CN116970416A - 汽车拆解废轮胎裂解与asr气化联合处理系统及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统及其处理方法，解决废轮胎裂解产生H2S、HCl和二噁英的问题，且提高了能量利用效率，使燃气炉稳定燃烧。汽车拆解单元与轮胎预处理单元连接；轮胎预处理单元与热裂解单元和废钢加工单元连接；热裂解单元与炭黑研磨单元连接，炭黑研磨单元与炭黑造粒单元连接，炭黑造粒单元与外输设备连接；热裂解单元与油气分离单元连接，油气分离装置与燃气净化装置和油罐连接；汽车拆解单元与ASR预处理单元连接；ASR预处理单元与气化炉和废钢加工单元连接；气化炉与燃气净化装置连接；燃气净化装置与燃气锅炉连接；燃气锅炉的烟气出口分为两路，一路与热裂解单元和炭黑研磨单元连接，另一路与烟气净化系统连接。

Description

汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及一种汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统及其处理方法。
背景技术
汽车拆解及资源化利用技术可以实现报废汽车的减量化、无害化、资源化，其中废轮胎及汽车破碎筛余物（ASR）资源化利用，是资源化处理的关键，其中以废轮胎热裂解及ASR气化焚烧为典型工艺广泛推广。
废轮胎热裂解技术：废轮胎热裂解是指在贫氧条件下，通过加热的方式将其分解成不凝气、裂解油及裂解炭黑和钢丝等产品的过程。热裂解产生的裂解气的主要成分为氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯和硫化氢等小分子气体，裂解油主要成分为碳氢化合物及少量含硫氮的化合物，二者均具有高热值，是良好的燃料。裂解炭黑在通过研磨、造粒、烘干等深加工工序大大提高产品性能，替代传统炭黑广泛的回用到轮胎、输送带生产中。 轮胎热裂解是资源化利用程度最高、环境污染小、可持续性最强的处理方法。
高温热裂解技术虽然具有更高效、更彻底的特点广为使用，但是由于轮胎成分复杂，并可能含有Cl元素，裂解过程产生的裂解气含有少量的HCl、H2S、杂质、及微量的二噁英，如不加处理，在后续燃烧过程中会产生产生更多的SO2、二噁英等污染物排放到大气中。常规工艺设计，热裂解气作为燃料供裂解炉使用，通常会有30%的富裕，如不加以利用，会造成损失和浪费，同时富裕不凝气如去火炬燃烧，由于燃烧不充分的原因，会产生较多的二噁英。
ASR气化燃烧技术：拆解后的残余物，其组分复杂，经筛分后，称为汽车破碎筛余物（ASR），包含皮革、海绵、纤维等。现有ASR处理方式多为直接焚烧或气化焚烧，ASR气化焚烧因其清洁、精准的特点广泛使用。ASR在气化炉中气化产生较为清洁的气化气，气化气进入燃气净化单元及燃气炉高温燃烧产热，经余热锅炉供应热能至汽轮发电机，后端可接续以供热、生产蒸气或发电等形式产出能源。常规工艺设计，因为ASR组分的不稳定，气化气热值偏低且波动较大，导致燃烧及排放不稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统及其处理方法，解决废轮胎裂解产生H2S、HCl和二噁英的问题，且提高了能量利用效率，使燃气炉稳定燃烧。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统，其特征在于：包括汽车拆解单元、气化燃烧系统、热裂解系统、烟气净化系统、废钢加工单元、油罐和外输设备；气化燃烧系统包括ASR预处理单元、气化炉、燃气净化单元和燃气锅炉，热裂解系统包括轮胎预处理单元、热裂解单元、炭黑研磨单元、油气分离单元和炭黑造粒单元；
汽车拆解单元的轮胎出口与轮胎预处理单元的进口连接；轮胎预处理单元的胶粒出口与热裂解单元的进口连接，钢丝出口与废钢加工单元连接；热裂解单元的粗炭黑出口与炭黑研磨单元的进口连接，炭黑研磨单元的出口与炭黑造粒单元的进口连接，炭黑造粒单元的出口与外输设备连接；热裂解单元的高温油气出口与油气分离单元的进口连接，油气分离装置的不凝气出口与燃气净化装置的进口连接，油气分离装置的裂解油出口与油罐连接；
