CN103557529A - 裂解废气焚烧热能循环及烟气净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废橡胶热裂解过程中裂解废气焚烧热能循环及烟气净化系统。该系统主要包括裂解炉、热风炉、裂解废气焚烧热能循环系统、烟气净化装置，以及连接所述裂解炉、热风炉、所述热能循环系统以及烟气净化装置的管路；热能循环系统包括冷凝器、水封槽、以及对裂解废气进行进一步焚烧的废气燃烧炉；烟气净化装置包括急冷洗涤装置、吸风机和排烟管；急冷洗涤装置与裂解炉通过管路连接，废橡胶裂解完成后裂解炉内的废气经管路进入急冷洗涤装置内降温并脱酸处理，后依次经引风机和排气管排出。本发明与现有技术相比，产出效率更好，废橡胶裂解过程所产生的废气或废物更少，更加环保。

Description

裂解废气焚烧热能循环及烟气净化系统

技术领域

本发明涉及一种废橡胶热裂解过程中裂解废气焚烧热能循环及烟气净化的系统。

背景技术

我国是一个橡胶消耗大国，但同时又是一个橡胶资源十分匮乏的国家。年产汽车轮胎上亿条，每年产生废轮胎上百万吨，汽车轮胎的替换量每年以15—20%的速度递增。随着现代汽车工业的迅速发展，越来越多的废旧轮胎堆积如山，如此大量的固体垃圾堆存，对城乡环境污染的长期性、严重性是不言而喻的，但同时这又是一个近在身边的巨大财富矿山。中国70％的废轮胎资源没有被回收再利用，废橡胶的回收利用率也不到一半。

我国的废旧橡胶轮胎利用已发展到现在的轮胎翻新、再生胶、胶粉、热裂解多种方式。热裂解不仅可以回收能源且可以回收附加值的产物：油品、化学品、炭黑及高热值的燃料气，被认为是较有前途的处理方法。

然而，现有废橡胶、废胶带裂解工艺主要不完善表现在：

（1） 利用简单废土办法裂解，设备简单，在生产过程中产生大量的有毒有害烟尘、气体，严重污染周围的空气环境；

（2）对裂解产生的有害烟尘和产生的酸性废气处置过于简单，废气排放的达标率较低；

（3） 现有裂解工艺后的裂解燃气应用考虑不完善，已利用裂解燃料气进裂解炉热量利用中，由于裂解炉内温度局限在350-450℃，烟气中大部分有害物质未完全高温分解，排放出的烟尘、硫化物、酸性烟气容易产生二恶英等有毒物质造成环境污染。 

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种废橡胶热裂解过程中裂解废气焚烧热能循环及烟气净化系统。

为实现上述目的，本发明裂解废气焚烧热能循环及烟气净化系统，主要包括：

用于裂解废橡胶的裂解炉；

为所述裂解炉提供热能的热风炉；

用于将裂解过程中产生的裂解气体进行冷凝和进一步燃烧并为所述裂解炉提供热能的裂解废气焚烧热能循环系统；

将高温烟气进行净化处理的烟气净化装置；

以及连接所述裂解炉、热风炉、所述热能循环系统以及烟气净化装置的管路；

所述热能循环系统包括对裂解废气进行冷凝处理的冷凝器、对冷凝器输出管路进行密封的水封槽、以及对裂解废气进行进一步焚烧的废气燃烧炉；

所述热风炉与所述裂解炉相连并向其供热，废橡胶在裂解炉内裂解并产生裂解气；所述冷凝器与裂解炉通过管路连接，所述裂解气经管路进入冷凝器进行冷凝处理，裂解气中的原油在冷凝器中冷却液化后被回收，未被回收的裂解气通过管路经过所述水封槽后进入所述废气燃烧炉内进行焚烧，焚烧产生的高温烟气经管路被输送回所述裂解炉内，并为裂解废橡胶提供热量；

