年處理6萬噸廢塑料建設(shè)項目生產(chǎn)工藝及設(shè)備描述
廢塑料綜合處理項目生產(chǎn)工藝及設(shè)備描述
1. 生產(chǎn)工藝流程
本項目采用低溫微負壓裂解工藝技術(shù)，將廢舊塑料裂解處理得到燃料油、炭黑、不凝氣三種產(chǎn)品。核心工藝為廢塑料的熱裂解處理工藝，該工藝不需要添加催化劑。
廢塑料的熱裂解是指在無氧或缺氧工況及適當?shù)臏囟认?，塑料中主鏈具有不飽和鍵的高分子斷裂，產(chǎn)物主要是單體、二聚物和碎片，生成物再聚合為多種烯烴，從而脫出揮發(fā)性物質(zhì)并形成固體炭的過程，其產(chǎn)物主要是燃料油、熱解氣、粗碳黑。
本項目塑料熱解溫度為350℃，屬于低溫熱裂解。裂解爐采用爐外加熱、微負壓、貧氧熱裂解工藝技術(shù)，微負壓可確保爐內(nèi)氣體不外泄，提高熱裂解效率，同時熱解設(shè)備的主要工藝參數(shù)（熱解溫度、操作壓力等）實現(xiàn)聯(lián)鎖調(diào)節(jié)控制，從根本上消除了生產(chǎn)過程中由于氣體外泄而引起的不安全隱患和二次污染。
1.1 工藝流程簡述
具體裂解工藝簡述如下：
- 進料：本項目外購的廢塑料無需清洗、破碎、烘干，直接裝入自動進料機，進料時長1小時。根據(jù)業(yè)主提供，年處理廢塑料60000噸，每天每臺爐處理量為25噸（混合進入）。由于廢PET 塑料出油率較低，年處理量為1500噸，每臺裂解爐進料0.55噸，僅占22噸的2.5%。
- 熱解：廢塑料進入上料機通過液壓系統(tǒng)推入熱解主爐，待主爐內(nèi)裝料完畢，封上爐門，主爐開始旋轉(zhuǎn)，爐膛開始加熱(初始加熱以柴油為熱源)，爐內(nèi)溫度上升到180℃，開始有油氣產(chǎn)生。加熱方式：熱解爐采用爐外加熱，每個熱解爐底下設(shè)有一排共4個燃燒機，4把廢氣回燃槍，初次點火時，熱解爐點火由柴油作為燃料供熱。1.5~2小時后，由熱解爐產(chǎn)生的熱解氣經(jīng)過水封、阻火器隔離輸入燃燒室可作為補充燃料使用，此時不再需要柴油做燃料。一次點火一臺，第二臺用不凝氣點火。
- 油氣冷卻分離：熱解氣體由熱解爐油氣出口進入分氣包緩沖，部分隨油氣出口帶出的炭黑與冷凝油形成油渣，在沉降后從底部排出，該油渣返回裂解爐再次裂解。油氣經(jīng)除蠟罐降溫，首先形成液態(tài)的高分子重油在除蠟罐內(nèi)沉降下來，氣態(tài)的油氣由上部進入冷卻水箱，冷卻水箱外部由多管冷卻循環(huán)水圍繞，急速將油氣進一步降溫，經(jīng)冷凝至70℃，C4以上有機烴類冷凝為輕油，最終重油、輕油等裂解油全部用輸油泵輸送到裂解油儲罐進行混合存儲。不凝熱解氣體(H 2、CH 4-C 4H 10)為氣相，通過水封阻火器隔離輸入爐膛可作為補充燃料使用。熱解全部完成后，燃燒室停止燃燒。每臺熱解爐各設(shè)置一臺冷凝器，采用水間接冷卻裂解油和不凝汽，冷卻后油、氣溫度小于40度。冷卻水流回冷卻水池經(jīng)冷卻塔冷卻后再循環(huán)使用。
- 出渣：當熱解完成后，熱解爐溫度降到80℃以下開始析出炭黑，炭黑析出過程在熱解爐內(nèi)完成。炭黑經(jīng)過爐內(nèi)螺旋片輸送爐外，之后通過爐體轉(zhuǎn)動將炭黑轉(zhuǎn)移至前端小爐門的密閉出渣器，出渣器底部配置快接式密封接口，與防靜電炭黑噸包袋無縫對接，實現(xiàn)炭黑重力自流封裝，全過程在密閉環(huán)境下完成。
- 儲液罐（裂解油）：本項目由冷凝器分離出的裂解油通過油泵從油暫存罐輸送至儲罐區(qū)儲液罐儲存，儲罐區(qū)裂解油通過罐車外運。
1.2 項目穩(wěn)定供氣、穩(wěn)定運行可行性分析
本項目不設(shè)貯氣設(shè)施，但為保證項目生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定供氣和穩(wěn)定運行，本項目共設(shè)置8臺裂解爐，為充分利用裂解氣，裂解設(shè)備串聯(lián)運行，首臺裂解爐在進料完成后采用柴油作為燃料點燃，升溫至350℃后產(chǎn)生裂解不凝氣，4小時后，裂解氣的產(chǎn)生趨于穩(wěn)定狀態(tài)，在為自身供給裂解爐燃料的同時，多余氣體可作為第二臺裂解爐的啟動燃料或在配套的單獨燃燒室燃燒；當?shù)?臺裂解爐運行4小時后，可同時為第3臺裂解爐提供燃料，以此類推，最終當?shù)?臺裂解爐開始運行后，第一臺裂解爐已停止工作，待炭黑出爐后，第8臺裂解爐產(chǎn)生的不凝氣為第1臺裂解爐加熱。這樣，8臺裂解爐可以連續(xù)運行，可滿足生產(chǎn)車間的生產(chǎn)需要，實現(xiàn)生產(chǎn)的穩(wěn)定供氣和穩(wěn)定運行。
2. 生產(chǎn)設(shè)備
本項目主要生產(chǎn)設(shè)備包括間歇式廢塑料裂解油化成套生產(chǎn)裝備、液壓上料系統(tǒng)、裂解油儲罐、裂解油和蠟油儲罐、叉車等。