汽车拆解单元的ASR粗料出口与ASR预处理单元的进口连接；ASR预处理单元的ASR细料出口与气化炉的进口连接，废钢出口与废钢加工单元连接；气化炉的出口与燃气净化装置的进口连接；燃气净化装置的出口与燃气锅炉的进口连接；燃气锅炉的烟气出口分为两路，一路与热裂解单元的干燥气进口和炭黑研磨单元的干燥气进口连接，另一路与烟气净化系统连接。
本发明所述的外输设备为打包机或者罐车。
本发明所述的烟气净化系统中设置有布袋除尘单元、碱法喷淋单元和除臭单元，布袋除尘单元、碱法喷淋单元和除臭单元依次连接。
本发明所述的热裂解系统的粉尘出口与气化炉连接，臭气出口与燃气锅炉连接。
本发明所述的气化炉为ASR气化炉。
一种汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）、报废汽车进入汽车拆解单元，经拆解后产出ASR粗料以及废轮胎，ASR粗料进入ASR预处理单元进行预处理，废轮胎进入轮胎预处理单元进行预处理；
2）、废轮胎在预处理单元中实现破碎、筛分，产生轮胎胶粒及钢丝；轮胎胶粒送入热裂解单元中进行热裂解反应，热裂解反应后得到粗炭黑和高温油气；粗炭黑送入炭黑研磨装置进变成细炭黑，再通过造粒装置成为造粒炭黑，造粒炭黑进入外输设备外售；高温油气送入油气分离装置，在油气分离装置中产出裂解油及不凝气，不凝气接入燃气净化装置进行净化，脱除污染物成分，裂解油送入油罐储存；
3）、ASR粗料在ASR预处理装置中进一步筛选出ASR细料；ASR细料送入气化炉进行气化，产出气化气；气化气进入燃气净化装置，与来自油气分离装置的不凝气混合后，在燃气净化装置脱除污染物变成热值稳定的洁净燃气，洁净燃气送往燃气锅炉，实现洁净燃烧并产生蒸汽能源；
4）、从燃气锅炉的烟气出口接出部分高温烟气送至热裂解单元和炭黑研磨单元作为干燥热源，换热后的中温烟气回到燃气锅炉进行余热利用；
5）、燃气锅炉的烟气最终接入烟气净化系统进行烟气净化处理，最终经烟囱达标排放；
6）、预处理单元产出的钢丝和ASR预处理单元产出的废钢送入废钢加工单元，成品打包外售。
本发明热裂解系统会产生粉尘和臭气，粉尘送入气化炉充分分解为可燃气，臭气送至燃气锅炉进行彻底焚烧处理。
本发明设置废水处理单元和固废处理单元，全系统产生的废水经由废水处理单元后，达标排放；全系统产生的固废经由固废处理单元后，达标排放。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、解决了轮胎高温裂解产生的裂解气中H2S、HCl和二噁英的问题；解决了轮胎裂解高温烟气能量浪费的问题；解决了炭黑深加工的热源问题；解决了燃气炉稳定燃烧的问题；解决了各个破碎、筛分产生的粉尘问题，以及裂解工艺逸散的臭气问题。
2、实现固废精准高值资源化，优化燃烧过程，能量梯级利用，减少大气污染物排放：
1）、能量梯级利用：利用不凝气及ASR气化气作为轮胎裂解及炭黑深加工热源，节约常规炭黑深加工所需的柴油，轮胎裂解及深加工高温废烟气回至燃气炉，实现烟气余热利用；
2）、优化燃烧过程：不凝气与气化气混合，提高燃气热值，提高燃烧稳定性和效率；
3）、抑制大气污染物生成：
S：不凝气的H2S、HCl通过燃气净化装置脱除；
N：不凝气及气化气，经燃气炉的低氮燃烧和SNCR，实现脱氮；
颗粒物：ASR破碎筛分，轮胎破碎筛分，炭黑深加工产生的粉尘经收集送往气化炉，实现了颗粒物彻底处置，并提高了资源化程度；
二噁英：高温裂解产生的二噁英经燃气炉高温焚烧分解脱除；
臭气：高温裂解逸散的臭气送至燃气炉替代空气彻底清除。
4）、固废精准高值资源化：轮胎和ASR分类处置，分别得到高附加值的裂解炭黑和裂解油。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
本发明实施例的汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统，包括汽车拆解单元1、气化燃烧系统、热裂解系统、烟气净化系统、废钢加工单元7、油罐12和外输设备13；气化燃烧系统包括ASR预处理单元2、气化炉3、燃气净化单元4和燃气锅炉5，热裂解系统包括轮胎预处理单元6、热裂解单元8、炭黑研磨单元9、油气分离单元10和炭黑造粒单元11。
