CN109022015B - 一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺及成套设备 - Google Patents

一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺及成套设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺及成套设备,所述处理工艺包括以下步骤:1)热裂解及产物再利用:废旧轮胎进行热裂解,产物炭黑和钢丝回收再加工,产物热解油和热解气燃烧供热;2)废气二次燃烧:混杂于废气中的炭黑颗粒物完全燃烧,抑制二噁英类高温生成;3)废气快速冷却:抑制二噁英类低温再合成;4)废气脱硫脱硝:去除废气中的氮氧化物、二氧化硫;5)干燥除尘:废气去除颗粒物,降解成无毒无害的清洁气体。本发明整套设备之间匹配合理,有效利用废旧轮胎热裂解过程中的各类产物,实现废气污染近零排放。

Description

一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺及成套设备
技术领域
本发明属于环保技术领域,具体涉及一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺及成套设备。
背景技术
随着人们生活水平的提升和物流业的快速发展,我国各类机动车的保有量逐年上涨。交通的发达带动经济的发展,但同时汽车轮胎的消耗也日益增多。废旧轮胎作为固体废弃物,在露天堆放或直接焚烧影响环境,被称之为“黑色污染”。热裂解作为回收利用废旧轮胎的重要方式之一,但是容易引起二次污染,对环境造成毁灭性的污染。如何有效减少甚至近零排放其热裂解过程中产生二噁英类、氮氧化物、二氧化硫、颗粒物等有毒有害气体是当前研究的热点。研究废旧轮胎的热裂解无可避免需要考虑各类有毒有害气体的控制问题。而能否有效解决废旧轮胎热裂解过程中二噁英类的排放直接关系到热裂解技术的推广。
在废旧轮胎热裂解过程中二噁英类产生的过程可分为高温生成和低温再合成等。高温生成是指由于热裂解不充分,烟气中的未燃尽物质在适宜的温度和催化剂作用下合成二噁英类,但是在温度高于800℃且停留时间大于2s的条件下,绝大部分二噁英类物质将会分解。而低温再合成是指在300-700℃温度区间内,已经高温分解的二噁英类会与烟尘中的含氯物种发生反应,再次生成二噁英类,因此要尽可能加速废气温度的降低,减少其在300-700℃的停留。故要有效控制二噁英类的排放,必须严格控制二噁英类的高温生成和低温再合成。
对于无法直接回收利用的废旧轮胎,目前的处理方法都是采用热裂解的方式对废旧轮胎进行处理,但现有的热裂解炉存在有以下缺陷:
第一,整体设计过于单一,不能充分利用废旧轮胎热裂解时的产物,燃料成本过高。
第二,因二噁英类的产生温度在300-700℃,而在热裂解过程中部分碳粒无法充分燃烧和高温烟气缓慢降温,这两个部分极易产生二噁英类。另有氮氧化物、二氧化硫等有毒有害气体生成,严重污染大气环境、危害人体健康。
目前,市场上有部分热解炉采用低温催化法热裂解废旧轮胎,虽然相比传统方法,节约了燃烧成本,但其运行温度基本在300-500℃温度区间,且废气在该温度区间停留时间过长,极易产生二噁英类有害物质。而后续废气处理工艺为活性炭吸附,二噁英类由气相转为固相,并没有真正意义上处理净化。而氮氧化物、二氧化硫和部分颗粒物的处理仍存在问题。
综上所述,现有的废旧轮胎热裂解技术难以对热裂解废气污染实现有效的治理甚至近零排放,研究和发明出符合环保理念的废气处理技术,有利于推动废旧轮胎热裂解技术的发展。
