CN110056425A - 废轮胎裂解发电系统及发电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种废轮胎裂解发电系统及发电方法，涉及轮胎橡胶处理技术领域，解决了现有技术中存在的利用废轮胎裂解产生的高温油气制取燃油工艺复杂、损失热量的技术问题。废轮胎裂解发电系统装置包括裂解炉和发电装置，其中，裂解炉与发电装置相连接，从裂解炉流入到发电装置的高温油气能在发电装置内燃烧能产生电能。本发明用于废轮胎的裂解。

Description

废轮胎裂解发电系统及发电方法
技术领域
本发明涉及轮胎橡胶处理技术领域，尤其是涉及一种废轮胎裂解发电系统及利用废轮胎裂解发电系统的发电方法。
背景技术
长期以来，废旧轮胎的资源化利用技术是世界性难题，如何有效的回收利用废旧轮胎，防止在资源化过程中造成对环境的直接污染和二次污染，降低能源消耗，也是我国轮胎资源化利用需要解决的问题。因此，亟需开发出连续性、无污染、效率高的轮胎综合利用技术。
现有废轮胎最终处理技术国外主要是直接燃烧供热，国内是通过热裂解的方法得到可燃气、燃油和炭黑。轮胎热裂解的主要工艺流程是：(1)将废旧轮胎进行破碎，钢丝、纤维、橡胶分离；(2)进入裂解炉进行裂解；(3)油气冷却；(4)得到油品、炭黑、可燃气。该工艺中需要将高温油气(500℃以上)进行多级冷却，工艺复杂。
本申请人发现现有轮胎热裂解工艺至少存在以下技术问题：
1)通过裂解产生的高温油气制取燃油，工艺复杂；
2)高温油气(500℃以上)进行多级冷却，不仅消耗大量冷却水而且损失了大量热能，降低能源利用效率，能耗大；
3)裂解得到的燃料油硫含量在1％左右，硫含量远远高于国标汽油和柴油的要求且闪点低(30℃以下)难以直接利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废轮胎裂解发电系统及发电方法，解决了现有技术中存在的利用废轮胎裂解产生的高温油气制取燃油工艺复杂、损失热量的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种废轮胎裂解发电系统，包括裂解炉和发电装置，其中，所述裂解炉与所述发电装置相连接，从所述裂解炉流入到所述发电装置的高温油气能在所述发电装置内燃烧并能产生电能。
优选地，所述发电装置为燃气发电机。
优选地，所述废轮胎裂解发电系统还包括热能转化装置，所述发电装置的燃气机组产生的尾气流入所述热能转化装置且所述热能转化装置能将尾气的热能转化为机械能，所述热能转化装置与所述燃气发电机的发电机组相连接且所述热能转化装置能带动所述发电机组以使所述发电机组发电。
优选地，所述热能转化装置为汽轮机组。
优选地，所述发电装置的燃气机组产生的尾气经加压后流入所述热能转化装置。
优选地，所述废轮胎裂解发电系统还包括废气处理设备，所述废轮胎裂解发电系统产生的废气经过所述废气处理设备流向大气。
优选地，所述废轮胎裂解发电系统还包括缓冲罐，所述缓冲罐设置在所述裂解炉和所述发电装置之间。
优选地，所述发电装置包括燃气机组和发电机组，所述燃气机组与所述发电机组通过轴连接，所述燃气机组用于将高温油气的化学能转化为机械能，所述发电机组用以将所述燃气机组产生的机械能转化为电能。
优选地，所述裂解炉为电加热裂解炉。
优选地，所述废轮胎裂解发电系统还包括炭黑储存仓，所述裂解炉产生的炭黑通过连续出料设备送入所述炭黑储存仓。
一种利用所述的废轮胎裂解发电系统的发电方法，包括以下内容：所述裂解炉产生的高温油气流入所述发电装置，高温油气在所述发电装置内燃烧并产生电能。
优选地，所述发电方法具体包括以下内容：所述裂解炉产生的高温油气流入缓冲罐，之后进入所述发电装置的燃气机组，高温油气在所述燃气机组燃烧将高温油气的化学能转化为机械能，所述发电装置的发电机组将所述燃气机组产生的机械能转化为电能。
