CN117417762B - 工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,该工艺由多个厢式裂解反应釜构成总的裂解系统实现,包括以下步骤:根据混杂废塑料的理化特性单独设定每个厢式裂解反应釜内的裂解工艺条件;混杂废塑料经过进料系统根据混杂废塑料中的成分占比定量输送到厢式裂解反应釜中;通过进料系统初步预估混杂废塑料中PP\PE\PVC等混杂废塑料中各单体塑料所占比重,通过系统中预设的混杂废塑料中各单体塑料所占比重所对应的进料量和裂解工艺条件对整个裂解过程进行精细化调控,从而实现对混杂废塑料裂解产物进行调控的目标,大大提高了混杂废塑料裂解产物的品质,提高其经济附加值。
Description
技术领域
本发明涉及塑料技术裂解领域,具体为工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法。
背景技术
废旧塑料裂解是指在缺氧或者无氧的环境,在适当高温的条件下,废旧塑料中有机组分发生分解,生成相对质量较小的气态、液态和固态组分的化学转化过程。裂解产物主要是裂解油、裂解炭和不凝可燃气,裂解油具有很高的商业价值,是可以回用的再生资源;裂解气燃值较高,可以为废旧塑料裂解提供能源供应。裂解产物都具有较高的附加值,能够做到物尽其用,已经成为废旧塑料资源化处理的有效方法。
现有的裂解工艺中,无法预估各混杂废塑料中各单体塑料所占比重,无法针对其所占比重对整个裂解过程进行精细化调控,无法对混杂废塑料裂解产物进行调控。
发明内容
本发明的目的在于提供工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,该工艺由多个厢式裂解反应釜构成总的裂解系统实现,包括以下步骤:
根据混杂废塑料的理化特性单独设定每个厢式裂解反应釜内的裂解工艺条件;
混杂废塑料经过进料系统根据混杂废塑料中的成分占比定量输送到厢式裂解反应釜中;
通过裂解系统中预设的混杂废塑料中各单体塑料所占比重所对应的进料量和裂解工艺条件对整个裂解过程进行精细化调控;
控制每个厢式裂解反应釜中的裂解温度和裂解压力,对裂解过程中产生的气体流速、温度及压力关键工艺参数进行全流程自动闭环精确控制,并且对裂解气进行回收。
作为优选,所述进料系统为通过红外检测初步统计混杂废塑料中各塑料的占比,然后根据混杂废塑料进料数据库中的信息,定量输送到各裂解厢式反应釜中。
作为优选,所述混杂废塑料进料数据库包括混杂废塑料中的PP、PVC、PE、ABS和PS成分所占比例的数值,以及控制每个厢式反应釜中的进料量和控制每个厢式反应釜在裂解过程中的压力值和温度值。
作为优选,所述混杂废塑料中的PP、PVC、PE、ABS和PS成分所占比例设定关键工艺参数如下:
①PVC含量低于2%,每个厢式反应釜的进料量在100-120Kg,裂解温度为450+5℃、压力为20+3bar;
②PVC含量在3-9%,每个厢式反应釜的进料量在80-100Kg,裂解温度为480+5℃、压力为30+3bar;
③PVC含量在10-20%,每个厢式反应釜的进料量在60-80Kg,裂解温度为500+5℃、压力为30+3bar;
④PVC含量超过20%,每个厢式反应釜的进料量在50-60Kg,裂解温度为520+8℃、压力为40+3bar;
⑤PVC含量超过10%,且ABS与PS总含量占比超过40%,则每个厢式反应釜的进料量在50-60Kg,裂解温度为550+8℃、压力为40+3bar。
作为优选,所述压力值的控制方法是通过压力传感器与各厢式反应釜出口电子阀形成闭环控制,及时调控每个厢式反应釜内的压力。
作为优选,所述温度值的控制方法为总控制方法和精确控制方法,所述总控制方法为在燃烧室提供的高温热源的基础上使得裂解系统釜体温度控制在450℃左右;其中,高温热源的热空气温度维持在750-850℃;
所述精确控制方法通过精确控温系统来实现温度控制,所述精确控温系统包括高温管路、高温氮气循环系统、高频电阻和低温氮气管路;所述高温管路和低温氮气管路均与高温氮气循环系统连接,所述高温管路外侧且远离高温氮气循环系统的方向依次设置循环风机、压力表、温度表、开关、高频电阻。
