气通道26进入空腔燃烧；同时，打开电源旋转接头22的开关，电源旋转接头22将产生的220v电压，通过电线输送给管内电阻丝15，电阻丝15快速发热，并将热量传递给与之接触的金属管14；

3.金属管14随炉旋转，将热量直接传递给废橡胶；废橡胶在裂解炉内旋转，金属管14上的锥形小金属块27隔断并搅拌废轮胎；

4.在外部加热和内部辅助加热的情况下，废橡胶很快达到反应温度，进行反应，达到400度后，橡胶基本完成反应，空腔内的温度传感器将信号传递给温度控制阀的智能处理器24，控制燃气通道26通道关闭，此时外部加热装置停止工作；

5.内部辅助加热装置继续工作，电阻丝15继续发热，保持炉内温度；打开出气装置，使产生的气体流出，之后在经过冷凝，到达冷凝罐。

以上实施方案仅用于说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。