所述烟气净化装置包括急冷洗涤装置、吸风机和排烟管；急冷洗涤装置与所述裂解炉通过管路连接，废橡胶裂解完成后裂解炉内的废气经管路进入急冷洗涤装置内降温并脱酸处理，后依次经引风机和排气管排出。

进一步，所述急冷洗涤装置包括调配碱液的配给水箱和急冷水塔。

进一步，所述碱液为含量10%（ 重量计）的NaOH溶液。

进一步，所述废气燃烧炉的废气烧咀处设置有防爆阻火器和燃烧炉安全控制阀。

进一步，所述热能循环及烟气净化系统还包括紧急排放装置，该装置为连通所述水封槽出口和所述排气管的管路以及设置在该管路上的安全气动蝶阀，当水封槽内气体压力超过安全极限值时，所述安全气动蝶阀自动打开，水封槽内的气体经过管路和排气管排出。

进一步，所述热能循环及烟气净化系统还包括用于调控所述裂解炉的热能供应的热能控制系统，所述热能控制系统包括：用于采集所述废气燃烧炉出气口所输出的高温烟气的温度的第一温度传感器，用于采集所述裂解炉热量输入口处输入气体温度的第二温度传感器，设置在连接所述燃烧炉出气口和裂解炉热量入口的管路上的第一控制阀，设置在连接所述热风炉热量输出口与所述裂解炉热量入口管路上的第二控制阀，以及智能控制单元；智能控制单元根据第一、二温度传感器所测温度值来调控第一、二控制阀的流量，进而保证所述裂解炉内的裂解温度能够达到设置值。

进一步，所述智能控制单元为单片机或计算机。

进一步，所述废气燃烧炉内设有火焰检知器，火焰检知器与所述智能控制单元连接，用于在废气燃烧炉内发生熄火或点火失败时，所述智能控制单元自动根据所述火焰检知器反馈信息自动关闭废气燃烧炉废气输入口的控制阀。

进一步，所述热能循环及烟气净化系统包括多个所述裂解炉和所述冷凝器。

本发明与现有技术相比，产出效率更好，废橡胶裂解过程所产生的废气或废物更少，更加环保。

 

附图说明

 图1为本发明热能循环及烟气净化系统结构示图；

   图2为本发明工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

如图1所示，本发明裂解废气焚烧热能循环及烟气净化系统，主要包括：

用于裂解废橡胶的裂解炉100；为裂解炉提供热能的热风炉200；用于将裂解过程中产生的裂解气体进行冷凝和进一步燃烧并为裂解炉提供热能的裂解废气焚烧热能循环系统300；将高温烟气进行净化处理的烟气净化装置400；以及连接裂解炉、热风炉、热能循环系统以及烟气净化装置的管路；

热能循环系统300包括对裂解废气进行冷凝处理的冷凝器310、对冷凝器输出管路进行密封的水封槽320、以及对裂解废气进行进一步焚烧的废气燃烧炉330；废气燃烧炉的废气烧咀处设置有防爆阻火器331。

热风炉200与裂解炉100相连并向其供热，废橡胶在裂解炉100内裂解并产生裂解废气；冷凝器310与裂解炉100通过管路连接，裂解废气经管路进入冷凝器进行冷凝处理，裂解废气中的原油在冷凝器310中冷却液化后从冷凝器的原油排出口311排出并被回收，未被回收的裂解废气通过管路经过水封槽后进入废气燃烧炉330内进行焚烧，焚烧产生的高温烟气经管路被输送回裂解炉100内，并为裂解废橡胶提供热量；

烟气净化装置400包括急冷洗涤装置410、吸风机420和排烟管430；急冷洗涤装置410与裂解炉100通过管路连接，废橡胶裂解完成后裂解炉100内的废气经管路进入急冷洗涤装置410内降温并脱酸处理，由引风机420通过排气管430排出。

