一种连续高效的废旧轮胎气化资源化处理系统及其处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种连续高效的废旧轮胎气化资源化处理系统及其处理方法，包括回转窑式气化炉、冷凝器、油水分离器、焚烧炉和尾气处理系统，所述回转窑式气化炉分为热解段和气化段，所述回转窑式气化炉与冷凝器的进口相连，所述冷凝器的液体出口与油水分离器相连，所述冷凝器的气体出口与焚烧炉的进口相连，所述焚烧炉的出口与回转窑式气化炉相连，所述回转窑式气化炉尾气出口连接有尾气处理系统。本发明专利技术通过自产的富含氢气的合成气对主要的油相及固相产品进行了改性，使得本工艺产品与现有工艺生产的产品相比，品质得到较大的提升。

A continuous and efficient waste tire gasification resource treatment system and its treatment method

【技术实现步骤摘要】
一种连续高效的废旧轮胎气化资源化处理系统及其处理方法
本专利技术属于废旧轮胎资源化利用
，具体涉及一种连续高效的废旧轮胎气化资源化处理系统及其处理方法。
技术介绍
废旧轮胎是由橡胶、炭黑、磺化剂等化学添加剂以及钢丝和尼龙材料等制成。轮胎废弃后，由于其在生境中的难降解性，被称为“黑色污染”。但同时，废旧轮胎是一种高热值的具有高回收价值的资源。解决好废旧轮胎的资源化问题，对于消除废弃轮胎带来的环境污染以及发展资源循环型社会均具有重要意义。目前我国废旧轮胎资源化利用主要采取的是原形直接利用的方式，以废旧轮胎为原料，生产再生胶、翻新轮胎、硫化胶粉等，这些企业80％以上为中小企业或者是家庭作坊，形不成规模，市场竞争能力低，同时还存在着环境污染的问题。热解法是指将原料在无氧的条件下进行加热处理，使其在高温下分解为气(热解气)、液(油)和固相产物(炭)。通常来说，热解油为热解工艺的主要产品。对于废旧轮胎的热解工艺来说，由于原料本身的组成的复杂性，导致热解油含氧量高，油品质较低。加氢脱氧是常用的油品改性方法，但由于氢气是一种昂贵的化工原料，使得改性工艺成本较高。轮胎气化是废弃轮胎的另一种的资源化方案。气化是一种通入受控量气化剂(水蒸气，空气等)的热处理技术。在气化条件下，原料分解为气(合成气)、液(油)、固(炭)三相产物，通常来说，合成气是气化过程的主要产品，同时，通过调节气化条件，可以联产油相及固相产品。目前废旧轮胎的气化常以水蒸气为气化剂，来生产高含氢量的合成气，其中氢气体积比通常可达40％以上。但通常对于化工行业来说，此含量仍然太低，达不到化工利用的标准。比如费托合成通常要求氢气体积含量在60％以上，对于二氧化碳制甲醇工艺对氢气含量要求在71％以上，而对于合成氨工艺，对氢气含量的要求更是在75％以上。因此，无论轮胎的热解或是气化工艺，目前均存在着资源化利用的瓶颈，开发一种有效的联产高附加值产品的废旧轮胎的处置工艺成为迫切需求。
技术实现思路
针对目前废旧轮胎资源化过程中的困境，本专利技术的目的是在于提供了一种连续的、高效的、联产高附加值产品的废旧轮胎气化资源化处理系统。为了实现上述技术目的，本专利技术一种连续高效的废旧轮胎气化资源化处理系统，包括回转窑式气化炉、冷凝器、油水分离器、焚烧炉和尾气处理系统，所述回转窑式气化炉分为热解段和气化段，所述回转窑式气化炉与冷凝器的进口相连，所述冷凝器的液体出口与油水分离器相连，所述冷凝器的气体出口与焚烧炉的进口相连，所述焚烧炉的出口与回转窑式气化炉相连，所述回转窑式气化炉尾气出口连接有尾气处理系统。本专利技术中的回转窑式气化炉为夹套式设计，夹套中通入焚烧炉出口热气对物料进行间接式加热，焚烧炉出口热气的流通方向与废旧轮胎进料方向相反，为对流式，使得整个回转窑气化炉的温度从进料口到出料口逐渐升高，从500℃逐渐上升到约800℃。相较于常见的固定床式气化炉，回转窑式气化炉采用间接加热，使得合成气品质更高，从而影响后续冷凝阶段的油相产品的品质。回转窑式气化炉相较于流化床式气化炉，其制造及运行成本大大降低，同时操作也简单。一般回转窑式气化炉的气化温度较低，只能控制在1000℃以下，低温气化有利于液相产品的生成，从有利于本工艺油相产品的生成率。优选的，所述热解段和气化段的长度比为2:1-5:1。水蒸气参与气气相和气固相的气化反应，为气化段；当水蒸气消耗完，反应进入热解段。本专利技术通过调节水蒸气的通入速率以及回转窑气化炉的温度，以控制回转窑气化炉内的热解段和气化段的长度比，从而实现对油相产品产率及品质的控制。提高回转窑气化炉温度、增加水蒸气的通入量，气相产物的生成量升高，油相产品产率降低，但油品较高；而一般炉内温度高于600℃时气化反应得以发生；当温度高于700℃时，此时气化反应为主要反应。高温有利于气化反应的发生，但过高的温度会导致油相产品产量大大降低。