发明内容
本发明的目的是,针对以上这些行业难题,提供一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺和成套设备。
1.本发明的目的是这样实现的,一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理的成套设备,依次包括热裂解炉,二次燃烧室,急冷装置,文丘里洗涤器,氨水-石灰循环喷淋装置,旋风分离器,袋式除尘器,烟囱,循环水系统,其特征在于废旧轮胎投入热裂解炉中,热裂解炉连接二次燃烧室,高温废气经管道输送至急冷装置;循环水系统包括循环水箱和循环水管,通过循环水管将急冷装置、二次燃烧室、热裂解炉与循环水箱串联,循环水箱中的冷却水经循环水管能对急冷装置进行降温,能对二次燃烧室、热裂解炉进行保温;废气经急冷装置降温后进入文丘里洗涤器;文丘里洗涤器连接氨水-石灰循环喷淋装置;所述的氨水-石灰循环喷淋装置内设有多层带有旋喷头的高压钢管,在位于高压钢管的下部设有循环石灰浆池和循环氨水箱,高压钢管分别与其下部设有的循环石灰浆池和循环氨水箱通过管道连接;氨水-石灰循环喷淋装置能有效去除低温废气中的氮氧化物、二氧化硫和部分颗粒物;氨水-石灰循环喷淋装置经管道连接旋风分离器,旋风分离器的废气出口与袋式除尘器废气进口经管道相连,净化后的废气经管道输送至烟囱排入环境。
2.所述的热裂解炉内壁为铸铁炉体,炉体内壁涂有防火泥和防腐蚀涂料,炉体顶部设有废旧轮胎进料口,热解炉循环水进口设于炉体右侧上端,热解炉循环水出口设于炉体左侧下端,热解炉废气出口设于位于热解炉循环水进口上端的炉体右侧上,炉体被热解炉保温材料包裹,热解炉预埋加热铜水管预埋在热解炉保温材料里,并通过热解炉循环水进口和热解炉循环水出口与循环水管相连,在位于热解炉循环水出口下端的炉体上设有裂解油出油管,裂解油出油管连通冷凝式油气回收装置,炉体下端设有炭黑及钢丝出料口、裂解气燃烧器、裂解油燃烧器,裂解气输气管下端连接冷凝式油气回收装置、上端与裂解气燃烧器连接,裂解油输油管一端连接冷凝式油气回收装置、另一端与裂解油燃烧器连接。
3.创新发明一种二次燃烧室,二次燃烧室内壁为铸铁炉体,炉体内壁涂有防火泥和防腐蚀涂料,以保证其寿命。炉体左侧下端设有二次燃烧室废气进口。炉体顶部设有防爆口。二次燃烧室循环水进口设于炉体右侧下端,二次燃烧室循环水出口设于炉体左侧上端,炉体被二次燃烧室保温材料包裹,二次燃烧室预埋加热铜水管预埋在二次燃烧室保温材料里,通过二次燃烧室循环水进口和二次燃烧室循环水出口与循环水管相连。从急冷装置出来的加热循环水在二次燃烧室预埋加热铜水管中可稳定二次燃烧室内部温度,具备一定的经济效益和节能效益。炉体内部设有复数块由下至上平行排列的圆台形的耐高温挡板,耐高温挡板材料可为耐火砖耐高温材料,所述的圆台形的耐高温挡板的内腔为中空的、且上开口大、下开口小,其纵向截面的斜边与水平面的夹角为30-55°,最优选35°,每块圆台形的耐高温挡板的上开口的外周边固定在二次燃烧室的炉体内壁的相应处,每块耐高温挡板的下开口的内周边与一块呈中空圆柱形的单层一次过滤金属网的下开口周边相应处焊连,每块一次过滤金属网的上开口与圆锥形防尘罩底部焊连,耐高温挡板材料、一次过滤金属网和防尘罩的组合分布在二次燃烧室内部形成蜿蜒路线,延长废气在二次燃烧室的行进路线,以保证废气在850℃高温中的停留时间大于2s,确保二噁英类无法高温生成,耐高温挡板材料的角度设计可以紊乱气体流向,从而保证废气得到搅动。