急冷洗涤装置包410括调配碱液的配给水箱和急冷水塔。碱液为含量10%（ 重量计）的NaOH溶液。

热能循环及烟气净化系统还包括紧急排放装置500，该装置为连通水封槽320出口和排气管430的管路以及设置在该管路上的安全气动蝶阀510，当水封槽内气体压力超过安全极限值时，安全气动蝶阀510自动打开，水封槽内的气体经过管路和排气管排出到高空，而不会直接危害车间内的人。

裂解过程中最严重的异常事件是突然停电事故和焚烧系统故障，紧急排放装置的作用在于，在系统运行发生突然停电或焚烧炉系统故障的异常情况下，紧急排放系统自动启动，以保证废橡胶裂解产生的废气能安全可靠地高空排放，以防废橡胶裂解炉内气体爆炸或有害气体外泄到车间内，提高了系统的安全性。

热能循环及烟气净化系统还包括用于调控裂解炉的热能供应的热能控制系统，热能控制系统包括：用于采集废气燃烧炉出气口所输出的高温烟气的温度的第一温度传感器（610），用于采集裂解炉热量输入口处输入气体温度的第二温度传感器（620），设置在连接燃烧炉出气口和裂解炉热量入口的管路上的第一控制阀（630），设置在连接热风炉热量输出口与裂解炉热量入口管路上的第二控制阀（640），以及智能控制单元（未示出）；智能控制单元根据第一、二温度传感器所测温度值来调控第一、二控制阀的流量，进而保证裂解炉内的裂解温度能够达到设置值。智能控制单元为单片机或计算机。

另外，热能循环及烟气净化系统还可以设置多个裂解炉和冷凝器。裂解炉裂解出的气体通过管路通入同一个或多个冷凝器中冷却析出原油，冷凝器中未液化的气体输入同一个废气燃烧炉内焚烧，焚烧后产生的高温热气通过管路分别给多个裂解炉供热。

如图2所示，工作时，废橡胶、废胶带破碎后送入裂解炉内，裂解炉由热风炉加温启动后，裂解炉内的挥发的有机气体进入冷凝器冷凝得到原油与不凝气体，不凝气体进入水封槽，然后该不凝气体由引风机引入废气燃烧炉内高温度焚烧处理，从而获得热气体进入裂解炉内为裂解过程供热，裂解出气体再次进入冷凝器中，如此循环直到裂解过程完成。废气焚烧供热后，热风炉则根据热能控制系统根据裂解需要调整供热量。

废气燃烧炉内设有火焰检知器（未示出），火焰检知器与所述智能控制单元连接，用于在废气燃烧炉内发生熄火或点火失败时，智能控制单元自动根据所述火焰检知器反馈信息自动关闭废气燃烧炉废气输入口的控制阀332。

从裂解炉换热后的烟气进入急冷洗涤装置进行化学反应和再次降温，达到急冷和脱酸的目的。吸收装置所使用的碱液通常为NaOH溶液（10%）。碱性溶液与酸性气体反应后生成盐类，其水分被完全蒸发并降低烟气温度。经处理后的烟气则通过排气管排出。

该装置最大的优点为酸气去除率高，对HCL之去除率可达95%以上，对SO₂亦可80%以上，急冷洗涤比干式反应装置对各种有机污染物（如PCDD、PCDF等）及重金属去除效率高，同时吸收装置还具有除尘功能。其性能特点：

(1)  烟气中的酸性气体采用碱液吸收后，达标排放；

(2)  喷水量由设备自动控制，水量均匀连续 ；

(3) 高温烟气在吸收塔内被瞬间冷却，出口烟气温度约为200℃，有效抑制二恶英的产生；

(4) 自动控制，运行可靠、方便。

(5) 操作简单，易于维护；

(6) 碱液雾化采用双流体喷头，雾化粒径小，雾化效果好；

(7) 急冷洗涤主体采用热稳定好、化学稳定性好的花岗岩材料，具有良好的抗酸抗碱性，设备无腐蚀、堵塞现象。

本发明与现有技术相比，产出效率更好，废橡胶裂解过程所产生的废气或废物更少，更加环保。

Claims (9)

