CN114165314A - 一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置和方法，其解决了现有装置尾气中残留不凝气、含有氮氧化合物且热能利用率低的技术问题，本发明提供一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置，其设有处理器和余热利用装置；处理器与余热连接装置连接；处理器包括加热燃烧器和脱氮反应室；加热燃烧器设有空气定量喷头；脱氮反应室设有脱氮剂定量加入喷头。本发明还提供一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理方法，本发明可用于尾气处理领域。

Description

一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置和方法
技术领域
本发明涉及一种尾气处理装置和方法，具体地说，涉及一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置和方法。
背景技术
热裂解是废旧轮胎的终极处理方式，是人类最终彻底解决废旧轮胎“黑色污染”的唯一根本出路。目前，对于废旧轮胎热裂解过程中产生的不凝气体，一般是采取内燃式发电机直接燃烧并用来发电的方法处理。
例如，公开号为CN107177368A的中国发明专利公开了一种废旧轮胎常压连续热裂解系统，其包括热裂解主机、轮胎油收集系统、炭黑收集系统、不凝气体发电处理系统、供电系统；所述热裂解主机的轮胎油产物通过轮胎油收集系统进行收集，炭黑产物通过炭黑收集系统进行收集；不凝气体经配置有烟气净化装置的发电系统或燃烧装置进行利用或达标排放，发电系统所产生的电力供本发明使用，不凝气体发电处理系统停用时，由市电提供电力，同时启用燃烧达标排放装置。
但是，上述装置主要存在如下问题：
一是裂解机产生的不凝气气量与发电机的用气量，在发电机的启动时和运行中，存在着空气与不凝气混合比不匹配的问题，有燃烧不充分或直接泄露不凝气于尾气中的问题；
二是发电机排出的尾气中，产生一定量的氮氧化合物，用常规的低温脱氮方法无法实现极限排放值标准的目标，且因少量泄漏有机气体的存在，使脱氮催化剂短期中毒而无法正常、稳定脱氮；
三是发电机发电利用方式中热能利用率仅达38％左右，其余的热能需要回收利用。
发明内容
本发明就是为了解决现有装置尾气中残留不凝气、含有氮氧化合物且热能利用率低的技术问题，提供一种不凝气燃烧充分、不含氮氧化合物且热能利用率高的废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置和方法。
为此，本发明提供一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置，其设有处理器和余热利用装置；所述处理器与所述余热连接装置连接；所述处理器包括加热燃烧器和脱氮反应室；所述加热燃烧器设有空气定量喷头；所述脱氮反应室设有脱氮剂定量加入喷头；所述加热燃烧器用于对待处理尾气经加热，使其达到800℃以上；所述脱氮反应室用于对待处理尾气脱氮处理；所述空气定量加入喷头用于加入助燃空气；所述脱氮剂定量加入喷头用于加入脱氮剂。
优选的，所述加热燃烧器还设有尾气进气口、干式加热器、空气加入器及加热燃烧器外壳。
优选的，所述余热利用装置为二套或二套以上；所述余热利用装置设有余热利用装置外壳，所述余热利用装置外壳内设有热交换管和传热介质；所述传热介质设于所述热交换管和所述余热利用装置外壳之间；所述热交换管的一端与所述脱氮反应室连接；所述热交换管另一端设有达标尾气排放口。
优选的，所述余热利用装置外壳外还设有电磁加热线。
优选的，所述余热利用装置设有余热利用装置外壳，所述余热利用装置外壳内设有热交换管，所述热交换管与所述加热燃烧器连接；所述余热利用装置外壳和所述热交换管之间设有空腔，所述脱氮反应室与所述空腔相连通。
本发明还提供一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理方法，其包括如下步骤：(1)待处理尾气经加热，使其达到800℃以上；(2)经所述步骤(1)加热后的尾气，进入脱氮反应室，加入脱氮剂，对进入的尾气雾状喷洒脱氮剂，混合后的尾气在脱氮反应室边前行、边反应脱氮；(3)经所述步骤(2)脱完氮的高温尾气进入余热利用装置的热交换管内，热交换管与装置外壳空隙间的传热介质，与热交换管内高温尾气热交换；(4)传热介质在泵力的作用下，从进口进，从出口出，不停运动循环带去热能并利用，利用完之后的达标尾气，进行排放。
优选的，所述步骤(4)中，当传热介质交换完温度达不到利用温度时，电磁加热线进行自动补充加热。