在炉体内部的位于最上方的防尘罩的上方设有一块单层二次过滤金属网,一次过滤金属网和二次过滤金属网可为不锈钢过滤网耐高温材料,一次过滤金属网和二次过滤金属网将废气分割成多股小体积气流,过滤网处于高温状态,能让小体积废气完全燃烧。炉体内壁上设有复数个氧气含量监控器及喷口,可实时监控炉体内部氧气含量,以保证废气中的炭黑粒子完全燃烧。在炉体内部的底部设有旋转刮板,旋转刮板与带有转轴的电机相连,转轴顶端设有防尘罩,炉体底部设有灰渣出料口,炉体右侧上端设有三通阀门,当二次燃烧室工作时,三通阀门接通炉体内部和二次燃烧室废气出口,当二次燃烧室反冲洗时,三通阀门接通炉体内部和空气管道,空气管道接通鼓风电机。二次燃烧室反冲洗时,鼓风电机和旋转刮板对二次燃烧室内部各处的不能燃烧颗粒进行去除,以保证二次燃烧室内部各零件的使用寿命,不发生堆积堵塞。
4.创新发明一种急冷装置,急冷装置的顶部设有四棱台形的废气扩散罩,所述的四棱台形的废气扩散罩的内腔为中空的、且上开口小、下开口大,四棱台形的废气扩散罩的上开口的内周边与急冷装置废气进口的底部周边的相应处焊连,四棱台形的废气扩散罩的下开口的内周边固定在急冷水箱顶部外壁的相应处,其废气扩散罩可有效减缓废气流速,保证废气与循环水的接触时间。急冷水箱右侧上端设有急冷装置循环水进口,急冷水箱左侧下端设有急冷装置循环水出口。急冷装置的底部设有四棱台形的废气聚集罩,所述的四棱台形的废气聚集罩的内腔为中空的、且上开口大、下开口小,四棱台形的废气聚集罩的下开口的内周边与急冷装置废气出口的顶部周边的相应处焊连,四棱台形的废气聚集罩的上开口的内周边固定在急冷水箱底部外壁的相应处。急冷水箱内部设有复数个竖直排列中空圆柱形管道作为废气管道,连接废气扩散罩和废气聚集罩,废气管道有效将废气分割成多股小体积气流,增大废气与循环水的接触面积。水温监测仪设于位于急冷装置循环水出口上端的急冷水箱左侧下,可通过控制循环冷却水流动速度来控制排放的废气温度,确保废气温度可以迅速从850℃降至250℃以下,避免二噁英类在300-700℃温度区间内低温再合成。
5.所述的文丘里洗涤器,能清洗掉部分不能燃烧的颗粒物,且对废气进一步降温,文丘里洗涤器的废气进口与急冷装置的废气出口通过管道相连,文丘里洗涤器的废气出口与氨水-石灰循环喷淋装置的废气进口通过管道相连;
所述的旋风分离器能有效干燥经氨水-石灰喷淋的潮湿废气,旋风分离器的底部设有灰渣出料口,其废气出口与袋式除尘器的废气进口通过管道相连;
所述的袋式除尘器能完全去除废气中的颗粒物,袋式除尘器的废气出口与烟囱的废气入口通过管道相连,清洁废气最终通过烟囱排入大气。
6.所述的循环水系统,循环水箱的循环水通过循环水管依次进入急冷装置、二次燃烧室、热裂解炉,循环水水温逐渐升高;在急冷装置中,循环水能有效快速降低废气温度,在二次燃烧室和热裂解炉中,循环水能有效保持炉内温度稳定,减少热量散失,最后循环水回到循环水箱降温。
7.本发明所述的设备用于废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺,包括如下步骤:1)热裂解及产物再利用:废旧轮胎投入热裂解炉进行热解,产物炭黑及钢丝回收再加工,产物热解油和热解气经冷凝分离后燃烧为热裂解炉提供热量;2)废气二次燃烧:保证炭黑颗粒在850℃完全燃烧,抑制二噁英类高温生成;3)废气快速冷却:废气快速降温至250℃以下,抑制二噁英类低温再合成;4)废气脱硫脱硝:通过氨水-石灰脱硫脱硝法去除废气中的氮氧化物、二氧化硫;5)干燥除尘:废气去除颗粒物,降解成无毒无害的清洁气体。