| 序號 | 設(shè)備名稱 | 型號參數(shù) | 材質(zhì) | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 間歇式廢塑料裂解油化成套生產(chǎn)裝備 | HJA-9型 | Q245R | 套 | 8 | |
| 1.1 | 主爐 | Ф2800mm×δ22mm×L8800mm | Q345R | 臺 | 8 | |
| 1.2 | 前排出渣器 | Q235B | 套 | 8 | ||
| 1.3 | 緩沖罐 | Ф1000mm×δ5mm×H2000mm | Q235 | 臺 | 8 | |
| 1.4 | 天管 | Ф426mm/Ф325mm×δ5mm×L4000mm | Q235 | 臺 | 8 | |
| 1.5 | 清油罐 | Ф1300mm×δ5mm×L5000mm | Q235 | 臺 | 8 | |
| 1.6 | 阻泥罐 | Ф800mm×δ5mm×H1200mm | Q235 | 臺 | 8 | |
| 1.7 | 冷凝水箱 | 5800mm×3000mm×3000mm×δ5mm | Q235 | 臺 | 8 | |
| 1.8 | 水封罐 | Ф800mm×δ5mm×H1200mm | Q235 | 臺 | 8 | |
| 1.9 | 蠟油罐 | Ф1300mm×δ5mm×L5000mm | Q235 | 臺 | 8 | |
| 2 | 設(shè)備動力附件 | |||||
| 2.1 | 齒輪油泵/電機 | KCB-55/1.5KW-4 | 鑄鋼 | 臺 | 8 | |
| 2.2 | 循環(huán)水泵 | 鑄鋼 | 臺 | 2 | ||
| 2.3 | 鼓風機 | 型號：CZR，風量32m3/min，2.2kw，風壓：1180Pa | 臺 | 8 | ||
| 2.4 | 風機變徑 | 2.2kw風機出風口 | Q235B | 個 | 8 | |
| 3 | 設(shè)備電器、儀表附件 | |||||
| 3.1 | 熱電耦 | 扦深250WRN-230，0-1300℃ | 套 | 8 | ||
| 3.2 | 熱電傳感線 | 補償導線 | KC | m | 120 | |
| 3.3 | 溫度表 | 扦深150-200，0-500℃，垂直安裝，表盤100mm | 只 | 16 | ||
| 3.4 | 安全裝置 | UC4-100電鈴 | 件 | 8 | ||
| 3.5 | 正壓電觸點壓力表 | 0.01-0.25MPa，表盤100mm | 塊 | 8 | ||
| 3.6 | 真空表 | -0.1MPa | 塊 | 8 | ||
| 3.7 | 壓力表蛇形管 | Q235B | 個 | 16 | ||
| 3.8 | 安全閥 | 0.03-0.7可調(diào)，DN25絲口 | 鑄鋼 | 個 | 16 | |
| 4 | 爐體附件 | |||||
| 4.1 | 石棉帶 | 寬50mm | m | 80 | ||
| 4.2 | 保溫棉 | 巖棉 | 包 | 24 | ||
| 4.3 | 保溫巖棉管 | DN250 | m | 40 | ||
| 4.4 | 玻璃絲布 | 寬400mm | m | 214 | ||
| 4.5 | 石墨盤根 | 25mm×25mm | kg | 240 | ||
| 4.6 | 尾氣燃燒器 | Ф76mm/DN25-DN50 | 個 | 32 | ||
| 4.7 | 金屬波紋管 | DN25 | 鋁 | 根 | 32 | |
| 4.8 | 金屬軟管 | DN50 | 鋁箔 | 根 | 32 | |
| 4.9 | 重油燃燒機 | 30萬大卡 | 臺 | 32 | ||
| 5 | 液壓上料系統(tǒng) | YYSL-80 | 套 | 2 | ||
| 6 | 裂解油儲罐 | 立式，直徑8.4米，高度7米 | Q245R | 座 | 2 | |
| 7 | 裂解油和蠟油儲罐 | 臥式，直徑2.8長度9米 | Q245R | 座 | 2 | |
| 8 | 叉車 | CPC組合件 | 臺 | 1 | 3T |
2.1 設(shè)備產(chǎn)能分析
項目產(chǎn)能主要由裂解爐決定，根據(jù)建設(shè)單位提供的資料，每條塑料裂解生產(chǎn)線每天可裂解25t原料，本項目擬建設(shè)8條廢塑料裂解生產(chǎn)線，項目年生產(chǎn)時間為340天，每天生產(chǎn)24小時，一天一批次，可生產(chǎn)340批次，則最大可處理廢塑料68000t/a，能夠滿足本項目處理廢塑料60000t/a的要求。
2.2 存儲能力分析
本項目設(shè)置裂解油成品立式儲罐2個，約388m3/個，臥式儲罐1個約55m3；蠟油儲罐臥式1個約55m3。每罐裝裂解油量不超過80%，熱解油密度約910kg/m3，則廠區(qū)裂解油最大存儲量約為604.9t，蠟油最大存儲最約為40.04t。
