。保持室允許受控量的碎片被氮吹掃以移除在碎片之間空隙部分中包含的空氣。
[0054]如本文描述的實(shí)施方案，可優(yōu)選地用于連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)。然而，實(shí)施方案對于間歇進(jìn)料系統(tǒng)也可以是適用的。在間歇進(jìn)料系統(tǒng)中，干餾甑被充入固定量的供料并且典型地在足夠低以致進(jìn)料的燃燒不會發(fā)生的溫度裝載。干餾甑被密封，或通過真空或用惰性氣體吹掃掉氧，并且使用預(yù)定的溫度曲線被加熱。進(jìn)料材料被熱解并且熱解氣體被提取。在干餾甑中期望的停留時間和充分的冷卻達(dá)成之后，干餾甑被打開并且固體產(chǎn)物被收集?？商鎿Q地，在連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)中，供料被引入到熱處理器，經(jīng)加熱了的系統(tǒng)被傳送，隨后使用預(yù)定的溫度曲線和進(jìn)料速度被熱解。隨著進(jìn)料材料被熱解，氣體被提取和收集。固體產(chǎn)物被生產(chǎn)出來并被傳送到處理器之外。典型地，固體通過熱交換機(jī)械裝置冷卻，并且被持續(xù)地排出。
[0055]圖5圖示說明了示例的連續(xù)熱解過程200以將輪胎熱轉(zhuǎn)化為與礦物粉末、油和不可凝氣體組合的碳黑。在示例的實(shí)施方案中，輪胎被切碎，所述切碎過程與熱解過程聯(lián)在一起工作。示例的過程包括準(zhǔn)備用于熱解的輪胎250，熱解輪胎252，精制包括可凝油的氣體產(chǎn)出254，以及精制TDCB產(chǎn)出256。在準(zhǔn)備250期間，輪胎被切碎、干燥并且被傳遞到熱解處理器。在熱解252期間，輪胎碎片可以隨后在除氧的環(huán)境被加熱至足以熱解的溫度以避免有機(jī)物在正常操作溫度燃燒。沒有氧也避免可燃?xì)怏w在存在氧同時在它們的自燃溫度之上時的危險情況。材料固體256的加工可以包括從處理器中移除TDCB，冷卻以及分離該材料。熱解氣體也可以從處理器被移除，并且針對期望的產(chǎn)物254進(jìn)行進(jìn)一步處理。例如，系統(tǒng)可以也包括各種過程以從不可凝氣體中冷凝熱解油。不可凝氣體代表可以隨后被燃燒或被作為燃料在發(fā)電機(jī)中使用以產(chǎn)生電的爐氣。
[0056]在示例的實(shí)施方案中，輪胎201a被切碎204，干燥206，以及被傳遞202，上述過程與熱解過程252聯(lián)在一起工作。例如，輪胎201a被輸送到傳送器202，所述傳送器202將輪胎201a引入到切碎器204。輪胎201a可以在切碎器204中被切割，其中水被添加以冷卻刀片。濕的碎片201b可以隨后經(jīng)干燥器206被傳送器202傳遞。干燥器206可以是燃?xì)獾幕蛉计?steam-fired)干燥器208，其中碎片201b經(jīng)流化床被傳遞，被干燥和除塵以去除橡膠和纖維的小塊，以及被送至熱解處理器210用于分解。在一個實(shí)施方案中，用于燃?xì)獾幕蛉计母稍锲鞯臒嵩词莵碜栽从谌绫疚拿枋龅臒峤膺^程的不可凝氣體，或者來自從由不可凝氣體提供能量的往復(fù)式驅(qū)動式發(fā)電機(jī)回收的蒸汽?？商鎿Q地，輪胎可以被單獨(dú)準(zhǔn)備，然后帶到熱解加工廠用于分解。在此情況下，輪胎可以仍然被干燥以移除任何過量的或殘留的水分，或者可以被直接使用。