8.所述工艺还包括利用鼓风电机对二次燃烧室进行反冲洗等辅助步骤。
所述工艺在生产过程采用全密封结构,特殊装置进行废气粉尘收集。
9.所述工艺中的热裂解、二次燃烧、快速降温配有循环水系统,循环水在热裂解、二次燃烧过程起保温作用,在快速降温过程起冷却作用。
10.所述工艺通过延长废气在二次燃烧室的行走路径,增加废气温度850℃的停留时间;通过减缓废气流速、增大废气与循环水接触面积,减少废气温度300-700℃的停留时间。
本发明的有益效果如下:
1.二次燃烧室,与传统的二次燃烧室相比,其多层耐高温挡板、一次金属过滤网和防尘罩的组合分布可以延长废气的蜿蜒路径,保证废气在850℃的停留时间大于2s,从而抑制二噁英类的高温生成;其高温金属过滤网可有效分割废气成多股小体积气流,从而保证小体积废气可完全燃烧。
2.急冷装置,分别利用废气扩散罩和废气分流管道,减缓废气流速增加废气与循环水接触时间和增大废气与循环水的接触面积,可使废气从850℃迅速降至250℃以下,极大地缩短废气在300-700℃温度区间的停留,从而抑制二噁英类的低温再合成。同时废气温度的降低为后续氨水-石灰循环喷淋装置的脱硫脱硝工艺起到促进作用。
附图说明
图1为废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺图。
图2为废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理成套设备的结构示意图。图中:1为热裂解炉,2为二次燃烧室,3为急冷装置,4为文丘里洗涤器,5为氨水-石灰循环喷淋装置,6为旋风分离器,7为袋式除尘器,8为烟囱,9为循环水系统,10为循环水管,11为旋喷头,12为高压钢管,13为循环石灰浆池,14为循环氨水箱。
图3为废旧轮胎热裂解炉的装置剖面图。图中:15为冷凝式油气回收装置,16为裂解油输油管,17为裂解气输气管,18为裂解气燃烧器,19为裂解油燃烧器,20为热解炉循环水进口,21为热解炉废气出口,22为热解炉保温材料,23为废旧轮胎进料口,24为热解炉预埋加热铜水管,25为热解炉循环水出口,26为裂解油出油管,27为炭黑及钢丝出料口。
图4为二次燃烧室的装置剖面图。图中:28为二次燃烧室循环水出口,29为一次金属过滤网,30为二次燃烧室预埋加热铜水管,31为耐高温挡板,32为氧气含量监控器及喷口,33为二次燃烧室保温材料,34为二次燃烧室废气进口,35为灰渣出料口,36为转轴,37为电机,38为旋转刮板,39为二次燃烧室循环水进口,40为鼓风电机,41为空气管道,42为防尘罩,43为二次燃烧室废气出口,44为三通阀门,45为二次金属过滤网,46为防爆口。
图5为急冷装置的装置剖面图。图中:47为急冷装置废气进口,48为废气扩散罩,49为急冷水箱,50为水温监测仪,51为急冷装置循环水出口,52为废气聚集罩,53为急冷装置废气出口,54为急冷装置循环水进口。
图6为所述的急冷装置的急冷水箱俯视图。图中:55为废气管道。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案:
本发明实施例中所述的氨水-石灰循环喷淋装置,可以采用本领域中各类氨水-石灰脱硫脱硝装置,所述的高压钢管中的高压采用空压机实现高压的,从而达到氨水、石灰能从旋喷头11高压喷出。
本发明实施例中所述的文丘里洗涤器、旋风分离器、袋式除尘器、冷凝式油气回收装置为现有技术产品。
本发明实施例中所述的旋转刮板可以采用四叶片式旋转刮板,或者本领域中各类常规旋转刮板。