优选地，所述发电方法还包括以下内容：所述燃气机组产生的尾气经过加压后进入汽轮机组，所述汽轮机组将尾气的热能转化为机械能且所述汽轮机组带动所述发电机组以使所述发电机组发电。
优选地，所述废轮胎裂解发电系统产生的废气经过废气处理设备流向大气。
本发明提供的废轮胎裂解发电系统，裂解得到的高温油气直接进入发电装置，将化学能转化为清洁的电能，减少油气冷却系统(高温油气制取燃油时，需要多级冷却)，避免热能与水资源浪费，降低能耗，提高高温油气热能利用效率，且工艺简单，解决了现有技术中存在的利用废轮胎裂解产生的高温油气制取燃油工艺复杂、损失热量的技术问题。
本发明优选技术方案至少还可以产生如下技术效果：
废轮胎裂解发电系统还汽轮机组，对燃气发电机的高温尾气进行利用，利用其中高温烟气蕴含的热能，推动汽轮机组，增加发电量，提高废轮胎裂解产物的利用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的利用废轮胎裂解发电系统发电的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1，本发明提供了一种废轮胎裂解发电系统，包括裂解炉和发电装置，其中，裂解炉与发电装置相连接，发电装置可以是燃气发电机，裂解炉可以为电加热裂解炉，从裂解炉流入到发电装置的高温油气能在发电装置内燃烧并并能产生电能。本发明提供的废轮胎裂解发电系统，裂解得到的高温油气直接进入燃气发电机，将化学能转化为清洁的电能，减少油气冷却系统(高温油气制取燃油时，需要多级冷却)，避免热能与水资源浪费，降低能耗，提高高温油气热能利用效率；此外，与轮胎裂解收集油气(燃油和裂解气)资源相对比，该工艺简单，几乎不会产生渣油等固体废弃物，油渣等固体废弃物通过燃气发电机燃烧，将化学能转化为清洁的电能。
发电装置可以是燃气发电机，燃气发电机包括燃气机组和发电机组，燃气机组与发电机组通过轴连接，燃气机组用于将高温油气的化学能转化为机械能，发电机组用以将燃气机组产生的机械能转化为电能。
作为本发明实施例可选地实施方式，废轮胎裂解发电系统还包括缓冲罐，缓冲罐设置在裂解炉和发电装置之间。裂解油气进入缓冲罐，对油气流量进行控制。
作为本发明实施例可选地实施方式，废轮胎裂解发电系统还包括热能转化装置，热能转化装置可以为汽轮机组，发电装置的燃气机组产生的尾气流入汽轮机组且汽轮机组能将尾气的热能转化为机械能，汽轮机组与燃气发电机的发电机组相连接且汽轮机组能带动发电机组以使发电机组发电；发电装置的燃气机组产生的尾气经加压后流入汽轮机组。汽轮机组的工作原理：具有一定压力和温度的蒸汽通入喷嘴膨胀加速，此时蒸汽压力、温度降低，速度增加，蒸汽热能转变为动能，然后，具有较高速度的蒸汽由喷嘴流出，进入动叶片流道，在弯曲的动叶片流道内，改变汽流方向，给动叶片以冲动力，产生了使叶轮旋转的力矩，带动主轴旋转，输出机械功，完成动能到机械能的转换；汽轮机组与发电机组通过轴连接，汽轮机组带动发电机组转动，将机械能转化为电能。对燃气发电机的高温尾气进行利用，利用其中高温烟气蕴含的热能，推动汽轮机组，增加发电量，提高废轮胎裂解产物的利用效率。
作为本发明实施例可选地实施方式，废轮胎裂解发电系统还包括废气处理设备，废轮胎裂解发电系统产生的废气经过废气处理设备流向大气，废气处理设备可以对废气中的颗粒物、硫氧化物、氮氧化物进行处理；裂解得到的高温油气直接进入燃气发电机，减少裂解炉油气的净化，只需在燃气发电机后增加废气处理设备，简化工艺，降低能耗。
作为本发明实施例可选地实施方式，废轮胎裂解发电系统还包括炭黑储存仓，裂解炉产生的炭黑通过连续出料设备送入炭黑储存仓。
一种利用废轮胎裂解发电系统的发电方法，包括以下内容：裂解炉产生的高温油气流入发电装置，高温油气在发电装置内燃烧并产生电能。
发电方法具体包括以下内容：裂解炉产生的高温油气流入缓冲罐，对油气流量进行控制，之后进入发电装置的燃气机组，高温油气在燃气机组燃烧将高温油气的化学能转化为机械能，燃气机组与发电机组通过轴连接，发电装置的发电机组将燃气机组产生的机械能转化为电能。