作为优选,精确控制方法为在厢式反应釜已经达到450℃的条件下,通过高频电阻加热常温氮气,并通过循环风机控制氮气循环使用,待厢式反应釜达到预设温度+10℃后,高频电阻停止加热,在开关的作用下控制氮气进入量,氮气进入量控制在之前的60%-75%之间,使得常温氮气将温度迅速降低至厢式反应釜预设温度;待厢式反应釜降低到预设温度的-15℃后,高频电阻迅速启动加热,进氮气量满负荷通入,直至达到厢式反应釜达到预设温度+10℃后,如此循环往复工作,从而实现精确调控每个厢式反应釜温度的需求。
作为优选,所述中全流程自动闭环精确控制是通过裂解进料系统检测混杂废塑料中的成分占比后,经过控制系统定性控制各厢式反应釜中产生的气体流速和温度。
作为优选,所述控制系统定性控制各厢式反应釜中产生的气体流速和温度的主要确定依据为:
①PVC含量低于2%,厢式反应釜的气体流速不超过600-1000ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+10℃;
②PVC含量在3-9%,厢式反应釜的气体流速不超过500-700ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+10℃;
③PVC含量在10-20%,厢式反应釜的气体流速不超过400-500ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+8℃;
④PVC含量超过20%,厢式反应釜的气体流速不超过300-400ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+5℃;
⑤PVC含量超过10%,且ABS与PS总含量占比超过40%,则厢式反应釜的气体流速不超过300-400ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+5℃。
作为优选,所述裂解气回收方法,具体方法如下:
在厢式裂解炉盖分别开设第一出口和第二出口,其中第一出口主要用于收集反应釜中产生的裂解气体,第二出口主要用于收集釜体内的裂解气体;通过叉阀与叉阀配合管相互配合实现,在反应釜上方焊接叉阀,叉阀由部分组成,分别是裂解气体沉降过滤组件、活动配合组件、活动密封组件,在反应釜盖的开启过程中活动配合组件外表面的棱型结构与叉阀配合管中的内凹结构相互配合,能够实现叉阀在反应釜盖的开启过程中上下运动,为了防止裂解气在叉阀上下运动过程中的泄漏,必须要通过活动密封组件中加入石墨盘根结构,石墨盘根结构的定位与安装是在叉阀配合管内部;通过活动配合组件与活动密封组件相互配合从而实现叉阀在反应釜盖的开启过程中上下运动,其中裂解气体沉降过滤组件主要是过滤裂解气体中的残渣及未分解的废塑料残片,使其再次落入反应釜中,实现回收;与此同时在反应釜中会持续产生裂解气体,为了防止其泄漏,叉阀与叉阀配合管会一直随着反应釜的旋转而旋转,此时是通过裂解气混合旋转阀来实现的,裂解气混合旋转阀与第一出口管路中存在密封结构,是通过第一出口管路与裂解气混合旋转阀接触部分第一出口管路焊接螺纹迷宫结构并在裂解气混合旋转阀相应部位加装石墨盘根实现其旋转过程中的动态密封。
作为优选,所述裂解气回收过程中,需要气缸与进料系统协同控制,其具体方法为待反应釜内混杂废塑料裂解完全后运动到进料构件下方,气缸带动气缸活动组件使得进料构件作用于反应釜盖,反应釜盖绕转动拨叉运动,呈现反应釜盖打开,此时进料系统中的进料挤出机迅速工作,将混杂废塑料沿进口至进料盖进入到反应釜内实现混杂废塑料的进料;与此同时,在气缸带动气缸活动组件使得进料构件作用于反应釜盖之前的5-10秒,具体时间根据反应釜内混杂混杂废塑料总量来定,卸料组件先开始运动,其运动过程与上述过程相同,实现裂解炭黑的迅速卸出,在进料构件作用秒内,卸料组件工作完成,裂解炭黑经过卸料组件卸出后完全落入釜体内,由于釜体底部呈斜面设计,使得热解炭黑进入裂解残渣输送系统,实现热解残渣的输送。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过进料系统初步预估混杂废塑料中PP\PE\PVC等混杂废塑料中各单体塑料所占比重,通过系统中预设的混杂废塑料中各单体塑料所占比重所对应的进料量和裂解工艺条件对整个裂解过程进行精细化调控,从而实现对混杂废塑料裂解产物进行调控的目标,大大提高了混杂废塑料裂解产物的品质,提高其经济附加值。
附图说明
图1为本发明精确控温系统控制原理图;
图2为叉阀具体结构;
图3为裂解气收集组件结构图.
