一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺及成套设备制造技术

本发明专利技术公开一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺及成套设备，所述处理工艺包括以下步骤：1）热裂解及产物再利用：废旧轮胎进行热裂解，产物炭黑和钢丝回收再加工，产物热解油和热解气燃烧供热；2）废气二次燃烧：混杂于废气中的炭黑颗粒物完全燃烧，抑制二噁英类高温生成；3）废气快速冷却：抑制二噁英类低温再合成；4）废气脱硫脱硝：去除废气中的氮氧化物、二氧化硫；5）干燥除尘：废气去除颗粒物，降解成无毒无害的清洁气体。本发明专利技术整套设备之间匹配合理，有效利用废旧轮胎热裂解过程中的各类产物，实现废气污染近零排放。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺及成套设备
本专利技术属于环保
，具体涉及一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺及成套设备。
技术介绍
随着人们生活水平的提升和物流业的快速发展，我国各类机动车的保有量逐年上涨。交通的发达带动经济的发展，但同时汽车轮胎的消耗也日益增多。废旧轮胎作为固体废弃物，在露天堆放或直接焚烧影响环境，被称之为“黑色污染”。热裂解作为回收利用废旧轮胎的重要方式之一，但是容易引起二次污染，对环境造成毁灭性的污染。如何有效减少甚至近零排放其热裂解过程中产生二噁英类、氮氧化物、二氧化硫、颗粒物等有毒有害气体是当前研究的热点。研究废旧轮胎的热裂解无可避免需要考虑各类有毒有害气体的控制问题。而能否有效解决废旧轮胎热裂解过程中二噁英类的排放直接关系到热裂解技术的推广。在废旧轮胎热裂解过程中二噁英类产生的过程可分为高温生成和低温再合成等。高温生成是指由于热裂解不充分，烟气中的未燃尽物质在适宜的温度和催化剂作用下合成二噁英类，但是在温度高于800℃且停留时间大于2s的条件下，绝大部分二噁英类物质将会分解。而低温再合成是指在300-700℃温度区间内，已经高温分解的二噁英类会与烟尘中的含氯物种发生反应，再次生成二噁英类，因此要尽可能加速废气温度的降低，减少其在300-700℃的停留。故要有效控制二噁英类的排放，必须严格控制二噁英类的高温生成和低温再合成。对于无法直接回收利用的废旧轮胎，目前的处理方法都是采用热裂解的方式对废旧轮胎进行处理，但现有的热裂解炉存在有以下缺陷：第一，整体设计过于单一，不能充分利用废旧轮胎热裂解时的产物，燃料成本过高。第二，因二噁英类的产生温度在300-700℃，而在热裂解过程中部分碳粒无法充分燃烧和高温烟气缓慢降温，这两个部分极易产生二噁英类。另有氮氧化物、二氧化硫等有毒有害气体生成，严重污染大气环境、危害人体健康。目前，市场上有部分热解炉采用低温催化法热裂解废旧轮胎，虽然相比传统方法，节约了燃烧成本，但其运行温度基本在300-500℃温度区间，且废气在该温度区间停留时间过长，极易产生二噁英类有害物质。而后续废气处理工艺为活性炭吸附，二噁英类由气相转为固相，并没有真正意义上处理净化。而氮氧化物、二氧化硫和部分颗粒物的处理仍存在问题。综上所述，现有的废旧轮胎热裂解技术难以对热裂解废气污染实现有效的治理甚至近零排放，研究和专利技术出符合环保理念的废气处理技术，有利于推动废旧轮胎热裂解技术的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对以上这些行业难题，提供一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理工艺和成套设备。1.本专利技术的目的是这样实现的，一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理的成套设备，依次包括热裂解炉，二次燃烧室，急冷装置，文丘里洗涤器，氨水-石灰循环喷淋装置，旋风分离器，袋式除尘器，烟囱，循环水系统，其特征在于废旧轮胎投入热裂解炉中，热裂解炉连接二次燃烧室，高温废气经管道输送至急冷装置；循环水系统包括循环水箱和循环水管，通过循环水管将急冷装置、二次燃烧室、热裂解炉与循环水箱串联，循环水箱中的冷却水经循环水管能对急冷装置进行降温，能对二次燃烧室、热裂解炉进行保温；废气经急冷装置降温后进入文丘里洗涤器；文丘里洗涤器连接氨水-石灰循环喷淋装置；所述的氨水-石灰循环喷淋装置内设有多层带有旋喷头的高压钢管，在位于高压钢管的下部设有循环石灰浆池和循环氨水箱，高压钢管分别与其下部设有的循环石灰浆池和循环氨水箱通过管道连接；氨水-石灰循环喷淋装置能有效去除低温废气中的氮氧化物、二氧化硫和部分颗粒物；氨水-石灰循环喷淋装置经管道连接旋风分离器，旋风分离器的废气出口与袋式除尘器废气进口经管道相连，净化后的废气经管道输送至烟囱排入环境。