优选的，所述焚烧炉的出口与回转窑式气化炉之间设有蒸汽发生器，本专利技术中的回转窑式气化炉产出的混合气相产物，其中不可冷凝的轻质气相组分(CO、剩余的H2、CH4等)仍具有较大的燃烧值，经焚烧炉焚烧后得到的高温气体，用于对蒸汽发生器供热产生水蒸气以及通入回转窑式气化炉经热量回收后去尾气处理系统。系统启动时，优先保证回转窑式气化炉供热，当回转窑式气化炉温度达到气化所需温度需求时，开始启动蒸汽发生器；在热量不足以同时维持回转窑式气化炉及蒸汽发生器对热量的需求时，引入甲烷等燃料作为补充能源进入焚烧炉，以产生足够热量。本专利技术处理系统中的回转窑式气化炉、冷凝器、油水分离器、焚烧炉和尾气处理系统均为常规的单元设备，均可从具有相关设备制造资质的厂家购得。本专利技术还提供了一种连续高效的废旧轮胎气化资源化处理方法，经破碎去除不燃物的废旧轮胎送入回转窑式气化炉，同时气化剂水蒸气以对流的方式从回转窑气化炉的另一端通入，废旧轮胎在热解段发生热解反应得到热解气，并在气化段发生气化反应得到富含氢气的合成气和固相产品；气化反应后的固相产品连续排出回转窑式气化炉，富含氢气的合成气去热解段与热解气充分混合后发生气相反应得到混合气相产物，混合气相产物经冷凝后得到液相产物和不凝气，液相产物经油水分离得到油相产品和水相，不凝气焚烧后作为热源送往回转窑式气化炉，经热量回收后去尾气处理。优选的，所述废旧轮胎与气化剂水蒸气之间的用量关系为0.4-0.5kg水蒸气/kg废旧轮胎。优选的，热解段的温度为450-500℃，气化段的温度为600-800℃。气化反应的发生需要在较高的温度范围内进行，而对于热解段，过高的热解温度会导致热解气中不可冷凝的气体产物增加，降低了油相产品的产率。为保证热解和气化反应均在彼此合适的温度范围内发生，故回转窑式气化炉内存在一定的温度梯度。优选的，冷凝器的冷凝温度为25-40℃，焚烧炉的反应温度为750-850℃。本专利技术中，废旧轮胎经破碎去除钢丝、纤维等不燃物后从一端送入回转窑式气化炉，同时气化剂水蒸气以对流的方式从回转窑气化炉的另一端通入，并在气化段与原料发生气化反应，生成富含氢气的合成气；气化反应后的炭连续排出气化炉。依据原料在回转窑气化炉中发生的主要反应，依据原料在回转窑气化炉中发生的主要反应，回转窑气化炉从进料口到出料口可依次分为热解段和气化段，在气化段生成的富含氢气合成气在热解段与热解气充分混合，发生气相反应。由于氢气的还原性，使得气相反应产物中的氧原子被氢气捕获生成水，在降低气相产物的氧元素含量的同时，也降低了气相反应产物的分子量，可较大程度改善冷凝段的油相产品。由富含氢气的合成气与热解气混合反应后形成的混合气相产物排出气化炉，首先进入冷凝器，可冷凝的油相产品与水蒸气被冷凝下来，随后经过油水分离器，形成油相产品与水相。由于热解气经H2改性，具有含氧低的特点，使得油相产品得到大大改善。不凝气组分(CO，剩余的H2，CH4等)仍具有较大的燃烧值，其在焚烧炉中经充分焚烧后，产生高温气体，作为热源用于对回转窑气化炉的供热，以及气化反应过程所需的气化剂水蒸气的生产。由于废旧轮胎中存在的部分S、N等元素在热解、气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续高效的废旧轮胎气化资源化处理系统，其特征在于：包括回转窑式气化炉、冷凝器、油水分离器、焚烧炉和尾气处理系统，所述回转窑式气化炉分为热解段和气化段，所述回转窑式气化炉与冷凝器的进口相连，所述冷凝器的液体出口与油水分离器相连，所述冷凝器的气体出口与焚烧炉的进口相连，所述焚烧炉的出口与回转窑式气化炉相连，所述回转窑式气化炉尾气出口连接有尾气处理系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续高效的废旧轮胎气化资源化处理系统，其特征在于：包括回转窑式气化炉、冷凝器、油水分离器、焚烧炉和尾气处理系统，所述回转窑式气化炉分为热解段和气化段，所述回转窑式气化炉与冷凝器的进口相连，所述冷凝器的液体出口与油水分离器相连，所述冷凝器的气体出口与焚烧炉的进口相连，所述焚烧炉的出口与回转窑式气化炉相连，所述回转窑式气化炉尾气出口连接有尾气处理系统。


2.根据权利要求1所述的一种连续高效的废旧轮胎气化资源化处理系统，其特征在于：所述热解段和气化段的长度比为2:1-5:1。


3.根据权利要求1所述的一种连续高效的废旧轮胎气化资源化处理系统，其特征在于：所述焚烧炉的出口与回转窑式气化炉之间设有蒸汽发生器。


4.一种连续高效的废旧轮胎气化资源化处理方法，其特征在于：经破碎去除不燃物的废旧轮胎送入回转窑式气化炉，同时气化剂水蒸气以对流的方式从回转窑气化炉的另一端通入，废旧轮胎在热解段...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴欣，何曦，万飞，吴志恒，
申请(专利权)人：长沙凯天工研院环保服务有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43