[0057]可優(yōu)選地，為了在與如本文描述的實(shí)施方案一起被使用時生產(chǎn)更好質(zhì)量的碳和油，并且減少熱解發(fā)生所需的時間，被引入到熱解處理器的輪胎碎片201c是小的，由此增加處理器的容量或者減少用于處理器的所需的基本建設(shè)費(fèi)用。輪胎碎片可以來自多重來源。熱解設(shè)施可以包括用以在進(jìn)行熱解之前加工輪胎的現(xiàn)場位置。輪胎和/或輪胎碎片可以用設(shè)備在熱解過程的前端處被加工以移除任何鋼和大量來自輪胎碎片的增強(qiáng)纖維。現(xiàn)場設(shè)備可以直接與熱解設(shè)備線聯(lián)在一起工作，或者可以與熱解設(shè)備線相鄰。可替換地，輪胎碎片可以被場外預(yù)加工或者得于獨(dú)立的來源。
[0058]在一個示例的實(shí)施方案中，輪胎被切割成在長度上小于6英寸的塊。可優(yōu)選地，輪胎碎片被切割成在長度上小于約2英寸的塊。例如，示例的輪胎碎片大約為3/4英寸寬乘以3/4英寸長乘以3/8英寸厚，或者更小。盡管較大的碎片尺寸可以被使用，但是更小的碎片是可優(yōu)選的。更大的碎片尺寸，包括6英寸長和1.5英寸寬，可能不能經(jīng)連續(xù)熱解系統(tǒng)被同樣有效地傳送。進(jìn)一步地，由于橡膠的熱性質(zhì)，即，橡膠是非常差的熱導(dǎo)體，大于3/8英寸厚的碎片尺寸可能不能像較小厚度的碎片那么快或那么一致地?zé)峤?。?dāng)使用如本文描述的實(shí)施方案用連續(xù)過程被加工時，較小的碎片尺寸也優(yōu)選產(chǎn)生質(zhì)量更一致的碳和油。因此，較小的碎片是優(yōu)選的。
[0059]在一個實(shí)施方案中，輪胎碎片被精確地調(diào)整尺寸，故其維度變化不多于固定的百分比。在一個實(shí)施方案中，輪胎碎片具有變化不多于O至20%百分比的堆密度。相較于不一致尺寸和/或密度的輪胎碎片，一致尺寸和/或堆密度的輪胎碎片熱解更一致。因此，當(dāng)使用如本文描述的實(shí)施方案用連續(xù)過程被加工時，一致維度和/或密度的輪胎碎片優(yōu)選產(chǎn)生質(zhì)量更一致的碳和油和不可凝氣體。
[0060]干燥的碎片也是優(yōu)選的，因?yàn)楦稍锏乃槠瑴p少使材料到達(dá)足以熱解的溫度所需的熱的加熱負(fù)載。此外，干燥的供料允許生產(chǎn)者控制在處理器中水蒸汽的量，由此控制水與碳的側(cè)鏈反應(yīng)以產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳(取決于操作溫度)。同樣，過量的水蒸氣可以與油產(chǎn)物作用引起乳化。從輪胎碎片移除水比從熱解過程之后的乳化物中移除水容易。因此，即使碎片得自場外資源，碎片仍然可以依照本文描述的實(shí)施方案被預(yù)處理以移除過量的水。
[0061]在一個實(shí)施方案中，在熱解過程前，鋼從輪胎碎片中移除。許多客用車和卡車輪胎包括鋼帶，在準(zhǔn)備用于熱解過程的輪胎時，所述鋼帶可優(yōu)選地被移除。留在碎片中的鋼可能不能經(jīng)連續(xù)熱解過程有效傳遞，造成困難的材料處置問題導(dǎo)致系統(tǒng)的堵塞。進(jìn)一步地，在輪胎中的增強(qiáng)鋼絲一旦從硫化橡膠基體中釋放就傾向于糾結(jié)在一起，形成鋼“毛團(tuán)”，所述鋼“毛團(tuán)”進(jìn)一步使材料處置復(fù)雜化。另外，由于鋼的磨蝕本性，存在于碎片中的鋼可能損壞或過早地?fù)p耗設(shè)備，例如閥、管道等。因此，鋼和幾乎全部增強(qiáng)纖維一起可優(yōu)選地被移除。在切碎期間，各種移除鋼和纖維的工藝可以被使用，例如用于生產(chǎn)碎橡膠、競技場橡膠和運(yùn)動場橡膠的那些。被移除的鋼可以被分離并且從剩余的輪胎碎片中單獨(dú)地再循環(huán)。