本发明同时还提供一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理方法，其包括如下步骤：(A)待处理尾气进入余热利用装置的热交换管内，与从脱氮反应室进入热交换管与余热利用装置外壳之间的气体进行热交换，将待处理尾气加热；(B)经所述步骤(A)加热后的尾气，进入处理器，进一步加热至800℃以上；(C)经所述步骤(B)加热后的尾气，进入脱氮反应室，加入脱氮剂，对进入的尾气雾状喷洒脱氮剂，混合后的尾气在脱氮反应室边前行、边反应脱氮；(D)经所述步骤(C)脱完氮的高温尾气进入余热利用装置外壳和热交换管之间，与热交换管内的待处理尾气进行热能交换后，进行排放。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供一种大流量、高温度(500-600℃)废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理方法及装置，本发明从800℃以上脱氮工艺入手，去掉催化剂，只加脱氮剂；利用干式加热器加热初入尾气至800℃以上，当后续尾气进入时，带入的或有或没有的，微量未充分燃烧的有机气体，会在800℃的条件下，彻底裂解，并在加入少量空气的作用下充分燃烧而变为无害化气体。
(2)本发明尾气净化、处理部分，包括加热燃烧器和脱氮反应室两部分。加热燃烧器位于尾气进入口的后端，进入的500-600℃尾气经加热后进入脱氮反应室。脱氮反应室包括外壳、脱氮剂定量加入及控制器构成。所述脱氮剂定量加入口，紧挨加热燃烧器，使进入脱氮反应室的高温尾气与之充分、均匀混合，并在脱氮反应室充分反应实现脱氮；所述加热燃烧器的底部设有三个空气助燃口，并均匀排开，当需要时，控制、定量、均匀加入。据实际生产在线监测数据，原220ppm含氮量的尾气，在喷入定量脱氮剂后，其氮氧化含物含量均降至50ppm以下，其脱氮率接近80％。
(3)本发明热能利用分一、二级两个部分，两级均由外壳及中间的多个热交换管构成，外壳外缠绕多组电磁加热线，外壳与交换管之间，是流动传热的导热油、水或其他传热介质，处理后的尾气从热交换管内通过，与管外的传热介质热交换，外壳上的多组电磁加热线，在交换完的热能还不能满足后端应用热量时，进行补充加热，温度到位的传热介质将热能传输至利用装置，热交换完后的尾气达标排放，由此，实现热能利用目标。一、二两级利用是依据温差越大，热交换越快的原理，分两个温度等级充分吸收和利用热能，依据生产实际数据，其两级利用的热利用率达到了尾气的75％以上，由此，其不凝气综合热利用率，由原来的38％提高到84.5％以上。
附图说明
图1是本发明实施例1结构示意图；
图2是本发明实施例1中的加热器正面示意图；
图3是本发明实施例2结构示意图；
图4是图3中的气、气热交换器的B-B剖面放大示意图。
图中符号说明：
1、尾气进气口；2、干式加热器；3、加热燃烧器；4、空气加入器；5、空气加入定量喷头；6、脱氮剂定量加入器；7、脱氮剂定量加入喷头；8、处理器；9、脱氮反应室；10、反应完高温尾气出口；11、热能传输介质出口；12、电磁加热线；13、热交换管；14、传热介质；15、第一余热利用器；16、热能传输介质入口；17、一级利用完尾气传输管；18、第二余热利用器；19、干式加热器支架；20、达标尾气排放口；21、加热器；32、余热利用装置外壳；34、气、气热交换器；36、尾气传输管；46、高温尾气输送管道；47、排放口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
如图1所述，本发明提供一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置，包括处理器8和余热利用装置，处理器8与余热连接装置连接。余热利用装置包括第一余热利用装置15和第二余热利用装置18。处理器8由加热燃烧器3和脱氮反应室9构成，加热燃烧器3由尾气进气口1、多组干式加热器2、空气加入器4、空气加入定量喷头5及外壳构成，脱氮反应室9由脱氮剂定量加入器6、脱氮剂定量加入喷头7及外壳构成。加热燃烧器3的底部(与图1纸面垂直的方向)设有三个空气加入器4(图中只显示1个)。
余热利用装置设有余热利用装置外壳，余热利用装置外壳内设有热交换管13和传热介质14；传热介质14设于热交换管13和余热利用装置外壳之间；热交换管13的一端与脱氮反应室9连接；热交换管13另一端设有达标尾气排放口20，余热利用装置外壳外还设有电磁加热线12。
待处理尾气从尾气进气口1进入后，经干式加热器2加热，并吸收加入空气助燃的微量有机物热能，使其达到800℃以上进入脱氮反应室9。脱氮剂(尿素)定量加入器6通过脱氮剂定量加入喷头7，对进入的尾气雾状喷洒脱氮剂，混合后的尾气在脱氮反应室9边前行、边反应脱氮，脱完氮的高温尾气沿反应完高温尾气出口10及管道进入第一余热利用装置15的热交换管13内，热交换管13与装置外壳空隙间的传热介质14，与热交换管13内高温尾气热交换，传热介质14在泵力的作用下，从热能传输介质入口16进，从热能传输介质出口11出，不停运动循环带去热能并利用。当传热介质14交换完温度达不到利用温度时，多组电磁加热线12进行自动补充加热。一次利用完的尾气，经一级利用完尾气传输管17进入第二余热利用装置18，其利用、运行方式如前述。利用完之后的达标尾气，经达标尾气排放口20排放。
实施例2
