太陽能連續(xù)化生產(chǎn)廢橡膠裂解爐設(shè)計(jì)

沈 宣，李培培，徐云慧，張達(dá)志，陳 笛

(徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221140)

1 設(shè)計(jì)背景

目前，活性炭一般都是靠烴的不完全燃燒制得，不能夠直接從大自然中獲取。因此如何高效而節(jié)能地制造活性炭具有很大意義。然而制備活性炭所用設(shè)備存在兩個(gè)問題：這是一項(xiàng)高耗能的產(chǎn)業(yè)，平均而言，每生產(chǎn)1t炭就需耗用2t烴燃料；對(duì)環(huán)境破壞大，每生產(chǎn)1 t就需要3.67 t二氧化碳。

2 設(shè)計(jì)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本文提供如下技術(shù)方案：太陽能連續(xù)化生產(chǎn)裂解爐包括，圓柱形爐體，供電部分，供氣供水部分，廢物處理部分，控溫加熱裝置，冷卻取料部分，可拆卸的裝料倉及其可動(dòng)支架橫桿。

(1)圓柱形爐體：爐體前后中間各有隔溫艙門，皆可開合，使用時(shí)三門皆閉，將爐體分為三大段(低溫艙，高溫艙，冷卻艙)。

(2)供電部分：由架在爐體上的巨大太陽能電板與爐體邊上的儲(chǔ)能電池組成。

(3)供氣供水部分：供氣主要供兩個(gè)高溫艙通生產(chǎn)所需惰性氣體，水主要用于廢物處理部分冷凝。

(4)廢物處理部分：兩箱體上下均有格擋蒸汽并令其冷凝的板，產(chǎn)生的液體通過板子的導(dǎo)流加上氣流的推動(dòng)進(jìn)入兩根冷凝管，冷卻結(jié)束后，兩管合并氣體從上口冒出收集，液體順管道流出收集。

(5)控溫加熱裝置：通過爐體內(nèi)部四周所鑲嵌的加熱板進(jìn)行高溫生產(chǎn)，兩艙溫度可調(diào)節(jié)以便于適用于不同情況下生產(chǎn)

(6)冷卻取料：最后料倉由電機(jī)帶來冷卻艙，通過室溫冷卻后，取料。

(7)可拆卸的裝料倉：裝料箱為圓柱形由兩個(gè)半圓柱組成一邊用插栓固定，另一半用銷栓固定住取料時(shí)可以方便拆下料倉，料倉遍布小孔以便加熱均勻，倉體可靈活固定于支架橫桿上。

(8)可動(dòng)支架橫桿：由電機(jī)帶動(dòng)，貫穿爐體，并長于爐體，裝料倉固定于其上，橫桿表面為螺旋狀，可由電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)均帶動(dòng)料倉旋轉(zhuǎn)并往返做小距離移動(dòng)以便于均勻受熱。取料或換倉時(shí)在正旋帶動(dòng)其移動(dòng)。

3 結(jié)構(gòu)原理

圖1為太陽能連續(xù)化生產(chǎn)廢橡膠裂解爐的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 太陽能連續(xù)化生產(chǎn)廢橡膠裂解爐

圖1中：1、裝料倉，2、低溫爐體，3、高溫爐體，4、冷卻爐體，5-1、左艙門，5-2、右艙門，6、圓周通孔，7、電機(jī)，8、活動(dòng)螺紋橫桿，9、通氣水孔，10、閥門，11、冷凝水管，12、廢氣出口，13、加熱電阻板，14、冷凝導(dǎo)流板Ⅰ，15、冷凝導(dǎo)流板Ⅱ，16、冷凝導(dǎo)流板Ⅲ，17、太陽能電池板，18、儲(chǔ)能電池。艙門的結(jié)構(gòu)示意見圖2。

圖2 艙門的結(jié)構(gòu)示意

4 工藝原理

能源使用電能及太陽能1，打開爐蓋2，廢橡膠放入裝料倉13，料倉與螺桿8固定好，由兩邊的加熱電阻板5提供溫度條件，進(jìn)氣口14提供生產(chǎn)所需惰性氣體，冷凝導(dǎo)流板4起保護(hù)加熱電阻板和起廢氣廢水導(dǎo)流7作用，廢氣廢水經(jīng)過冷凝水管6被收集利用。生產(chǎn)時(shí)，電機(jī)往復(fù)帶動(dòng)橫桿使料倉旋轉(zhuǎn)并來回移動(dòng)，使其加熱均勻。先在低溫艙2，到達(dá)預(yù)定時(shí)間再由螺桿帶入高溫艙進(jìn)行裂解。生產(chǎn)結(jié)束，進(jìn)入冷卻艙11，由室溫空氣冷卻后打開冷卻室艙門12取出樣品，料倉上面采用銷釘拴住到達(dá)冷卻室降溫后將銷釘拔出拆下料倉拿出產(chǎn)品，等待低溫艙料倉快將進(jìn)入高溫艙時(shí)將料倉裝到螺桿頭打開艙門將其一起帶入到低溫艙實(shí)現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)。

5 裝置應(yīng)用

廢輪胎熱裂解轉(zhuǎn)化為裂解炭，解決了廢輪胎難處理的問題，將其轉(zhuǎn)化為活性炭，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。利用太陽能發(fā)電進(jìn)行加熱板的供電，實(shí)現(xiàn)了零耗能的目標(biāo)，設(shè)備裝置運(yùn)行成本低，符合國家節(jié)能減排的環(huán)保要求。