如图1、图2所示,本发明实施例提供一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理成套设备,依次包括热裂解炉1,二次燃烧室2,急冷装置3,文丘里洗涤器4,石灰循环喷淋装置5,旋风分离器6,袋式除尘器7,烟囱8,循环水系统9,其特征在于废旧轮胎投入热裂解炉1中,热裂解炉1连接二次燃烧室2,高温废气经管道输送至急冷装置3。循环水系统9包括循环水箱和循环水管10,通过循环水管10将急冷装置3、二次燃烧室2、热裂解炉1与循环水箱串联,循环水箱中的冷却水经循环水管10对急冷装置3进行降温,对二次燃烧室2、热裂解炉1进行保温。废气经急冷装置3降温后进入文丘里洗涤器4。文丘里洗涤器4连接氨水-石灰循环喷淋装置5。所述的氨水-石灰循环喷淋装置5内设有多层带有旋喷头11的高压钢管12,在位于高压钢管12的下部设有循环石灰浆池13和循环氨水箱14,高压钢管12分别与其下部设有的循环石灰浆池13和循环氨水箱14通过管道连接,氨水-石灰循环喷淋装置5可有效去除低温废气中的氮氧化物、二氧化硫和部分颗粒物等。氨水-石灰喷淋循环装置5的废气出口与旋风分离器6的废气进口通过管道相连,旋风分离器6的废气出口与袋式除尘器7废气进口经管道相连,净化后的废气经管道输送至烟囱8排入环境。循环水系统9将冷却水从循环水箱输出,依次通过急冷装置3、二次燃烧室2、热裂解炉1,最后回到循环水箱。
所述的文丘里洗涤器4,能清洗掉部分不能燃烧的颗粒物,且对废气进一步降温,文丘里洗涤器4的废气进口与急冷装置3的废气出口通过管道相连,文丘里洗涤器4的废气出口与氨水-石灰循环喷淋装置5的废气进口通过管道相连;
所述的旋风分离器6能有效干燥经氨水-石灰喷淋的潮湿废气,旋风分离器6的底部设有灰渣出料口,其废气出口与袋式除尘器7的废气进口通过管道相连;
所述的袋式除尘器7能完全去除废气中的颗粒物,袋式除尘器7的废气出口与烟囱的废气入口通过管道相连,清洁废气最终通过烟囱排入大气。
如图3所示,本发明上述的热裂解炉1,其特征在于所述的热裂解炉1内壁为铸铁炉体,炉体内壁涂有防火泥和防腐蚀涂料,以保证其寿命。炉体顶部设有废旧轮胎进料口23。热解炉循环水进口20设于炉体右侧上端,热解炉循环水出口25设于炉体左侧下端。热解炉废气出口21设于位于热解炉循环水进口20上端的炉体右侧上。炉体被热解炉保温材料22包裹,热解炉预埋加热铜水管24预埋在热解炉保温材料22里,并通过热解炉循环水进口20和热解炉循环水出口25与循环水管10相连。在位于热解炉循环水出口25下端的炉体上设有裂解油出油管26,裂解油出油管26连通冷凝式油气回收装置15,炉体下端设有炭黑及钢丝出料口27、裂解气燃烧器18、裂解油燃烧器19。裂解气输气管17下端连接冷凝式油气回收装置15、上端与裂解气燃烧器18连接,裂解油输油管16一端连接冷凝式油气回收装置15、另一端与裂解油燃烧器19连接。
如图4所示,本发明上述的二次燃烧室2,其特征在于所述的二次燃烧室2内壁为铸铁炉体,炉体内壁涂有防火泥和防腐蚀涂料,以保证其寿命。炉体左侧下端设有二次燃烧室废气进口34。炉体顶部设有防爆口46。二次燃烧室循环水进口39设于炉体右侧下端,二次燃烧室循环水出口28设于炉体左侧上端。炉体被二次燃烧室保温材料33包裹,二次燃烧室预埋加热铜水管30预埋在二次燃烧室保温材料33里,通过二次燃烧室循环水进口39和二次燃烧室循环水出口28与循环水管10相连。