年處理6萬噸廢塑料建設(shè)項(xiàng)目生產(chǎn)工藝及設(shè)備描述
廢塑料綜合處理項(xiàng)目生產(chǎn)工藝及設(shè)備描述
1. 生產(chǎn)工藝流程
本項(xiàng)目采用低溫微負(fù)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(dāng)?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(xiàng)目塑料熱解溫度為350℃，屬于低溫?zé)崃呀?。裂解爐采用爐外加熱、微負(fù)壓、貧氧熱裂解工藝技術(shù)，微負(fù)壓可確保爐內(nèi)氣體不外泄，提高熱裂解效率，同時(shí)熱解設(shè)備的主要工藝參數(shù)（熱解溫度、操作壓力等）實(shí)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(jiǎn)述
具體裂解工藝簡(jiǎn)述如下：
- 進(jìn)料：本項(xiàng)目外購(gòu)的廢塑料無需清洗、破碎、烘干，直接裝入自動(dòng)進(jìn)料機(jī)，進(jìn)料時(shí)長(zhǎng)1小時(shí)。根據(jù)業(yè)主提供，年處理廢塑料60000噸，每天每臺(tái)爐處理量為25噸（混合進(jìn)入）。由于廢PET 塑料出油率較低，年處理量為1500噸，每臺(tái)裂解爐進(jìn)料0.55噸，僅占22噸的2.5%。
- 熱解：廢塑料進(jìn)入上料機(jī)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(gè)熱解爐底下設(shè)有一排共4個(gè)燃燒機(jī)，4把廢氣回燃槍，初次點(diǎn)火時(shí)，熱解爐點(diǎn)火由柴油作為燃料供熱。1.5~2小時(shí)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(bǔ)充燃料使用，此時(shí)不再需要柴油做燃料。一次點(diǎn)火一臺(tái)，第二臺(tái)用不凝氣點(diǎn)火。
- 油氣冷卻分離：熱解氣體由熱解爐油氣出口進(jìn)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(jìn)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(jìn)一步降溫，經(jīng)冷凝至70℃，C4以上有機(jī)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(chǔ)罐進(jìn)行混合存儲(chǔ)。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(bǔ)充燃料使用。熱解全部完成后，燃燒室停止燃燒。每臺(tái)熱解爐各設(shè)置一臺(tái)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(dāng)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(dòng)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(duì)接，實(shí)現(xiàn)炭黑重力自流封裝，全過程在密閉環(huán)境下完成。
- 儲(chǔ)液罐（裂解油）：本項(xiàng)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(chǔ)罐區(qū)儲(chǔ)液罐儲(chǔ)存，儲(chǔ)罐區(qū)裂解油通過罐車外運(yùn)。
1.2 項(xiàng)目穩(wěn)定供氣、穩(wěn)定運(yùn)行可行性分析
本項(xiàng)目不設(shè)貯氣設(shè)施，但為保證項(xiàng)目生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定供氣和穩(wěn)定運(yùn)行，本項(xiàng)目共設(shè)置8臺(tái)裂解爐，為充分利用裂解氣，裂解設(shè)備串聯(lián)運(yùn)行，首臺(tái)裂解爐在進(jìn)料完成后采用柴油作為燃料點(diǎn)燃，升溫至350℃后產(chǎn)生裂解不凝氣，4小時(shí)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(shí)，多余氣體可作為第二臺(tái)裂解爐的啟動(dòng)燃料或在配套的單獨(dú)燃燒室燃燒；當(dāng)?shù)?臺(tái)裂解爐運(yùn)行4小時(shí)后，可同時(shí)為第3臺(tái)裂解爐提供燃料，以此類推，最終當(dāng)?shù)?臺(tái)裂解爐開始運(yùn)行后，第一臺(tái)裂解爐已停止工作，待炭黑出爐后，第8臺(tái)裂解爐產(chǎn)生的不凝氣為第1臺(tái)裂解爐加熱。這樣，8臺(tái)裂解爐可以連續(xù)運(yùn)行，可滿足生產(chǎn)車間的生產(chǎn)需要，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的穩(wěn)定供氣和穩(wěn)定運(yùn)行。
2. 生產(chǎn)設(shè)備
本項(xiàng)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(chǔ)罐、裂解油和蠟油儲(chǔ)罐、叉車等。
| 序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 型號(hào)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(tái) | 8 | |
| 1.2 | 前排出渣器 | Q235B | 套 | 8 | ||
| 1.3 | 緩沖罐 | Ф1000mm×δ5mm×H2000mm | Q235 | 臺(tái) | 8 | |
| 1.4 | 天管 | Ф426mm/Ф325mm×δ5mm×L4000mm | Q235 | 臺(tái) | 8 | |
| 1.5 | 清油罐 | Ф1300mm×δ5mm×L5000mm | Q235 | 臺(tái) | 8 | |
| 1.6 | 阻泥罐 | Ф800mm×δ5mm×H1200mm | Q235 | 臺(tái) | 8 | |
| 1.7 | 冷凝水箱 | 5800mm×3000mm×3000mm×δ5mm | Q235 | 臺(tái) | 8 | |
| 1.8 | 水封罐 | Ф800mm×δ5mm×H1200mm | Q235 | 臺(tái) | 8 | |
| 1.9 | 蠟油罐 | Ф1300mm×δ5mm×L5000mm | Q235 | 臺(tái) | 8 | |
| 2 | 設(shè)備動(dòng)力附件 | |||||
| 2.1 | 齒輪油泵/電機(jī) | KCB-55/1.5KW-4 | 鑄鋼 | 臺(tái) | 8 | |
| 2.2 | 循環(huán)水泵 | 鑄鋼 | 臺(tái) | 2 | ||
| 2.3 | 鼓風(fēng)機(jī) | 型號(hào)：CZR，風(fēng)量32m3/min，2.2kw，風(fēng)壓：1180Pa | 臺(tái) | 8 | ||
| 2.4 | 風(fēng)機(jī)變徑 | 2.2kw風(fēng)機(jī)出風(fēng)口 | Q235B | 個(gè) | 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(bǔ)償導(dǎo)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(diǎn)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(gè) | 16 | ||
| 3.8 | 安全閥 | 0.03-0.7可調(diào)，DN25絲口 | 鑄鋼 | 個(gè) | 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(gè) | 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(jī) | 30萬大卡 | 臺(tái) | 32 | ||
| 5 | 液壓上料系統(tǒng) | YYSL-80 | 套 | 2 | ||
| 6 | 裂解油儲(chǔ)罐 | 立式，直徑8.4米，高度7米 | Q245R | 座 | 2 | |
| 7 | 裂解油和蠟油儲(chǔ)罐 | 臥式，直徑2.8長(zhǎng)度9米 | Q245R | 座 | 2 | |
| 8 | 叉車 | CPC組合件 | 臺(tái) | 1 | 3T |
2.1 設(shè)備產(chǎn)能分析
項(xiàng)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(xiàng)目擬建設(shè)8條廢塑料裂解生產(chǎn)線，項(xiàng)目年生產(chǎn)時(shí)間為340天，每天生產(chǎn)24小時(shí)，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(xiàng)目處理廢塑料60000t/a的要求。
2.2 存儲(chǔ)能力分析
本項(xiàng)目設(shè)置裂解油成品立式儲(chǔ)罐2個(gè)，約388m3/個(gè)，臥式儲(chǔ)罐1個(gè)約55m3；蠟油儲(chǔ)罐臥式1個(gè)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(chǔ)量約為604.9t，蠟油最大存儲(chǔ)最約為40.04t。