如图3所述，本发明提供另外一种实施例，其包括处理器8和余热利用装置，余热利用装置为气、气热交换器34。处理器8由加热燃烧器3和脱氮反应室9两部分构成，加热燃烧器3由干式燃烧器支架19、多组干式加热器2、空气加入器4、空气加入定量喷头5及外壳构成。脱氮反应室9由脱氮剂定量加入器6、脱氮剂定量加入喷头7及外壳构成。
余热利用装置设有余热利用装置外壳32，余热利用装置外壳32内设有热交换管13，热交换管13通过尾气传输管36与加热燃烧器3连接；余热利用装置外壳32和热交换管13之间设有空腔，脱氮反应室9通过高温尾气输送管道46与所述空腔相连通。
发电机尾气经管道从尾气进气口1进入气、气热交换器34的内管道，与从高温尾气输送管道46进入热交换管13与外壳之间的800℃气体进行热交换，之后，顺尾气传输管36进入处理器8，干式加热器2对其进行加热，并吸收加入空气助燃的微量有机物燃烧热能，使其达到800℃以上进入脱氮反应室9，脱氮剂定量加入器6通过脱氮剂定量加入喷头7，对进入的尾气雾状喷洒脱氮剂，混合后的尾气在脱氮反应室9边反应、边前行脱氮，脱完氮的高温尾气沿高温尾气输送管道46进入气、气热交换器34，并通过交换，实行热能循环利用，彻底降低尾气处理的能耗，达标尾气通过设于余热利用装置外壳32上的排放口47排放。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (8)

1.一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置，其特征是，设有处理器和余热利用装置；所述处理器与所述余热连接装置连接；所述处理器包括加热燃烧器和脱氮反应室；所述加热燃烧器设有空气定量加入喷头；所述脱氮反应室设有脱氮剂定量加入喷头；其中，
所述加热燃烧器用于对待处理尾气经加热，使其达到800℃以上；
所述脱氮反应室用于对待处理尾气脱氮处理；
所述空气定量加入喷头用于加入助燃空气；
所述脱氮剂定量加入喷头用于加入脱氮剂。
2.根据权利要求1所述的废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置，其特征在于，所述加热燃烧器还设有尾气进气口、干式加热器、空气加入器及加热燃烧器外壳；加热燃烧器的底部设有空气助燃口。
3.根据权利要求1所述的废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置，其特征在于，所述余热利用装置为二套或二套以上；所述余热利用装置设有余热利用装置外壳，所述余热利用装置外壳内设有热交换管和传热介质；所述传热介质设于所述热交换管和所述余热利用装置外壳之间；所述热交换管的一端与所述脱氮反应室连接；所述热交换管另一端设有达标尾气排放口。
4.根据权利要求3所述的废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置，其特征在于，所述余热利用装置外壳外还设有电磁加热线。
5.根据权利要求1所述的废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理装置，其特征在于，所述余热利用装置设有余热利用装置外壳，所述余热利用装置外壳内设有热交换管，所述热交换管与所述加热燃烧器连接；所述余热利用装置外壳和所述热交换管之间设有空腔，所述脱氮反应室与所述空腔相连通。
6.一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)待处理尾气经加热，使其达到800℃以上；
(2)经所述步骤(1)加热后的尾气，进入脱氮反应室，加入脱氮剂，对进入的尾气雾状喷洒脱氮剂，混合后的尾气在脱氮反应室边前行、边反应脱氮；
(3)经所述步骤(2)脱完氮的高温尾气进入余热利用装置的热交换管内，热交换管与装置外壳空隙间的传热介质，与热交换管内高温尾气热交换；
(4)传热介质在泵力的作用下，从进口进，从出口出，不停运动循环带去热能并利用，利用完之后的达标尾气，进行排放。
7.根据权利要求6所述的废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理方法，其特征是，所述步骤(4)中，当传热介质交换完温度达不到利用温度时，电磁加热线进行自动补充加热。
8.一种废旧轮胎裂解不凝气发电机尾气处理方法，其特征是，包括如下步骤：
(A)待处理尾气进入余热利用装置的热交换管内，与从脱氮反应室进入热交换管与余热利用装置外壳之间的气体进行热交换，将待处理尾气加热；
(B)经所述步骤(A)加热后的尾气，进入处理器，进一步加热至800℃以上；
(C)经所述步骤(B)加热后的尾气，进入脱氮反应室，加入脱氮剂，对进入的尾气雾状喷洒脱氮剂，混合后的尾气在脱氮反应室边前行、边反应脱氮；
(D)经所述步骤(C)脱完氮的高温尾气进入余热利用装置外壳和热交换管之间，与热交换管内的待处理尾气进行热能交换后，进行排放。
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