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案:工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,该工艺由多个厢式裂解反应釜构成总的裂解系统实现,包括以下步骤:
根据混杂废塑料的理化特性单独设定每个厢式裂解反应釜内的裂解工艺条件;
可以理解的是,本方法通过设置单独针对性的裂解工艺条件,从而提高混杂废塑料裂解产物品质和有害元素的调控。
将PP、PVC、PE、ABS和PS中的一种或几种经过进料系统根据混杂废塑料中的成分占比定量输送到厢式裂解反应釜中,其中,进料系统为通过红外检测初步统计混杂废塑料中各塑料的占比,然后根据混杂废塑料进料数据库中的各成分所占比例的数值,以及控制每个厢式反应釜中的进料量和控制每个厢式反应釜在裂解过程中的压力值和温度值,定量输送到各裂解厢式反应釜中,混杂废塑料中的PP、PVC、PE、ABS和PS成分所占比例设定,关键工艺参数如下:
①PVC含量低于2%,每个厢式反应釜的进料量在100-120Kg,裂解温度为450+5℃、压力为20+3bar;
②PVC含量在3-9%,每个厢式反应釜的进料量在80-100Kg,裂解温度为480+5℃、压力为30+3bar;
③PVC含量在10-20%,每个厢式反应釜的进料量在60-80Kg,裂解温度为500+5℃、压力为30+3bar;
④PVC含量超过20%,每个厢式反应釜的进料量在50-60Kg,裂解温度为520+8℃、压力为40+3bar;
⑤PVC含量超过10%,且ABS与PS总含量占比超过40%,则每个厢式反应釜的进料量在50-60Kg,裂解温度为550+8℃、压力为40+3bar;
可以理解的是,本方法中混杂废塑料中各种塑料组分占比不同使得各厢式反应釜关键裂解工艺参数不同,整个过程是动态变化的,根据混杂废塑料的成分使得裂解过程每个厢式反应釜都处于一个动态变化过程中,从而调控整个裂解反应过程。
通过裂解系统中预设的混杂废塑料中各单体塑料所占比重所对应的进料量和裂解工艺条件对整个裂解过程压力和温度进行精细化调控,压力的控制是通过压力传感器与各厢式反应釜出口电子阀形成闭环控制,及时调控每个厢式反应釜内的压力;温度的调控中,温度值的控制方法为总控制方法和精确控制方法,所述总控制方法为在燃烧室提供的高温热源的基础上使得裂解系统釜体温度控制在450℃左右;其中,高温热源的热空气温度维持在750-850℃;所述精确控制方法通过精确控温系统来实现温度控制,所述精确控温系统包括高温管路、高温氮气循环系统、高频电阻和低温氮气管路;所述高温管路和低温氮气管路均与高温氮气循环系统连接,所述高温管路外侧且远离高温氮气循环系统的方向依次设置循环风机、压力表、温度表、开关、高频电阻;精确控制方法为在厢式反应釜已经达到450℃的条件下,通过高频电阻加热常温氮气,并通过循环风机控制氮气循环使用,待厢式反应釜达到预设温度+10℃后,高频电阻停止加热,在开关的作用下控制氮气进入量,氮气进入量控制在之前的60%-75%之间,使得常温氮气将温度迅速降低至厢式反应釜预设温度;待厢式反应釜降低到预设温度的-15℃后,高频电阻迅速启动加热,进氮气量满负荷通入,直至达到厢式反应釜达到预设温度+10℃后,如此循环往复工作,从而实现精确调控每个厢式反应釜温度的需求;
控制每个厢式裂解反应釜中的裂解温度和裂解压力,对裂解过程中产生的气体流速、温度及压力等关键工艺参数进行全流程自动闭环精确控制,并且对裂解气进行回收,通过裂解进料系统检测混杂废塑料中的成分占比后,经过控制系统定性控制各厢式反应釜中产生的气体流速和温度,控制系统定性控制各厢式反应釜中产生的气体流速和温度的主要确定依据为:
①PVC含量低于2%,厢式反应釜的气体流速不超过600-1000ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+10℃;
②PVC含量在3-9%,厢式反应釜的气体流速不超过500-700ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+10℃;
③PVC含量在10-20%,厢式反应釜的气体流速不超过400-500ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+8℃;
④PVC含量超过20%,厢式反应釜的气体流速不超过300-400ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+5℃;
