一种利用废弃轮胎制备炭黑、石墨烯和轻油的装置

本技术涉及废旧轮胎处理装置，特别是涉及一种利用废弃轮胎制备炭黑、石墨烯和轻油的装置。

背景技术：

1、随着汽车行业的快速发展，全球废旧轮胎的数量日益增长。近几年来，废弃轮胎的年产量已达15亿条，且仍在持续增长。废弃轮胎长期堆放会对生态环境造成严重影响，因此，废弃轮胎的治理已经成为目前亟待解决的难题。对废弃轮胎进行资源化利用和无害化处置，不仅有助于发展循环经济，也能减少并逐步消除废弃轮胎造成的“黑色污染”。

2、传统废弃轮胎处理技术如填埋法、焚烧法等存在诸多缺陷，包括占用公共土地资源、污染环境且易引起火灾等。目前相对较环保的处理方式主要有热裂解制备高价值产物、破碎碾磨制胶粉、再生橡胶及翻新再利用等。但回收再利用只能延长橡胶的使用年限，并不能从源头上解决“黑色污染”问题，并且翻新再生过程中二次污染严重且能耗较高。废弃轮胎主要由硫化橡胶、无机添加剂、炭黑等组成。传统热解主要以炭黑、热解油为主，生产的炭黑中含有大量的锌，后续的湿法除杂工艺繁琐，也极易产生较多的废酸废水。此外，热解油的种类多达100多种，且主要由芳烃、脂肪族和极性馏分组成，附加值低，极大限制了废弃轮胎的综合回收利用。

3、为此，提出一种利用废弃轮胎制备炭黑、石墨烯和轻油的装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种利用废弃轮胎制备炭黑、石墨烯和轻油的装置，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种利用废弃轮胎制备炭黑、石墨烯和轻油的装置，包括微波脱硫热解系统，所述微波脱硫热解系统底部连通有炭黑收集机，所述微波脱硫热解系统顶部连通有锌电收尘机的入料口；

3、所述锌电收尘机的出料口固接并连通有合成气收集罐的第一入料口和热解油提质机的第一入料口，所述锌电收尘机和所述合成气收集罐均位于所述热解油提质机的上方，所述热解油提质机的出料端连通有石墨烯收集机、轻油收集机和所述合成气收集罐的第二入料口，石墨烯收集机、所述轻油收集机均位于所述热解油提质机的下方。

4、优选的，所述微波脱硫热解系统包括微波脱硫机和微波热解机，所述微波脱硫机的出料口与所述微波热解机的进料口固接并连通，所述微波热解机底部的第一出料口与所述炭黑收集机的顶部固接并连通，所述微波热解机顶部的第二出料口与所述锌电收尘机的入料口固接并连通。

5、优选的，所述合成气收集罐底部的出料口固接并连通有合成气循环机的入料口，所述合成气循环机的出料口与所述热解油提质机顶部的第二入料口固接并连通。

6、优选的，所述热解油提质机底部的第一出料口与所述石墨烯收集机固接并连通，所述热解油提质机侧壁的第二出料口与所述轻油收集机和所述合成气收集罐的第二入料口固接并连通。

7、本实用新型公开了以下技术效果：

8、将废弃轮胎破碎后的胶粉放入微波脱硫热解系统中，进行微波脱硫和热解，去除轮胎中的硫，同时在热解过程中将废旧轮胎中的无机添加剂氧化锌还原为锌单质，微波脱硫热解反应完成后生成残余物炭黑和挥发分，其中残余物炭黑进入炭黑收集机中收集，而挥发分进入锌电收尘机中，锌电收尘机去除挥发分中的锌，去除锌后挥发分中的合成气进入合成气收集罐收集，而热解油经过冷凝后与催化剂作用后进入热解油提质机，在热解油提质机中通入合成气对热解油进行提质精炼，其中挥发分中的重质油经过环化等形成石墨烯并通过石墨烯收集机收集，轻油进入轻油收集机收集，合成气进入合成气收集罐收集。

9、本实用新型利用废弃轮胎优异的微波吸收能力，通过清洁高效的微波脱硫热解系统将废弃轮胎分解为残余炭黑和挥发分，随后通过锌电收尘机除锌，避免了高温下硫化锌的生成以及后续繁琐的湿法除杂工艺；再通过热解油提质机将挥发分转化为高附加值的石墨烯、轻油。本实用新型结构简单，不仅实现了废弃轮胎的综合利用，也提高了产物附加值，具有较大的工业化潜力。

技术特征：

1.一种利用废弃轮胎制备炭黑、石墨烯和轻油的装置，其特征在于：包括微波脱硫热解系统，所述微波脱硫热解系统底部连通有炭黑收集机(4)，所述微波脱硫热解系统顶部连通有锌电收尘机(3)的入料口；

2.根据权利要求1所述的利用废弃轮胎制备炭黑、石墨烯和轻油的装置，其特征在于：所述微波脱硫热解系统包括微波脱硫机(1)和微波热解机(2)，所述微波脱硫机(1)的出料口与所述微波热解机(2)的进料口固接并连通，所述微波热解机(2)底部的第一出料口与所述炭黑收集机(4)的顶部固接并连通，所述微波热解机(2)顶部的第二出料口与所述锌电收尘机(3)的入料口固接并连通。

3.根据权利要求1所述的利用废弃轮胎制备炭黑、石墨烯和轻油的装置，其特征在于：所述合成气收集罐(6)底部的出料口固接并连通有合成气循环机(9)的入料口，所述合成气循环机(9)的出料口与所述热解油提质机(5)顶部的第二入料口固接并连通。

4.根据权利要求1所述的利用废弃轮胎制备炭黑、石墨烯和轻油的装置，其特征在于：所述热解油提质机(5)底部的第一出料口与所述石墨烯收集机(7)固接并连通，所述热解油提质机(5)侧壁的第二出料口与所述轻油收集机(8)和所述合成气收集罐(6)的第二入料口固接并连通。

技术总结
本技术公开一种利用废弃轮胎制备炭黑、石墨烯和轻油的装置，包括微波脱硫热解系统，微波脱硫热解系统底部连通有炭黑收集机，微波脱硫热解系统顶部连通有锌电收尘机的入料口；锌电收尘机的出料口固接并连通有合成气收集罐的第一入料口和热解油提质机的第一入料口，锌电收尘机和合成气收集罐均位于热解油提质机的上方，热解油提质机的出料端连通有石墨烯收集机、轻油收集机和合成气收集罐的第二入料口，石墨烯收集机、轻油收集机均位于热解油提质机的下方。本技术避免了硫化锌的生成以及后续繁琐的湿法除杂工艺，同时可将废旧轮胎转化为高附加值的石墨烯、轻油，实现了废弃轮胎的综合利用，提高了产物附加值。

技术研发人员：刘秉国,宇文超,郭胜惠,周俊文
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：20230418
技术公布日：2024/1/12