汽车拆解单元1的轮胎出口与轮胎预处理单元6的进口连接；轮胎预处理单元6的胶粒出口与热裂解单元8的进口连接，钢丝出口与废钢加工单元7连接；热裂解单元8的粗炭黑出口与炭黑研磨单元9的进口连接，炭黑研磨单元9的出口与炭黑造粒单元11的进口连接，炭黑造粒单元11的出口与外输设备13连接，外输设备13为打包机或者罐车；热裂解单元8的高温油气出口与油气分离单元10的进口连接，油气分离装置10的不凝气出口与燃气净化装置4的进口连接，油气分离装置10的裂解油出口与油罐12连接。
汽车拆解单元1的ASR粗料出口与ASR预处理单元2的进口连接；ASR预处理单元2的ASR细料出口与气化炉3的进口连接，废钢出口与废钢加工单元7连接；气化炉3的出口与燃气净化装置4的进口连接；燃气净化装置4的出口与燃气锅炉5的进口连接；燃气锅炉5的烟气出口分为两路，一路与热裂解单元8和炭黑研磨单元9的干燥气进口连接，另一路与烟气净化系统连接。
烟气净化系统中设置有布袋除尘单元14、碱法喷淋单元15和除臭单元16，布袋除尘单元14、碱法喷淋单元15和除臭单元16依次连接，除臭单元16采用活性炭吸附除臭或者光解除臭。
热裂解系统的粉尘出口与气化炉3连接，臭气出口与燃气锅炉5连接。
气化炉3为ASR气化炉，可以连续稳定的气化，获得气化气。
系统中还设置有给排水、消防、配电、控制等全厂公用设施19。
本发明实施例的汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统的处理方法，包括如下步骤：
1）、报废汽车进入汽车拆解单元1，经拆解后产出包含有皮革、海绵、废钢、玻璃等的ASR粗料以及废轮胎，ASR粗料进入气化燃烧系统的ASR预处理单元2进行预处理，废轮胎进入热裂解系统的轮胎预处理单元6进行预处理。气化燃烧系统及热裂解系统深度耦合，最大化发挥两套系统的功能和优势，充分实现ASR和废轮胎的资源化利用。气化燃烧系统及热裂解系统产生的废水、废气进入全厂环保措施处理。
2）、废轮胎在预处理单元6中实现破碎、筛分，产生2mm-2cm轮胎胶粒及钢丝；在贫氧微负压条件下，将轮胎胶粒连续送入热裂解单元8中进行深度、彻底的热裂解反应，热裂解反应后得到粗炭黑和高温油气；粗炭黑送入炭黑研磨装置9进行超细研磨变成细炭黑，再通过造粒装置11的湿法造粒工艺成为造粒炭黑，进入外输设备13外售；高温油气送入油气分离装置10，在油气分离装置10中冷却，产出裂解油及高值的不凝气，不凝气接入燃气净化装置4进行净化，脱除S和Cl等污染物成分，裂解油送入油罐12储存。
3）、ASR粗料在ASR预处理装置2中进一步分选、破碎及筛分，筛选出包含有皮革和海绵的ASR细料。ASR细料送入气化炉3进行气化，产出较低热值的气化气，气化气含有部分焦油、Cl、S等成分；气化气进入燃气净化装置4，与来自油气分离装置10的不凝气混合后，在燃气净化装置4中脱除焦油、S和Cl等污染物成分变成热值稳定的洁净燃气。洁净燃气送往燃气锅炉5，通过低氮燃烧、SNCR等过程，分解二噁英并抑制二噁英的生成，实现洁净燃烧并产生蒸汽能源。
4）、从燃气锅炉5的烟气出口接出部分约550℃的高温烟气送至热裂解单元8和炭黑研磨单元9作为干燥热源，换热后的约450℃的中温烟气回到燃气锅炉5进行余热利用。
5）、热裂解系统会产生粉尘和臭气，粉尘利用气化炉3充分分解为可燃气，臭气送至燃气锅炉5进行彻底焚烧处理，提高固废利用效率。
6）、燃气锅炉5的烟气最终接入烟气净化系统进行烟气净化处理，最终经烟囱达标排放。
7）、预处理单元6产出的钢丝和ASR预处理单元2产出的废钢送入废钢加工单元7，成品打包外售。
8）、设置废水处理单元17和固废处理单元18，全系统产生的废水经由废水处理单元17后，达标排放；全系统产生的固废经由固废处理单元18后，达标排放。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统，其特征在于：包括汽车拆解单元、气化燃烧系统、热裂解系统、烟气净化系统、废钢加工单元、油罐和外输设备；气化燃烧系统包括ASR预处理单元、气化炉、燃气净化单元和燃气锅炉，热裂解系统包括轮胎预处理单元、热裂解单元、炭黑研磨单元、油气分离单元和炭黑造粒单元；