⑤PVC含量超过10%,且ABS与PS总含量占比超过40%,则厢式反应釜的气体流速不超过300-400ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+5℃;
控制各个厢式反应釜的气体流速,但由于混杂废塑料进料和裂解残渣从厢式反应釜中卸出时,会有部分裂解气体泄漏通过裂解气回收方法进行回收,其具体为在厢式裂解炉盖分别开设第一出口和第二出口,其中第一出口主要用于收集反应釜中产生的裂解气体,第二出口主要用于收集釜体内的裂解气体;通过叉阀与叉阀配合管相互配合实现,在反应釜上方焊接叉阀,叉阀由部分组成,分别是裂解气体沉降过滤组件、活动配合组件、活动密封组件,在反应釜盖的开启过程中活动配合组件外表面的棱型结构与叉阀配合管中的内凹结构相互配合,能够实现叉阀在反应釜盖的开启过程中上下运动,为了防止裂解气在叉阀上下运动过程中的泄漏,必须要通过活动密封组件中加入石墨盘根结构,石墨盘根结构的定位与安装是在叉阀配合管内部;通过活动配合组件与活动密封组件相互配合从而实现叉阀在反应釜盖的开启过程中上下运动,其中裂解气体沉降过滤组件主要是过滤裂解气体中的残渣及未分解的废塑料残片,使其再次落入反应釜中,实现回收;与此同时在反应釜中会持续产生裂解气体,为了防止其泄漏,叉阀与叉阀配合管会一直随着反应釜的旋转而旋转,此时是通过裂解气混合旋转阀来实现的,裂解气混合旋转阀与第一出口管路中存在密封结构,是通过第一出口管路与裂解气混合旋转阀接触部分第一出口管路焊接螺纹迷宫结构并在裂解气混合旋转阀相应部位加装石墨盘根实现其旋转过程中的动态密封;所述裂解气回收过程中,需要气缸与进料系统协同控制,其具体方法为待反应釜内混杂废塑料裂解完全后运动到进料构件下方,气缸带动气缸活动组件使得进料构件作用于反应釜盖,反应釜盖绕转动拨叉运动,呈现反应釜盖打开,此时进料系统中的进料挤出机迅速工作,将混杂废塑料沿进口至进料盖进入到反应釜内实现混杂废塑料的进料;与此同时,在气缸带动气缸活动组件使得进料构件作用于反应釜盖之前的5-10秒,具体时间根据反应釜内混杂混杂废塑料总量来定,卸料组件先开始运动,其运动过程与上述过程相同,实现裂解炭黑的迅速卸出,在进料构件作用秒内,卸料组件工作完成,裂解炭黑经过卸料组件卸出后完全落入釜体内,由于釜体底部呈斜面设计,使得热解炭黑进入裂解残渣输送系统,实现热解残渣的输送。
可以理解的是,本方法中控制系统定性控制主要是混杂废塑料厢式工业连续化裂解方法中的控制系统采用自适应PID控制算法、迭代学习控制算法以及模糊自适应控制,并通过网络监控混杂废塑料裂解过程中的实时生产获得实验数据以及专家经验数据,经过系统建模和神经网络分析,人工智能决策等技术,建立了一套工艺参数专家系统,并通过系统的学习能力,充分发挥专家系统的特点,从而实现对各厢式反应釜中产生的气体流速、流量和温度进行精确控制的需求;对于裂解温度的控制是在燃烧室提供的高温热源的基础上使得裂解系统釜体温度控制在450℃作用,热源的热空气温度维持在750-850℃,每个厢式反应釜都配有各自的温度调控系统,使其能够满足各厢式反应釜温度变化的需求,高温条件下的温度精准调控方法中使用的氮气是循环使用的,经过每个厢式反应釜后的氮气温度一般在350℃以上,直接使用能够避免能源损失。
实施例
垃圾处理处理厂中的混杂废塑料经过托运至裂解厂房后,在进料系统的作用下红外检测初步统计混杂废塑料中各塑料的占比,然后根据混杂废塑料进料数据库中的各成分所占比例的数值,以及控制每个厢式反应釜中的进料量和控制每个厢式反应釜在裂解过程中的压力值和温度值,定量输送到各裂解厢式反应釜中,在线连续统计混杂废塑料中的占比情况,并根据检测数据调控进料系统的进料速度,使混杂废塑料进料量连续可控进入厢式裂解反应釜中,在燃烧室提供的高温热源的基础上使得裂解系统釜体温度控制450℃-600℃之间,在厢式反应釜已经达到450℃的条件下,通过高频电阻加热常温氮气,并通过循环风机控制氮气循环使用,待厢式反应釜达到预设温度+10℃后,高频电阻停止加热,但氮气进入量控制在之前的60%-75%之间,使得常温氮气将温度迅速降低至厢式反应釜预设温度;待厢式反应釜降低到预设温度的-15℃后,高频电阻迅速启动加热,进氮气量满负荷通入,直至达到厢式反应釜达到预设温度+10℃后,如此循环往复工作,从而实现精确调控每个厢式反应釜温度的需求,在该温度区间内使进入的混杂废塑料快速裂解,产生的裂解气经过经沉降、冷却后形成裂解油品,未冷凝的裂解气体继续经过处理后通入裂解反应提供能源,混杂废塑料经过裂解后产生的裂解残渣经过输出裂解炉内,燃烧后产生的烟气经过处理后达标排放。