2.所述的热裂解炉内壁为铸铁炉体，炉体内壁涂有防火泥和防腐蚀涂料，炉体顶部设有废旧轮胎进料口，热解炉循环水进口设于炉体右侧上端，热解炉循环水出口设于炉体左侧下端，热解炉废气出口设于位于热解炉循环水进口上端的炉体右侧上，炉体被热解炉保温材料包裹，热解炉预埋加热铜水管预埋在热解炉保温材料里，并通过热解炉循环水进口和热解炉循环水出口与循环水管相连，在位于热解炉循环水出口下端的炉体上设有裂解油出油管，裂解油出油管连通冷凝式油气回收装置，炉体下端设有炭黑及钢丝出料口、裂解气燃烧器、裂解油燃烧器，裂解气输气管下端连接冷凝式油气回收装置、上端与裂解气燃烧器连接，裂解油输油管一端连接冷凝式油气回收装置、另一端与裂解油燃烧器连接。3.创新专利技术一种二次燃烧室，二次燃烧室内壁为铸铁炉体，炉体内壁涂有防火泥和防腐蚀涂料，以保证其寿命。炉体左侧下端设有二燃室废气进口。炉体顶部设有防爆口。二燃室循环水进口设于炉体右侧下端，二燃室循环水出口设于炉体左侧上端，炉体被二燃室保温材料包裹，二燃室预埋加热铜水管预埋在二燃室保温材料里，通过二燃室循环水进口和二燃室循环水出口与循环水管相连。从急冷装置出来的加热循环水在二燃室预埋加热铜水管中可稳定二次燃烧室内部温度，具备一定的经济效益和节能效益。炉体内部设有复数块由下至上平行排列的圆台形的耐高温挡板，耐高温挡板材料可为耐火砖耐高温材料，所述的圆台形的耐高温挡板的内腔为中空的、且上开口大、下开口小，其纵向截面的斜边与水平面的夹角为30-55°，最优选35°，每块圆台形的耐高温挡板的上开口的外周边固定在二次燃烧室的炉体内壁的相应处，每块耐高温挡板的下开口的内周边与一块呈中空圆柱形的单层一次过滤金属网的下开口周边相应处焊连，每块一次过滤金属网的上开口与圆锥形防尘罩底部焊连，耐高温挡板材料、一次过滤金属网和防尘罩的组合分布在二次燃烧室内部形成蜿蜒路线，延长废气在二次燃烧室的行进路线，以保证废气在850℃高温中的停留时间大于2s，确保二噁英类无法高温生成，耐高温挡板材料的角度设计可以紊乱气体流向，从而保证废气得到搅动。在炉体内部的位于最上方的防尘罩的上方设有一块单层二次过滤金属网，一次过滤金属网和二次过滤金属网可为不锈钢过滤网耐高温材料，一次过滤金属网和二次过滤金属网将废气分割成多股小体积气流，过滤网处于高温状态，能让小体积废气完全燃烧。炉体内壁上设有复数个氧气含量监控器及喷口，可实时监控炉体内部氧气含量，以保证废气中的炭黑粒子完全燃烧。在炉体内部的底部设有旋转刮板，旋转刮板与带有转轴的电机相连，转轴顶端设有防尘罩，炉体底部设有灰渣出料口，炉体右侧上端设有三通阀门，当二次燃烧室工作时，三通阀门接通炉体内部和二燃室废气出口，当二次燃烧室反冲洗时，三通阀门接通炉体内部和空气管道，空气管道接通鼓风电机。二次燃烧室反冲洗时，鼓风电机和旋转刮板对二次燃烧室内部各处的不能燃烧颗粒进行去除，以保证二次燃烧室内部各零件的使用寿命，不发生堆积堵塞。4.创新专利技术一种急冷装置，急冷装置的顶部设有四棱台形的废气扩散罩，所述的四棱台形的废气扩散罩的内腔为中空的、且上开口小、下开口大，四棱台形的废气扩散罩的上开口的内周边与急冷装置废气进口的底部周边的相应处焊连，四棱台形的废气扩散罩的下开口的内周边固定在急冷水箱顶部外壁的相应处，其废气扩散罩可有效减缓废气流速，保证废气与循环水的接触时间。急冷水箱右侧上端设有急冷装置循环水进口，急冷水箱左侧下端设有急冷装置循环水出口。