1.本发明裂解废气焚烧热能循环及烟气净化系统，其特征在于，该系统主要包括：

用于裂解废橡胶的裂解炉；

为所述裂解炉提供热能的热风炉；

用于将裂解过程中产生的裂解气体进行冷凝和进一步燃烧并为所述裂解炉提供热能的裂解废气焚烧热能循环系统；

将高温烟气进行净化处理的烟气净化装置；

以及连接所述裂解炉、热风炉、所述热能循环系统以及烟气净化装置的管路；

所述热能循环系统包括对裂解废气进行冷凝处理的冷凝器、对冷凝器输出管路进行密封的水封槽、以及对裂解废气进行进一步焚烧的废气燃烧炉；

所述热风炉与所述裂解炉相连并向其供热，废橡胶在裂解炉内裂解并产生裂解废气；所述冷凝器与裂解炉通过管路连接，所述裂解废气经管路进入冷凝器进行冷凝处理，裂解废气中的原油在冷凝器中冷却液化后被回收，未被回收的裂解废气通过管路经过所述水封槽后进入所述废气燃烧炉内进行焚烧，焚烧产生的高温烟气经管路被输送回所述裂解炉内，并为裂解废橡胶提供热量；

所述烟气净化装置包括急冷洗涤装置、吸风机和排烟管；急冷洗涤装置与所述裂解炉通过管路连接，废橡胶裂解完成后裂解炉内的废气经管路进入急冷洗涤装置内降温并脱酸处理，后依次经引风机和排气管排出。

2.如权利要求1所述热能循环及烟气净化系统，其特征在于，所述急冷洗涤装置包括调配碱液的配给水箱和急冷水塔。

3.如权利要求2所述热能循环及烟气净化系统，其特征在于，所述碱液为含量10%（ 重量计）的NaOH溶液。

4.如权利要求1所述热能循环及烟气净化系统，其特征在于，所述废气燃烧炉的废气烧咀处设置有防爆阻火器和燃烧炉安全控制阀。

5.如权利要求1所述热能循环及烟气净化系统，其特征在于，所述热能循环及烟气净化系统还包括紧急排放装置，该装置为连通所述水封槽出口和所述排气管的管路以及设置在该管路上的安全气动蝶阀，当水封槽内气体压力超过安全极限值时，所述安全气动蝶阀自动打开，水封槽内的气体经过管路和排气管排出。

6.如权利要求1所述热能循环及烟气净化系统，其特征在于，所述热能循环及烟气净化系统还包括用于调控所述裂解炉的热能供应的热能控制系统，所述热能控制系统包括：用于采集所述废气燃烧炉出气口所输出的高温烟气的温度的第一温度传感器，用于采集所述裂解炉热量输入口处输入气体温度的第二温度传感器，设置在连接所述燃烧炉出气口和裂解炉热量入口的管路上的第一控制阀，设置在连接所述热风炉热量输出口与所述裂解炉热量入口管路上的第二控制阀，以及智能控制单元；智能控制单元根据第一、二温度传感器所测温度值来调控第一、二控制阀的流量，进而保证所述裂解炉内的裂解温度能够达到设置值。

7.如权利要求6所述热能循环及烟气净化系统，其特征在于，所述智能控制单元为单片机或计算机。

8.如权利要求6所述热能循环及烟气净化系统，其特征在于，所述废气燃烧炉内设有火焰检知器，火焰检知器与所述智能控制单元连接，用于在废气燃烧炉内发生熄火或点火失败时，所述智能控制单元自动根据所述火焰检知器反馈信息自动关闭废气燃烧炉废气输入口的控制阀。

9.如权利要求1所述热能循环及烟气净化系统，其特征在于，所述热能循环及烟气净化系统包括多个所述裂解炉和所述冷凝器。

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