(1)廢塑料預處理
通過移動式抓斗車將廢塑料送入粗碎機進行粗碎,尺寸破碎至300mm以下,粗碎后的物料通過皮帶輸送機送入細碎機進行再次破碎,將其尺寸破碎至100mm以下。破碎時塑料含水率在30%左右,破碎工藝為撕碎,此工序無粉碎粉塵產(chǎn)生。在細碎機后設一級磁選挑選出金屬作為產(chǎn)品外售。
將細碎后的廢塑料通過皮帶機出料至廢塑料風干堆存區(qū),利用熱解煙氣余熱將水分降至20%。減少廢塑料的水分含量可降低熱解系統(tǒng)的能耗,并減少熱解廢水產(chǎn)生量。風干后的廢塑料經(jīng)皮帶機送往熱解車間。
廢塑料→粗碎機→細碎機→磁選機→余熱烘干→中間料斗→輸送帶
(2)進料系統(tǒng)
進料系統(tǒng)由上料倉、傳送帶、螺旋推進器組成。
①將廢塑料由傳送帶送入上料倉內(nèi)。
②當傳送帶開始送料時,過渡艙需要關閉下面的閥門打開上面的閥門,當過渡艙內(nèi)的料進滿后,需關閉過渡艙上面的閥門暫停。
③打開過渡艙上面的抽氣閥門,抽氣閥門與真空泵連接,在真空泵的作用下把過渡艙里的氧氣抽出,當負壓表顯示過渡艙內(nèi)顯示出負數(shù)時,此時過渡艙里處于無氧或貧氧狀態(tài),這時關閉抽氣閥門。
④打開過渡艙的下面的出料閥門,把無氧狀態(tài)的物料送入螺旋推進器中,此時轉(zhuǎn)動螺旋推進器,將物料推進裂解主爐中去,然后主爐點火轉(zhuǎn)動開始熱解,在熱解過程中可以連續(xù)送料,主爐中裂解氣有微負壓工藝引出爐膛,炭黑隨著螺旋推進器,送入炭黑出渣系統(tǒng)。
(3)熱解系統(tǒng)
燃燒室內(nèi)采用熱解不凝氣進行燃燒加熱(起爐采用柴油或天然氣等,約1小時),給熱解室升溫,控制溫度在400-450℃左右,主要進行四個階段的反應:
第一階段為吸熱脫水階段,溫度較低(100-200℃),附著水蒸發(fā),結合水析出,聚合物開始裂解。
第二階段(200-350℃)為揮發(fā)分大量析出階段,一氧化碳出現(xiàn)最大生成速率,同時生成少量液體產(chǎn)品。前兩階段均為吸熱反應。
第三階段(350-400℃)為二次裂解階段,是液體產(chǎn)物的主要生成階段,氣體產(chǎn)物可燃成分大量增加,釋放大量的熱。
第四階段(400-450℃)固體產(chǎn)物焦結構固化、壓縮,揮發(fā)物質(zhì)減少,炭黑含量增加,同時生成氫和CO等。該階段也是放熱反應。
從化學反應的角度對熱解進行分析,廢塑料在熱解過程中發(fā)生了復雜的熱化學反應,包括分子鍵斷裂、異構化和小分子聚合等反應。熱解過程由外至內(nèi)逐層進行。熱解產(chǎn)物為氣固兩相,氣相為不同碳原子數(shù)的烴類有機物,固相為含碳量高的有機物剩余殘?zhí)俊庀嘣跓峤鉅t內(nèi)外溫差產(chǎn)生的壓力差(0.02MPa左右)的作用下排出爐腔,作為熱解氣全部送往冷凝環(huán)節(jié)進行冷凝,剩余的殘?zhí)甲鳛楫a(chǎn)品去冷卻分裝。
裂解爐配有數(shù)顯溫控儀,根據(jù)設定的溫度控制要求自動控制熱解爐溫度在400-450℃。
從裂解爐出來的裂解油氣,進入分氣包經(jīng)重力沉降去除油氣中的細小粉塵,然后進入冷凝器,將系統(tǒng)內(nèi)的殘存氣體大部分抽出,可降凝的變?yōu)橐后w經(jīng)分離罐進入儲油罐,不凝部分進入凈化裝置。分離罐中進行油水分離,產(chǎn)生少量的含油廢水。燃料油進入儲油罐內(nèi)儲存,定期外售。不凝氣通過真空泵將緩沖罐抽成真空,在真空負壓作用下不凝氣經(jīng)冷凝裝置進入一級堿洗凈化裝置、水封后經(jīng)過阻燃器再去爐膛燃燒室燃燒。通過真空泵可將裂爐內(nèi)減壓至微負壓狀態(tài)(-0.03~-0.04MPa)。冷凝后殘存的尾氣主要為低碳烴類可燃性氣體,廢氣通過水封和回火阻止器兩道安全裝置,被送入裂解爐燃燒室作為燃料,在爐底充分燃燒為裂解爐提供所需能量,燃燒煙氣經(jīng)環(huán)保設施處理達標后通過40m高的煙囪外排。
冷凝系統(tǒng)采用列管冷凝器,冷卻方式為水冷。冷卻水由循環(huán)水池供給。
(4)炭黑出渣系統(tǒng)
經(jīng)熱解后產(chǎn)生的炭黑由螺旋冷渣機輸送至炭黑包裝袋內(nèi)(噸包袋),冷渣機外壁通入循環(huán)冷卻水,在螺旋輸送的過程將炭黑溫度降至40℃以下,再經(jīng)磁選設備將金屬物分離后,炭黑包裝外售。炭黑出渣為全密閉出渣。
(5)安全監(jiān)控系統(tǒng)
熱解爐、分汽包和沉降罐上都裝有溫控系統(tǒng)、壓力表,分離罐上裝有壓力表,溫控系統(tǒng)及壓力表都為遠傳監(jiān)控。對主處理器和關鍵系統(tǒng)的壓力、溫度進行監(jiān)控,一旦有異??勺詣訄缶a(chǎn)過程始終有安全保證。
(6)煙氣綜合處理
熱解不凝氣含有顆粒物、SO2、NOX、CO、HCL和少量有機物,熱解不凝氣經(jīng)緩沖罐集氣后,經(jīng)堿液洗滌凈化后,進入氣柜緩沖,再經(jīng)安全水封后送熱解爐下部燃燒室燃燒,為熱解提供熱量。
燃燒后的煙氣先經(jīng)換熱器用于烘干廢塑料,再進入煙氣綜合處理系統(tǒng),采用“水噴淋降塵+堿洗噴淋塔+UV光解+活性炭吸附”工藝處理后達標排放。其中堿液噴淋的目的是吸收酸性氣體,活性炭吸附有機氣體。液體噴淋本身就有降塵效果,本系統(tǒng)無需額外添加除塵設施,處理后的煙氣達標后由40米煙囪排放。
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