实验数据:
通过该方法进行了系统的混杂废塑料裂解实验研究,并与传统的裂解法(回转窑式裂解反应釜,裂解温度控制在500℃)进行了对比分析,具体结果如下:
1.实验原料,实验原料为造纸厂混杂废塑料
2.实验数据
(1)物料平衡实验数据
表1.混杂废塑料裂解物料平衡
该方法可以显著提高裂解油品产量,使得混杂废塑料向液体产物转化,降低了裂解气体产量,从而大大提高裂解企业经济效益和生产安全。
(2)裂解油品性能分析
表2.油品性能分析
从上述实验数据可知,该专利方法获得裂解油品闭口闪点与运动粘度都比传统裂解方法高,油品密度比传统方法低,并且油品蒸馏各回收温度都比传统法获得低,说明油品中轻质组分显著增加,油品质量显著提高。
(3)裂解残渣分析
表3.裂解残渣数据分析
从上述实验数据可知,该专利方法裂解后的残渣高位发热量显著降低,说明裂解更加完全,并且裂解残渣中有有害元素含量明显降低。
综上所述,该发明专利的装置和方法能够显著提高混杂废塑料的裂解效果,使得裂解油品产量和质量显著提高,并且使整个裂解过程更加充分
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,该方法由多个厢式裂解反应釜构成总的裂解系统实现,其特征在于:包括以下步骤:
根据混杂废塑料的理化特性单独设定每个厢式裂解反应釜内的裂解工艺条件;
混杂废塑料经过进料系统根据混杂废塑料中的成分占比定量输送到厢式裂解反应釜中;
通过裂解系统中预设的混杂废塑料中各单体塑料所占比重所对应的进料量和裂解工艺条件对整个裂解过程进行精细化调控;
控制每个厢式裂解反应釜中的裂解温度和裂解压力,对裂解过程中产生的气体流速、温度及压力关键工艺参数进行全流程自动闭环精确控制,并且对裂解气进行回收;
所述裂解气回收方法,具体方法如下:
在厢式裂解炉盖分别开设第一出口和第二出口,其中第一出口主要用于收集反应釜中产生的裂解气体,第二出口主要用于收集釜体内的裂解气体;通过叉阀与叉阀配合管相互配合实现,在反应釜上方焊接叉阀,叉阀由部分组成,分别是裂解气体沉降过滤组件、活动配合组件、活动密封组件,在反应釜盖的开启过程中活动配合组件外表面的棱型结构与叉阀配合管中的内凹结构相互配合,能够实现叉阀在反应釜盖的开启过程中上下运动,为了防止裂解气在叉阀上下运动过程中的泄漏,必须要通过活动密封组件中加入石墨盘根结构,石墨盘根结构的定位与安装是在叉阀配合管内部;通过活动配合组件与活动密封组件相互配合从而实现叉阀在反应釜盖的开启过程中上下运动,其中裂解气体沉降过滤组件主要是过滤裂解气体中的残渣及未分解的废塑料残片,使其再次落入反应釜中,实现回收;与此同时在反应釜中会持续产生裂解气体,为了防止其泄漏,叉阀与叉阀配合管会一直随着反应釜的旋转而旋转,此时是通过裂解气混合旋转阀来实现的,裂解气混合旋转阀与第一出口管路中存在密封结构,是通过第一出口管路与裂解气混合旋转阀接触部分第一出口管路焊接螺纹迷宫结构并在裂解气混合旋转阀相应部位加装石墨盘根实现其旋转过程中的动态密封;
所述裂解气回收过程中,需要气缸与进料系统协同控制,其具体方法为待反应釜内混杂废塑料裂解完全后运动到进料构件下方,气缸带动气缸活动组件使得进料构件作用于反应釜盖,反应釜盖绕转动拨叉运动,呈现反应釜盖打开,此时进料系统中的进料挤出机迅速工作,将混杂废塑料沿进口至进料盖进入到反应釜内实现混杂废塑料的进料;与此同时,在气缸带动气缸活动组件使得进料构件作用于反应釜盖之前的5-10秒,具体时间根据反应釜内混杂混杂废塑料总量来定,卸料组件先开始运动,其运动过程与上述过程相同,实现裂解炭黑的迅速卸出,在进料构件作用秒内,卸料组件工作完成,裂解炭黑经过卸料组件卸出后完全落入釜体内,由于釜体底部呈斜面设计,使得热解炭黑进入裂解残渣输送系统,实现热解残渣的输送。
2.根据权利要求1所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,其特征在于:所述进料系统为通过红外检测初步统计混杂废塑料中各塑料的占比,然后根据混杂废塑料进料数据库中的信息,定量输送到各裂解厢式反应釜中。