[0062]機(jī)械傳送系統(tǒng)202可以被用于傳遞原材料201a、201b、201c到熱解處理器210。可以被用于輸送原材料的示例的傳送器系統(tǒng)202可以包括，例如，斗式提升機(jī)或其他機(jī)械設(shè)備。在一個實(shí)施方案中，正壓氣動傳送系統(tǒng)被用于將輪胎碎片搬到熱解處理器的頂部。例如，氣動傳送系統(tǒng)垂直搬運(yùn)輪胎碎片大約50英尺到熱解處理器210的頂部。相較于例如斗式提升機(jī)的機(jī)械替換方案，氣動輸送減少碎片的總存貨量，最小化污染的可能性并且降低材料處置設(shè)備中火災(zāi)隱患的等級。進(jìn)一步地，材料的垂直加工最大化重力的使用來移動輪胎碎片并且最小化在單元操作之間材料處置設(shè)備的使用。在正壓氣動傳遞系統(tǒng)的末端，空氣可以經(jīng)由空氣旋風(fēng)分離器從碎片中分離，隨后碎片重力跌落到斜槽212中。斜槽212可以是大體上圓柱形的。斜槽也可以在排出處包括相較于入口更大直徑的截面。該倒圓錐形狀減少斜槽堵塞的可能性，因?yàn)橄鹉z碎片具有高摩擦系數(shù)并且傾向于輕易地堵塞斜槽。
[0063]參照圖6，在示例的系統(tǒng)中，輪胎碎片201c在處理器210中在足以熱解的溫度被熱解。處理器210可以是，例如，如同上文針對圖1描述的。進(jìn)來的碎片201c可以在進(jìn)入處理器210之前被除氣。在被除氣之后，碎片進(jìn)入熱解處理器210的頂部，所述碎片被加熱元件加熱并且重力跌落到旋轉(zhuǎn)產(chǎn)物盤上。處理器可以以足以熱解的方式加熱固體，例如超過790 °F?？蓛?yōu)選地，處理器加熱所述材料至大約825 °F和980 °F之間。固體經(jīng)輻射、對流和傳導(dǎo)加熱被保持在大約+/-1 T。在一個實(shí)施方案中，熱解處理器額外地或可替換地持續(xù)從系統(tǒng)移除氧。因此，熱解處理器210不斷地被用氮?dú)獯祾咭员３盅跛教幱诨虻陀?%。在一個實(shí)施方案中，熱解處理器210由垂直旋轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器組成。通過在每個水平盤上使用固定機(jī)械耙狀物和固定調(diào)平臂系統(tǒng)，固體材料向下行經(jīng)多個旋轉(zhuǎn)盤。耙狀物有效地從盤到盤地移動碎片，而調(diào)平系統(tǒng)可以鋪開堆并且由此確保有效的熱傳遞和熱解。氣流被中心渦輪式風(fēng)扇保持穿過盤中的碎片。此過程持續(xù)直至初始材料的熱解反應(yīng)完成。在此時，TDCB到達(dá)產(chǎn)物出口 218并被從熱解處理器210移除。
[0064]熱加工單元的尺寸可以依據(jù)特定裝備的設(shè)計(jì)容量。例如，15至25個旋轉(zhuǎn)盤，垂直間隔4至20英寸，可以與直徑10至20英尺且15至40英尺高的熱加工單元一起使用。間歇過程可以也用于熱解，但可能不會同樣有效。此外，間歇過程能夠在真空下操作，此真空操作作為排出包含在輪胎片之間的空隙部分體積中的空氣的優(yōu)選方法。然而，間歇系統(tǒng)典型地不具有溫和地循環(huán)熱解氣體以改進(jìn)熱傳遞和反應(yīng)化學(xué)的便捷或廉價方式。進(jìn)一步地，間歇容器在每個批次之后必須被冷卻到低于400 °F，以允許TDCB在低于TDCB的自燃溫度(大約500 °F)的溫度從容器中被移除。這樣的時間耗費(fèi)和熱的加熱損失致使其他過程效率低下。