炉体内部设有复数块由下至上平行排列的圆台形的耐高温挡板31,耐高温挡板31材料可为耐火砖耐高温材料,每块圆台形的耐高温挡板31的内腔为中空的、且上开口大、下开口小,其纵向截面的斜边与水平面的夹角为30-55°,最优选35°(见图4),每块圆台形的耐高温挡板31的上开口的外周边固定在二次燃烧室2的炉体内壁的相应处,每块耐高温挡板31的下开口的内周边与一块呈中空圆柱形的单层一次过滤金属网29的下开口周边的相应处焊连,每块一次过滤金属网29的上开口与圆锥形防尘罩42底部焊连。在炉体内部的位于最上方的防尘罩42的上方设有一块单层二次过滤金属网45,一次过滤金属网29和二次过滤金属网45可为不锈钢过滤网耐高温材料。炉体内壁上设有复数个氧气含量监控器及喷口32。在炉体内部的底部设有旋转刮板38,旋转刮板38与带有转轴36的电机37相连,转轴顶端设有防尘罩42。炉体底部设有灰渣出料口35。炉体右侧上端设有三通阀门44,当二次燃烧室2工作时,三通阀门44接通炉体内部和二次燃烧室废气出口43,当二次燃烧室2反冲洗时,三通阀门44接通炉体内部和空气管道41,空气管道41接通鼓风电机40。
如图5、图6所示,本发明上述的急冷装置3,其特征在于所述的急冷装置3的顶部设有四棱台形的废气扩散罩48,所述的四棱台形的废气扩散罩48的内腔为中空的、且上开口小、下开口大,四棱台形的废气扩散罩48的上开口的内周边与急冷装置废气进口47的底部周边的相应处焊连,四棱台形的废气扩散罩48的下开口的内周边固定在急冷水箱49顶部外壁的相应处,急冷水箱49右侧上端设有急冷装置循环水进口54,急冷水箱49左侧下端设有急冷装置循环水出口51,水温监测仪50设于位于急冷装置循环水出口51上端的急冷水箱49左侧下,急冷装置3的底部设有四棱台形的废气聚集罩52,所述的四棱台形的废气聚集罩52的内腔为中空的、且上开口大、下开口小,四棱台形的废气聚集罩52的下开口的内周边与急冷装置废气出口53的顶部周边的相应处焊连,四棱台形的废气聚集罩52的上开口的内周边固定在急冷水箱49底部外壁的相应处,急冷水箱49内部设有复数个竖直排列的中空圆柱形管道作为废气管道55,废气扩散罩48通过废气管道55与废气聚集罩52连接。
本发明实施例还提供一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理成套设备用于废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺,包括如下步骤:1)热裂解及产物再利用:废旧轮胎投入热裂解炉1进行热解,产物炭黑及钢丝回收再加工,产物热解油和热解气经冷凝分离后燃烧为热裂解炉1提供热量;2)废气二次燃烧:保证炭黑颗粒在850℃完全燃烧,抑制二噁英类高温生成;3)废气快速冷却:废气快速降温至250℃以下,抑制二噁英类低温再合成;4)废气脱硫脱硝:通过氨水-石灰脱硫脱硝法去除废气中的氮氧化物、二氧化硫;5)干燥除尘:废气去除颗粒物,降解成无毒无害的清洁气体。
上述步骤1)-3)设有循环水系统,循环水依次经过急冷装置、二次燃烧室、热裂解炉。在急冷装置中,循环水系统可有效快速降低废气温度。在二次燃烧室和热裂解炉中,循环水系统可有效保持炉内温度稳定,减少热量散失。
上述步骤2)中,二次燃烧室设有多层耐高温挡板、一次金属过滤网和防尘罩的组合分布形成蜿蜒路线,保证废气在850℃的停留时间大于2s。
上述步骤3)中,急冷装置将废气分割成多股小体积气流,增大废气与循环水接触面积,通过废气扩散罩减缓废气流速,增加废气与循环水接触时间,保证废气可快速从850℃降至250℃以下。

Claims (9)

