(1)廢塑料預處理
通過(guò)移動(dòng)式抓斗車(chē)將廢塑料送入粗碎機進(jìn)行粗碎,尺寸破碎至300mm以下,粗碎后的物料通過(guò)皮帶輸送機送入細碎機進(jìn)行再次破碎,將其尺寸破碎至100mm以下。破碎時(shí)塑料含水率在30%左右,破碎工藝為撕碎,此工序無(wú)粉碎粉塵產(chǎn)生。在細碎機后設一級磁選挑選出金屬作為產(chǎn)品外售。
將細碎后的廢塑料通過(guò)皮帶機出料至廢塑料風(fēng)干堆存區,利用熱解煙氣余熱將水分降至20%。減少廢塑料的水分含量可降低熱解系統的能耗,并減少熱解廢水產(chǎn)生量。風(fēng)干后的廢塑料經(jīng)皮帶機送往熱解車(chē)間。
廢塑料→粗碎機→細碎機→磁選機→余熱烘干→中間料斗→輸送帶
(2)進(jìn)料系統
進(jìn)料系統由上料倉、傳送帶、螺旋推進(jìn)器組成。
①將廢塑料由傳送帶送入上料倉內。
②當傳送帶開(kāi)始送料時(shí),過(guò)渡艙需要關(guān)閉下面的閥門(mén)打開(kāi)上面的閥門(mén),當過(guò)渡艙內的料進(jìn)滿(mǎn)后,需關(guān)閉過(guò)渡艙上面的閥門(mén)暫停。
③打開(kāi)過(guò)渡艙上面的抽氣閥門(mén),抽氣閥門(mén)與真空泵連接,在真空泵的作用下把過(guò)渡艙里的氧氣抽出,當負壓表顯示過(guò)渡艙內顯示出負數時(shí),此時(shí)過(guò)渡艙里處于無(wú)氧或貧氧狀態(tài),這時(shí)關(guān)閉抽氣閥門(mén)。
④打開(kāi)過(guò)渡艙的下面的出料閥門(mén),把無(wú)氧狀態(tài)的物料送入螺旋推進(jìn)器中,此時(shí)轉動(dòng)螺旋推進(jìn)器,將物料推進(jìn)裂解主爐中去,然后主爐點(diǎn)火轉動(dòng)開(kāi)始熱解,在熱解過(guò)程中可以連續送料,主爐中裂解氣有微負壓工藝引出爐膛,炭黑隨著(zhù)螺旋推進(jìn)器,送入炭黑出渣系統。
(3)熱解系統
燃燒室內采用熱解不凝氣進(jìn)行燃燒加熱(起爐采用柴油或天然氣等,約1小時(shí)),給熱解室升溫,控制溫度在400-450℃左右,主要進(jìn)行四個(gè)階段的反應:
第一階段為吸熱脫水階段,溫度較低(100-200℃),附著(zhù)水蒸發(fā),結合水析出,聚合物開(kāi)始裂解。
第二階段(200-350℃)為揮發(fā)分大量析出階段,一氧化碳出現最大生成速率,同時(shí)生成少量液體產(chǎn)品。前兩階段均為吸熱反應。
第三階段(350-400℃)為二次裂解階段,是液體產(chǎn)物的主要生成階段,氣體產(chǎn)物可燃成分大量增加,釋放大量的熱。
第四階段(400-450℃)固體產(chǎn)物焦結構固化、壓縮,揮發(fā)物質(zhì)減少,炭黑含量增加,同時(shí)生成氫和CO等。該階段也是放熱反應。
從化學(xué)反應的角度對熱解進(jìn)行分析,廢塑料在熱解過(guò)程中發(fā)生了復雜的熱化學(xué)反應,包括分子鍵斷裂、異構化和小分子聚合等反應。熱解過(guò)程由外至內逐層進(jìn)行。熱解產(chǎn)物為氣固兩相,氣相為不同碳原子數的烴類(lèi)有機物,固相為含碳量高的有機物剩余殘炭。氣相在熱解爐內外溫差產(chǎn)生的壓力差(0.02MPa左右)的作用下排出爐腔,作為熱解氣全部送往冷凝環(huán)節進(jìn)行冷凝,剩余的殘碳作為產(chǎn)品去冷卻分裝。
裂解爐配有數顯溫控儀,根據設定的溫度控制要求自動(dòng)控制熱解爐溫度在400-450℃。
從裂解爐出來(lái)的裂解油氣,進(jìn)入分氣包經(jīng)重力沉降去除油氣中的細小粉塵,然后進(jìn)入冷凝器,將系統內的殘存氣體大部分抽出,可降凝的變?yōu)橐后w經(jīng)分離罐進(jìn)入儲油罐,不凝部分進(jìn)入凈化裝置。分離罐中進(jìn)行油水分離,產(chǎn)生少量的含油廢水。燃料油進(jìn)入儲油罐內儲存,定期外售。不凝氣通過(guò)真空泵將緩沖罐抽成真空,在真空負壓作用下不凝氣經(jīng)冷凝裝置進(jìn)入一級堿洗凈化裝置、水封后經(jīng)過(guò)阻燃器再去爐膛燃燒室燃燒。通過(guò)真空泵可將裂爐內減壓至微負壓狀態(tài)(-0.03~-0.04MPa)。冷凝后殘存的尾氣主要為低碳烴類(lèi)可燃性氣體,廢氣通過(guò)水封和回火阻止器兩道安全裝置,被送入裂解爐燃燒室作為燃料,在爐底充分燃燒為裂解爐提供所需能量,燃燒煙氣經(jīng)環(huán)保設施處理達標后通過(guò)40m高的煙囪外排。
冷凝系統采用列管冷凝器,冷卻方式為水冷。冷卻水由循環(huán)水池供給。
(4)炭黑出渣系統
經(jīng)熱解后產(chǎn)生的炭黑由螺旋冷渣機輸送至炭黑包裝袋內(噸包袋),冷渣機外壁通入循環(huán)冷卻水,在螺旋輸送的過(guò)程將炭黑溫度降至40℃以下,再經(jīng)磁選設備將金屬物分離后,炭黑包裝外售。炭黑出渣為全密閉出渣。
(5)安全監控系統
熱解爐、分汽包和沉降罐上都裝有溫控系統、壓力表,分離罐上裝有壓力表,溫控系統及壓力表都為遠傳監控。對主處理器和關(guān)鍵系統的壓力、溫度進(jìn)行監控,一旦有異??勺詣?dòng)報警,生產(chǎn)過(guò)程始終有安全保證。
(6)煙氣綜合處理
熱解不凝氣含有顆粒物、SO2、NOX、CO、HCL和少量有機物,熱解不凝氣經(jīng)緩沖罐集氣后,經(jīng)堿液洗滌凈化后,進(jìn)入氣柜緩沖,再經(jīng)安全水封后送熱解爐下部燃燒室燃燒,為熱解提供熱量。
燃燒后的煙氣先經(jīng)換熱器用于烘干廢塑料,再進(jìn)入煙氣綜合處理系統,采用“水噴淋降塵+堿洗噴淋塔+UV光解+活性炭吸附”工藝處理后達標排放。其中堿液噴淋的目的是吸收酸性氣體,活性炭吸附有機氣體。液體噴淋本身就有降塵效果,本系統無(wú)需額外添加除塵設施,處理后的煙氣達標后由40米煙囪排放。