作为本发明实施例可选地实施方式，发电方法还包括以下内容：燃气机组产生的尾气经过加压后进入汽轮机组，驱动汽轮机组转动，汽轮机组将尾气的热能转化为机械能，汽轮机组带动发电机组转动，将机械能转化为电能；最后，废轮胎裂解发电系统产生的废气经过废气处理设备流向大气。
参见图1，废轮胎进入裂解炉之前以及在裂解炉内的工艺如下：
步骤2：废轮胎经过轮胎破碎机拉丝、切割以及破碎处理，形成胶粒。
步骤2：通过磁选机，将胶粒与细钢丝分离，细钢丝打包储存至钢丝储存仓，胶粒进入胶粒储料仓，备用；
步骤3：胶粒储料仓内的胶粒通过真空进料器输送至裂解炉内；
步骤4：胶粒在裂解炉中进行连续裂解，连续进出料，裂解炉中的裂解温度保持在420℃左右，该裂解炉可以为电加热裂解炉，不易产生废烟气。
废轮胎破碎得到的钢丝和裂解得到炭黑，均可以作为工业的原料，用于产品制作。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种废轮胎裂解发电系统，其特征在于，包括裂解炉和发电装置，其中，
所述裂解炉与所述发电装置相连接，从所述裂解炉流入到所述发电装置的高温油气能在所述发电装置内燃烧并能产生电能。
2.根据权利要求1所述的废轮胎裂解发电系统，其特征在于，所述发电装置为燃气发电机。
3.根据权利要求2所述的废轮胎裂解发电系统，其特征在于，所述废轮胎裂解发电系统还包括热能转化装置，所述发电装置的燃气机组产生的尾气流入所述热能转化装置且所述热能转化装置能将尾气的热能转化为机械能，所述热能转化装置与所述燃气发电机的发电机组相连接且所述热能转化装置能带动所述发电机组以使所述发电机组发电。
4.根据权利要求3所述的废轮胎裂解发电系统，其特征在于，所述热能转化装置为汽轮机组。
5.根据权利要求3或4所述的废轮胎裂解发电系统，其特征在于，所述发电装置的燃气机组产生的尾气经加压后流入所述热能转化装置。
6.根据权利要求1或2所述的废轮胎裂解发电系统，其特征在于，所述废轮胎裂解发电系统还包括缓冲罐，所述缓冲罐设置在所述裂解炉和所述发电装置之间。
7.根据权利要求1或2所述的废轮胎裂解发电系统，其特征在于，所述发电装置包括燃气机组和发电机组，所述燃气机组与所述发电机组通过轴连接，所述燃气机组用于将高温油气的化学能转化为机械能，所述发电机组用以将所述燃气机组产生的机械能转化为电能。
8.根据权利要求1所述的废轮胎裂解发电系统，其特征在于，所述废轮胎裂解发电系统还包括废气处理设备，所述废轮胎裂解发电系统产生的废气经过所述废气处理设备流向大气。
9.根据权利要求1所述的废轮胎裂解发电系统，其特征在于，所述裂解炉为电加热裂解炉。
10.根据权利要求1所述的废轮胎裂解发电系统，其特征在于，所述废轮胎裂解发电系统还包括炭黑储存仓，所述裂解炉产生的炭黑通过连续出料设备送入所述炭黑储存仓。
11.一种利用权利要求1-10中任一项所述的废轮胎裂解发电系统的发电方法，其特征在于，包括以下内容：
所述裂解炉产生的高温油气流入所述发电装置，高温油气在所述发电装置内燃烧并产生电能。
12.根据权利要求11所述的发电方法，其特征在于，所述发电方法具体包括以下内容：
所述裂解炉产生的高温油气流入缓冲罐，之后进入所述发电装置的燃气机组，高温油气在所述燃气机组燃烧将高温油气的化学能转化为机械能，所述发电装置的发电机组将所述燃气机组产生的机械能转化为电能。
13.根据权利要求12所述的发电方法，其特征在于，所述发电方法还包括以下内容：
所述燃气机组产生的尾气经过加压后进入汽轮机组，所述汽轮机组将尾气的热能转化为机械能且所述汽轮机组带动所述发电机组以使所述发电机组发电。
14.根据权利要求11或12所述的发电方法，其特征在于，所述废轮胎裂解发电系统产生的废气经过废气处理设备流向大气。
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