1.一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理的成套设备,依次包括热裂解炉,二次燃烧室,急冷装置,文丘里洗涤器,氨水-石灰循环喷淋装置,旋风分离器,袋式除尘器,烟囱,循环水系统,其特征在于废旧轮胎投入热裂解炉中,热裂解炉连接二次燃烧室,高温废气经管道输送至急冷装置;循环水系统包括循环水箱和循环水管,通过循环水管将急冷装置、二次燃烧室、热裂解炉与循环水箱串联,循环水箱中的冷却水经循环水管能对急冷装置进行降温,能对二次燃烧室、热裂解炉进行保温;废气经急冷装置降温后进入文丘里洗涤器;文丘里洗涤器连接氨水-石灰循环喷淋装置;所述的氨水-石灰循环喷淋装置内设有多层带有旋喷头的高压钢管,在位于高压钢管的下部设有循环石灰浆池和循环氨水箱,高压钢管分别与其下部设有的循环石灰浆池和循环氨水箱通过管道连接;氨水-石灰循环喷淋装置能有效去除低温废气中的氮氧化物、二氧化硫和部分颗粒物;氨水-石灰循环喷淋装置经管道连接旋风分离器,旋风分离器的废气出口与袋式除尘器废气进口经管道相连,净化后的废气经管道输送至烟囱排入环境;所述的二次燃烧室内壁为铸铁炉体,炉体内壁涂有防火泥和防腐蚀涂料,炉体左侧下端设有二次燃烧室废气进口,炉体顶部设有防爆口,二次燃烧室循环水进口设于炉体右侧下端,二次燃烧室循环水出口设于炉体左侧上端,炉体用二次燃烧室保温材料包裹,二次燃烧室预埋加热铜水管预埋在二次燃烧室保温材料里,通过二次燃烧室循环水进口和二次燃烧室循环水出口与循环水管相连,炉体内部设有复数块由下至上平行排列的圆台形的耐高温挡板,所述的圆台形的耐高温挡板的内腔为中空的、且上开口大、下开口小,其纵向截面的斜边与水平面的夹角为30-55°,每块圆台形的耐高温挡板的上开口的外周边固定在二次燃烧室的炉体内壁的相应处,每块耐高温挡板的下开口的内周边与一块呈中空圆柱形的单层一次过滤金属网的下开口周边相应处焊连,每块一次过滤金属网的上开口与圆锥形防尘罩底部焊连,在炉体内部的位于最上方的防尘罩的上方设有一块单层二次过滤金属网,炉体内壁上设有复数个氧气含量监控器及喷口,在炉体内部的底部设有旋转刮板,旋转刮板与带有转轴的电机相连,转轴顶端设有防尘罩,炉体底部设有灰渣出料口,炉体右侧上端设有三通阀门,当二次燃烧室工作时,三通阀门接通炉体内部和二次燃烧室废气出口,当二次燃烧室反冲洗时,三通阀门接通炉体内部和空气管道,空气管道接通鼓风电机。
2.如权利要求1所述的废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理的成套设备,其特征在于所述的热裂解炉内壁为铸铁炉体,炉体内壁涂有防火泥和防腐蚀涂料,炉体顶部设有废旧轮胎进料口,热解炉循环水进口设于炉体右侧上端,热解炉循环水出口设于炉体左侧下端,热解炉废气出口设于位于热解炉循环水进口上端的炉体右侧上,炉体被热解炉保温材料包裹,热解炉预埋加热铜水管预埋在热解炉保温材料里,并通过热解炉循环水进口和热解炉循环水出口与循环水管相连,在位于热解炉循环水出口下端的炉体上设有裂解油出油管,裂解油出油管连通冷凝式油气回收装置,炉体下端设有炭黑及钢丝出料口、裂解气燃烧器、裂解油燃烧器,裂解气输气管下端连接冷凝式油气回收装置、上端与裂解气燃烧器连接,裂解油输油管一端连接冷凝式油气回收装置、另一端与裂解油燃烧器连接。
