(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生。在細碎機后設一級磁選挑選出金屬作為產品外售。

將細碎后的廢塑料通過皮帶機出料至廢塑料風干堆存區,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的能耗,并減少熱解廢水產生量。風干后的廢塑料經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

進料系統由上料倉、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。

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顯示出負數時,此時過渡艙里處于無氧或貧氧狀態,這時關閉抽氣閥門。

④打開過渡艙的下面的出料閥門,把無氧狀態的物料送入螺旋推進器中,此時轉動螺旋推進器,將物料推進裂解主爐中去,然后主爐點火轉動開始熱解,在熱解過程中可以連續送料,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。

造紙廠廢塑料連續式熱解煉油工藝流程

(3)熱解系統

燃燒室內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,結合水析出,聚合物開始裂解。

第二階段(200-350℃)為揮發分大量析出階段,一氧化碳出現最大生成速率,同時生成少量液體產品。前兩階段均為吸熱反應。

第三階段(350-400℃)為二次裂解階段,是液體產物的主要生成階段,氣體產物可燃成分大量增加,釋放大量的熱。

第四階段(400-450℃)固體產物焦結構固化、壓縮,揮發物質減少,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。熱解過程由外至內逐層進行。熱解產物為氣固兩相,氣相為不同碳原子數的烴類有機物,固相為含碳量高的有機物剩余殘炭。氣相在熱解爐內外溫差產生的壓力差(0.02MPa左右)的作用下排出爐腔,作為熱解氣全部送往冷凝環節進行冷凝,剩余的殘碳作為產品去冷卻分裝。

裂解爐配有數顯溫控儀,根據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,進入分氣包經重力沉降去除油氣中的細小粉塵,然后進入冷凝器,將系統內的殘存氣體大部分抽出,可降凝的變為液體經分離罐進入儲油罐,不凝部分進入凈化裝置。分離罐中進行油水分離,產生少量的含油廢水。燃料油進入儲油罐內儲存,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冷凝裝置進入一級堿洗凈化裝置、水封后經過阻燃器再去爐膛燃燒室燃燒。通過真空泵可將裂爐內減壓至微負壓狀態(-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,燃燒煙氣經環保設施處理達標后通過40m高的煙囪外排。

冷凝系統采用列管冷凝器,冷卻方式為水冷。冷卻水由循環水池供給。

(4)炭黑出渣系統

經熱解后產生的炭黑由螺旋冷渣機輸送至炭黑包裝袋內(噸包袋),冷渣機外壁通入循環冷卻水,在螺旋輸送的過程將炭黑溫度降至40℃以下,再經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)安全監控系統

熱解爐、分汽包和沉降罐上都裝有溫控系統、壓力表,分離罐上裝有壓力表,溫控系統及壓力表都為遠傳監控。對主處理器和關鍵系統的壓力、溫度進行監控,一旦有異??勺詣訄缶?,生產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,熱解不凝氣經緩沖罐集氣后,經堿液洗滌凈化后,進入氣柜緩沖,再經安全水封后送熱解爐下部燃燒室燃燒,為熱解提供熱量。

燃燒后的煙氣先經換熱器用于烘干廢塑料,再進入煙氣綜合處理系統,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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