[0065]在一個實(shí)施方案中，氮吹掃被用于移除氧，在進(jìn)入處理器之前，所述氧占據(jù)輪胎碎片塊之間的空隙部分并且被吸收在輪胎碎片中。氮吹掃給定量的時間以移除任何存在于碎片中的氧。例如，輪胎碎片201c從斜槽21落下到上部的閥216a上，所述閥216a打開以允許已測定量的材料重力跌落到室216中，所述室216在下部的閥216b的頂部。上部的閥216a隨后閉合。氮216c被引入在閉合的閥216a和216b之間的室以移除夾帶在材料流中的氧。氧可優(yōu)選地在熱處理器中和緊接在熱解過程之后是受限的，以減小燃燒和爆炸的可能性。在給定量的時間之后，在為另一次受控的碎片添加再次閉合之前，下部的閥216b被打開，并且跌落碎片到下一個傳遞系統(tǒng)上。在下部的閥216b閉合之后，上部的閥216a打開以重復(fù)該循環(huán)。在一個實(shí)施方案中，下部的閥12b的直徑為12英寸，而上部的閥12a的直徑為8英寸，并且已測定量的材料為約I立方英尺，以及用于氮吹掃的給定量的時間為大約0.3分鐘。氣閘216在處理器210之前和之后可以以相似的方式操作。在一個實(shí)施方案中，在處理器出口 218處的氣閘216采用氮來吹掃來自退出的炭的爐氣。氣閘室安裝真空泵，所述真空泵保持輕微的吸力以排凈吹掃氮和任何爐氣。真空泵也將吹掃氮從冷卻螺旋214抽出。
[0066]冷卻螺旋214可以就在熱解過程之前和/或就在熱解過程之后被使用以分別阻止被運(yùn)輸?shù)牟牧献冋郴蛉紵?。這些冷卻螺旋可以包括空心的軸和條板(flight)以及外部的冷卻套以均勻地冷卻被輸送的材料。例如，螺旋軸和條板是中空的，經(jīng)螺旋軸和條板，來自冷卻塔的冷卻水可以流動。進(jìn)一步地，進(jìn)料螺旋的殼可以被夾套，在那里，冷卻塔的水的接觸流也可以循環(huán)的。在一個實(shí)施方案中，進(jìn)料螺旋214被用于輸送碎片201c到熱解處理器210中。在示例的實(shí)施方案中，在移除來自輪胎碎片的氧之后，碎片跌落到進(jìn)料螺旋中。進(jìn)料螺旋也可以用氮吹掃以阻止熱解氣體逃離處理器。進(jìn)料螺旋可以也被冷卻，使得熱加工在碎片進(jìn)入熱處理器之前不開始。進(jìn)料螺旋的使用均衡前往處理器的碎片流，避免在盤中過量的堆積。
[0067]固體材料220在熱解之后可以經(jīng)氣閘216退出熱解處理器的底部。從氣閘閥退出的固體材料220由TDCB和其他化合物組成，統(tǒng)稱為灰。固體材料可以從熱解處理器210被移除并且被冷卻。TDCB可以被冷卻至低于其自燃溫度(大約500 T )，以阻止在TDCB從處理器被移除之后燃燒。例如，材料從熱加工單元以I立方英尺半連續(xù)體積經(jīng)氣閘216被排出。冷卻系統(tǒng)可以包括如上述設(shè)計(jì)的冷卻螺旋214以允許來自冷卻塔的冷卻水流經(jīng)中空的螺旋軸和條板。冷卻螺旋也可以被夾套以允許額外的冷卻水循環(huán)。在一個實(shí)施方案中，冷卻螺旋將來自熱解溫度大約為980 °?的炭在退出冷卻螺旋之前冷卻至大約100 °F或者更低。冷卻螺旋可以有足夠的長度以提供用于炭的適當(dāng)?shù)睦鋮s時間，例如大約20英