汽车拆解单元的轮胎出口与轮胎预处理单元的进口连接；轮胎预处理单元的胶粒出口与热裂解单元的进口连接，钢丝出口与废钢加工单元连接；热裂解单元的粗炭黑出口与炭黑研磨单元的进口连接，炭黑研磨单元的出口与炭黑造粒单元的进口连接，炭黑造粒单元的出口与外输设备连接；热裂解单元的高温油气出口与油气分离单元的进口连接，油气分离装置的不凝气出口与燃气净化装置的进口连接，油气分离装置的裂解油出口与油罐连接；
汽车拆解单元的ASR粗料出口与ASR预处理单元的进口连接；ASR预处理单元的ASR细料出口与气化炉的进口连接，废钢出口与废钢加工单元连接；气化炉的出口与燃气净化装置的进口连接；燃气净化装置的出口与燃气锅炉的进口连接；燃气锅炉的烟气出口分为两路，一路与热裂解单元的干燥气进口和炭黑研磨单元的干燥气进口连接，另一路与烟气净化系统连接。
2.根据权利要求1所述的汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统，其特征在于：所述的外输设备为打包机或者罐车。
3.根据权利要求1所述的汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统，其特征在于：所述的烟气净化系统中设置有布袋除尘单元、碱法喷淋单元和除臭单元，布袋除尘单元、碱法喷淋单元和除臭单元依次连接。
4.根据权利要求1所述的汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统，其特征在于：所述的热裂解系统的粉尘出口与气化炉连接，臭气出口与燃气锅炉连接。
5.根据权利要求1所述的汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统，其特征在于：所述的气化炉为ASR气化炉。
6.一种权利要求1-5任一权利要求所述的汽车拆解废轮胎裂解与ASR气化联合处理系统的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）、报废汽车进入汽车拆解单元，经拆解后产出ASR粗料以及废轮胎，ASR粗料进入ASR预处理单元进行预处理，废轮胎进入轮胎预处理单元进行预处理；
2）、废轮胎在预处理单元中实现破碎、筛分，产生轮胎胶粒及钢丝；轮胎胶粒送入热裂解单元中进行热裂解反应，热裂解反应后得到粗炭黑和高温油气；粗炭黑送入炭黑研磨装置进变成细炭黑，再通过造粒装置成为造粒炭黑，造粒炭黑进入外输设备外售；高温油气送入油气分离装置，在油气分离装置中产出裂解油及不凝气，不凝气接入燃气净化装置进行净化，脱除污染物成分，裂解油送入油罐储存；
3）、ASR粗料在ASR预处理装置中进一步筛选出ASR细料；ASR细料送入气化炉进行气化，产出气化气；气化气进入燃气净化装置，与来自油气分离装置的不凝气混合后，在燃气净化装置脱除污染物变成热值稳定的洁净燃气，洁净燃气送往燃气锅炉，实现洁净燃烧并产生蒸汽能源；
4）、从燃气锅炉的烟气出口接出部分高温烟气送至热裂解单元和炭黑研磨单元作为干燥热源，换热后的中温烟气回到燃气锅炉进行余热利用；
5）、燃气锅炉的烟气最终接入烟气净化系统进行烟气净化处理，最终经烟囱达标排放；
6）、预处理单元产出的钢丝和ASR预处理单元产出的废钢送入废钢加工单元，成品打包外售。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：热裂解系统会产生粉尘和臭气，粉尘送入气化炉充分分解为可燃气，臭气送至燃气锅炉进行彻底焚烧处理。
8.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：设置废水处理单元和固废处理单元，全系统产生的废水经由废水处理单元后，达标排放；全系统产生的固废经由固废处理单元后，达标排放。
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