3.根据权利要求2所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,其特征在于:所述混杂废塑料进料数据库包括混杂废塑料中的PP、PVC、PE、ABS和PS成分所占比例的数值,以及控制每个厢式反应釜中的进料量和控制每个厢式反应釜在裂解过程中的压力值和温度值。
4.根据权利要求3所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,其特征在于:所述混杂废塑料中的PP、PVC、PE、ABS和PS成分所占比例设定关键工艺参数如下:
①PVC含量低于2%,每个厢式反应釜的进料量在100-120Kg,裂解温度为450+5℃、压力为20+3bar;
②PVC含量在3-9%,每个厢式反应釜的进料量在80-100Kg,裂解温度为480+5℃、压力为30+3bar;
③PVC含量在10-20%,每个厢式反应釜的进料量在60-80Kg,裂解温度为500+5℃、压力为30+3bar;
④PVC含量超过20%,每个厢式反应釜的进料量在50-60Kg,裂解温度为520+8℃、压力为40+3bar;
⑤ PVC含量超过10%,且ABS与PS总含量占比超过40%,则每个厢式反应釜的进料量在50-60Kg,裂解温度为550+8℃、压力为40+3bar。
5.根据权利要求3所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,其特征在于:所述压力值的控制方法是通过压力传感器与各厢式反应釜出口电子阀形成闭环控制,及时调控每个厢式反应釜内的压力。
6.根据权利要求3所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,其特征在于:所述温度值的控制方法为总控制方法和精确控制方法,所述总控制方法为在燃烧室提供的高温热源的基础上使得裂解系统釜体温度控制在450℃左右;其中,高温热源的热空气温度维持在750-850℃;
所述精确控制方法通过精确控温系统来实现温度控制,所述精确控温系统包括高温管路、高温氮气循环系统、高频电阻和低温氮气管路;所述高温管路和低温氮气管路均与高温氮气循环系统连接,所述高温管路外侧且远离高温氮气循环系统的方向依次设置循环风机、压力表、温度表、开关、高频电阻。
7.根据权利要求6所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,其特征在于:精确控制方法为在厢式反应釜已经达到450℃的条件下,通过高频电阻加热常温氮气,并通过循环风机控制氮气循环使用,待厢式反应釜达到预设温度+10℃后,高频电阻停止加热,在开关的作用下控制氮气进入量,氮气进入量控制在之前的60%-75%之间,使得常温氮气将温度迅速降低至厢式反应釜预设温度;待厢式反应釜降低到预设温度的-15℃后,高频电阻迅速启动加热,进氮气量满负荷通入,直至达到厢式反应釜达到预设温度+10℃后,如此循环往复工作,从而实现精确调控每个厢式反应釜温度的需求。
8.根据权利要求1所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解方法,其特征在于:所述全流程自动闭环精确控制是通过裂解进料系统检测混杂废塑料中的成分占比后,经过控制系统定性控制各厢式反应釜中产生的气体流速和温度;
所述控制系统定性控制各厢式反应釜中产生的气体流速和温度的主要确定依据为:
①PVC含量低于2%,厢式反应釜的气体流速不超过600-1000ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+10℃;
②PVC含量在3-9%,厢式反应釜的气体流速不超过500-700ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+10℃;
③PVC含量在10-20%,厢式反应釜的气体流速不超过400-500ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+8℃;
④PVC含量超过20%,厢式反应釜的气体流速不超过300-400ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+5℃;
⑤ PVC含量超过10%,且ABS与PS总含量占比超过40%,则厢式反应釜的气体流速不超过300-400ml/min,裂解气体温度不得超过厢式反应釜温度+5℃。
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