急冷装置的底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理的成套设备，依次包括热裂解炉，二次燃烧室，急冷装置，文丘里洗涤器，氨水‑石灰循环喷淋装置，旋风分离器，袋式除尘器，烟囱，循环水系统，其特征在于废旧轮胎投入热裂解炉中，热裂解炉连接二次燃烧室，高温废气经管道输送至急冷装置；循环水系统包括循环水箱和循环水管，通过循环水管将急冷装置、二次燃烧室、热裂解炉与循环水箱串联，循环水箱中的冷却水经循环水管能对急冷装置进行降温，能对二次燃烧室、热裂解炉进行保温；废气经急冷装置降温后进入文丘里洗涤器；文丘里洗涤器连接氨水‑石灰循环喷淋装置；所述的氨水‑石灰循环喷淋装置内设有多层带有旋喷头的高压钢管，在位于高压钢管的下部设有循环石灰浆池和循环氨水箱，高压钢管分别与其下部设有的循环石灰浆池和循环氨水箱通过管道连接；氨水‑石灰循环喷淋装置能有效去除低温废气中的氮氧化物、二氧化硫和部分颗粒物；氨水‑石灰循环喷淋装置经管道连接旋风分离器，旋风分离器的废气出口与袋式除尘器废气进口经管道相连，净化后的废气经管道输送至烟囱排入环境。

【技术特征摘要】
1.一种废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理的成套设备，依次包括热裂解炉，二次燃烧室，急冷装置，文丘里洗涤器，氨水-石灰循环喷淋装置，旋风分离器，袋式除尘器，烟囱，循环水系统，其特征在于废旧轮胎投入热裂解炉中，热裂解炉连接二次燃烧室，高温废气经管道输送至急冷装置；循环水系统包括循环水箱和循环水管，通过循环水管将急冷装置、二次燃烧室、热裂解炉与循环水箱串联，循环水箱中的冷却水经循环水管能对急冷装置进行降温，能对二次燃烧室、热裂解炉进行保温；废气经急冷装置降温后进入文丘里洗涤器；文丘里洗涤器连接氨水-石灰循环喷淋装置；所述的氨水-石灰循环喷淋装置内设有多层带有旋喷头的高压钢管，在位于高压钢管的下部设有循环石灰浆池和循环氨水箱，高压钢管分别与其下部设有的循环石灰浆池和循环氨水箱通过管道连接；氨水-石灰循环喷淋装置能有效去除低温废气中的氮氧化物、二氧化硫和部分颗粒物；氨水-石灰循环喷淋装置经管道连接旋风分离器，旋风分离器的废气出口与袋式除尘器废气进口经管道相连，净化后的废气经管道输送至烟囱排入环境。2.如权利要求1所述的废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理的成套设备，其特征在于所述的热裂解炉内壁为铸铁炉体，炉体内壁涂有防火泥和防腐蚀涂料，炉体顶部设有废旧轮胎进料口，热解炉循环水进口设于炉体右侧上端，热解炉循环水出口设于炉体左侧下端，热解炉废气出口设于位于热解炉循环水进口上端的炉体右侧上，炉体被热解炉保温材料包裹，热解炉预埋加热铜水管预埋在热解炉保温材料里，并通过热解炉循环水进口和热解炉循环水出口与循环水管相连，在位于热解炉循环水出口下端的炉体上设有裂解油出油管，裂解油出油管连通冷凝式油气回收装置，炉体下端设有炭黑及钢丝出料口、裂解气燃烧器、裂解油燃烧器，裂解气输气管下端连接冷凝式油气回收装置、上端与裂解气燃烧器连接，裂解油输油管一端连接冷凝式油气回收装置、另一端与裂解油燃烧器连接。3.如权利要求1所述的废旧轮胎热裂解废气污染近零排放处理的成套设备，其特征在于所述的二次燃烧室内壁为铸铁炉体，炉体内壁涂有防火泥和防腐蚀涂料，炉体左侧下端设有二燃室废气进口，炉体顶部设有防爆口，二燃室循环水进口设于炉体右侧下端，二燃室循环水出口设于炉体左侧上端，炉体被二燃室保温材料包裹，二燃室预埋加热铜水管预埋在二燃室保温材料里，通过二燃室循环水进口和二燃室循环水出口与循环水管相连，炉体内部设有复数块由下至上平行排列的圆台形的耐高温挡板，所述的圆台形的耐高温挡板的内腔为中空的、且上开口大、下开口小，其纵向截面的斜边与水平面的夹角为30-55°，每块圆台形的耐高温挡板的上开口的外周边固定在二次燃烧室的炉体内壁的相应处，每块耐高温挡板的下开口的内周边与一块呈中空圆柱形的单层一次过滤金属网的下开口周边相应处焊连，每块一次过滤金属网的上开口与圆锥形防尘罩底部焊连，在炉体内部的位于最上方的防尘罩的上方设有一块单层二次过滤金属网，炉体内壁上设有复数个氧气含量监控器及喷口，在炉体内部的底部设有旋转刮板，旋转刮板与带有转轴的电机相连，转轴顶端设有防尘罩，炉体底部设有灰渣出料口，炉体右侧上端设有三通阀门，当二次燃烧室工作时，三通阀门接通炉体内部和二燃室废气出口，当二次燃烧室反冲洗时，三通阀门接通炉体内部和空气管道，空气管道接通鼓风电...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗永晋，郑颖滨，陈庆华，钱庆荣，黄宝铨，薛珲，杨松伟，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35