3.如权利要求1所述的废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理的成套设备,其特征在于所述的急冷装置的顶部设有四棱台形的废气扩散罩,所述的四棱台形的废气扩散罩的内腔为中空的、且上开口小、下开口大,四棱台形的废气扩散罩的上开口的内周边与急冷装置废气进口的底部周边的相应处焊连,四棱台形的废气扩散罩的下开口的内周边固定在急冷水箱顶部外壁的相应处,急冷水箱右侧上端设有急冷装置循环水进口,急冷水箱左侧下端设有急冷装置循环水出口,水温监测仪设于位于急冷装置循环水出口上端的急冷水箱左侧下,急冷装置的底部设有四棱台形的废气聚集罩,所述的四棱台形的废气聚集罩的内腔为中空的、且上开口大、下开口小,四棱台形的废气聚集罩的下开口的内周边与急冷装置废气出口的顶部周边的相应处焊连,四棱台形的废气聚集罩的上开口的内周边固定在急冷水箱底部外壁的相应处,急冷水箱内部设有复数个竖直排列的中空圆柱形管道作为废气管道,废气扩散罩通过废气管道与废气聚集罩连接。
4.如权利要求1所述的废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理的成套设备,其特征在于所述的文丘里洗涤器,能清洗掉部分不能燃烧的颗粒物,且对废气进一步降温,文丘里洗涤器的废气进口与急冷装置的废气出口通过管道相连,文丘里洗涤器的废气出口与氨水-石灰循环喷淋装置的废气进口通过管道相连;
所述的旋风分离器能有效干燥经氨水-石灰喷淋的潮湿废气,旋风分离器的底部设有灰渣出料口,其废气出口与袋式除尘器的废气进口通过管道相连;
所述的袋式除尘器能完全去除废气中的颗粒物,袋式除尘器的废气出口与烟囱的废气入口通过管道相连,清洁废气最终通过烟囱排入大气。
5.如权利要求1-4任一所述的废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理的成套设备,其特征在于所述的循环水系统,循环水箱的循环水通过循环水管依次进入急冷装置、二次燃烧室、热裂解炉,循环水水温逐渐升高;在急冷装置中,循环水能有效快速降低废气温度,在二次燃烧室和热裂解炉中,循环水能有效保持炉内温度稳定,减少热量散失,最后循环水回到循环水箱降温。
6.权利要求1-4任一所述的设备用于废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺,其特征在于包括以下步骤:1)热裂解及产物再利用:废旧轮胎投入热裂解炉进行热解,产物炭黑和钢丝回收再加工,产物热解油和热解气经冷凝分离后燃烧为热裂解炉提供热量;2)废气二次燃烧:保证炭黑颗粒在850℃完全燃烧,抑制二噁英类高温生成;3)废气快速冷却:废气快速降温至250℃以下,抑制二噁英类低温再合成;4)废气脱硫脱硝:通过氨水-石灰脱硫脱硝法去除废气中的氮氧化物、二氧化硫;5)干燥除尘:废气去除颗粒物,降解成无毒无害的清洁气体。
7.如权利要求6所述的废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺,其特征在于还包括二次燃烧室反冲洗辅助步骤;整个生产过程采用全密封结构。
8.如权利要求6所述的废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺,其特征在于热裂解、二次燃烧、快速降温配有循环水系统,循环水在热裂解、二次燃烧过程起保温作用,在快速降温过程起冷却作用。
9.如权利要求6所述的废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺,其特征在于通过延长废气在二次燃烧室的行走路径,增加废气温度850℃的停留时间;通过减缓废气流速、增大废气与循环水接触面积,减少废气温度300-700℃的停留时间。
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