城市塑料垃圾處理設(shè)備(POET技術(shù))系統(tǒng)組成
POET技術(shù)的目的是使各種不同塑料垃圾的混合物,經(jīng)過風(fēng)選,磁選后,再經(jīng)過三種不同的、厭氧的、組合裂解方式,在嚴(yán)格的除氯、除硫、除氮的技術(shù)條件下,生產(chǎn)出高熱值,潔凈型輕燃油。該種產(chǎn)品不僅能為本系統(tǒng)提供能源,同時也可廣泛應(yīng)用于工業(yè)之中。
該技術(shù)共分十個主要部分:
1. 自動供料系統(tǒng)
2. 自動進(jìn)料系統(tǒng)
3. 熱裂解系統(tǒng)
4. 除氯系統(tǒng)
5. 排渣系統(tǒng)
6. 催化裂解系統(tǒng)
7. 冷卻系統(tǒng)(含LPG回收系統(tǒng))
8. 自動供熱系統(tǒng)
9. 冷裂解系統(tǒng)
10.自動控制系統(tǒng)(含檢測、監(jiān)測等功能)
上述十個主要系統(tǒng)構(gòu)成了從固態(tài)的混合塑料垃圾轉(zhuǎn)變?yōu)楦邿嶂、潔凈型、輕質(zhì)工業(yè)用燃油的框架。
塑料通過防泄露進(jìn)料系統(tǒng)后,通過熱裂解、催化裂解,在環(huán)境壓力、工業(yè)溫度和厭氧的條件下,逐步形成小分子的、不飽和烯烴構(gòu)成主要成分的氣態(tài)烴,并使殘渣分離。經(jīng)過冷卻分離后,在常溫、常壓下不能形成液態(tài)烴的物質(zhì),共同形成LPG,并通過回收系統(tǒng)給整個系統(tǒng)補(bǔ)充熱能;獲得的液態(tài)烴即為工藝產(chǎn)品。而進(jìn)一步的冷裂解,可使該燃油的質(zhì)量提升,適合市場的銷售,同時也為本工藝提供燃燒能源。
設(shè)備系統(tǒng)基本組成
1. 自動供料系統(tǒng):
根據(jù)塑料垃圾的物理性質(zhì)可分為硬塑料和軟塑料,兩種不同的塑料垃圾,導(dǎo)致兩種不同的供料方式:
A. 氣提式供料:針對粉碎后的硬質(zhì)塑料,利用空吸原理,將其送至進(jìn)料系統(tǒng)的料斗中。在嚴(yán)格控制氣流速度條件下,保持單位時間內(nèi)的供料量。
B. 斗式循環(huán)供料:針對不粉碎或粉碎后的軟塑料,利用斗式循環(huán)的方法將其送至進(jìn)料傳送帶系統(tǒng)的料斗中?深A(yù)定的料斗的容積與循環(huán)速度,確定單位時間內(nèi)的供料量。
2. 自動進(jìn)料系統(tǒng):(以下進(jìn)料系統(tǒng)的主要技術(shù)訣竅在于防止高溫氣體的泄露)
針對硬塑料和軟塑料的不同,進(jìn)料時也采取了兩種不同的方式:
A. 星型進(jìn)料系統(tǒng):由數(shù)個葉片將放料空間分成數(shù)個小空間,呈星狀,隨著葉片的旋轉(zhuǎn),由料斗進(jìn)入各個小空間的塑料,先后進(jìn)入安置在其下方的螺旋推進(jìn)器中,在螺旋的推動下,將粉碎的硬質(zhì)塑料進(jìn)入熱裂解反應(yīng)器。由于采取了雙層封閉措施,故確保了高溫氣體不會泄露。
B. 針對軟塑料垃圾的進(jìn)料,本公司尚有兩種方式:
1.)螺桿式進(jìn)料系統(tǒng):由料斗進(jìn)入該系統(tǒng)的塑料,在螺桿的推動下,通過一段特殊的封閉管道,進(jìn)入熱裂解反應(yīng)器。由于封閉管道的作用,確保加料過程中,高溫氣體不會泄露。
2.)懸臂式液壓進(jìn)料系統(tǒng):由料斗進(jìn)入該系統(tǒng)的塑料,被半圓式懸臂壓蓋壓入半圓式底部,并留存在與底部形成的圓筒中,再由其內(nèi)的活塞將塑料推入熱裂解反應(yīng)器中。這中間仍有一段特殊的封閉管道,故也可確保加料過程中高溫氣體不會泄露。
3. 熱裂解系統(tǒng):熱裂解系統(tǒng)是指用一個特種耐酸、耐高溫鋼材制成的圓柱型反應(yīng)器,與其他設(shè)備連接,形成厭氧條件下的連通器;其外部由耐火材料制成的爐套,用以提供熱能,確保其內(nèi)部的溫度控制在270-550度。通過進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)器的塑料,迅速從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),其中有20-30%的液態(tài)迅速生為氣態(tài)(氣體成分:炭、氫元素組成的烴,少量的水蒸氣等。)該系統(tǒng)在環(huán)境壓力和270-550度的反應(yīng)條件下,可以使塑料裂解成小于高分子聚合物的鏈狀化合物。
4. 除氯系統(tǒng):用特種耐酸、耐高溫鋼材制成的圓柱形反應(yīng)器,構(gòu)成了環(huán)境壓力下的除氯系統(tǒng)的主要框架,其外部用耐火材料制成的爐套為反應(yīng)器內(nèi)提供400-450度的反應(yīng)條件,其內(nèi)放置特種置換劑,用以固化裂解氣體中含有的氯。其主要的功能是,接收來自熱裂解后的氣態(tài)烴,并在高溫下有效地除去氯元素之后,將無氯的氣態(tài)烴輸送到催化裂解系統(tǒng)中。該系統(tǒng)由兩套相同的反應(yīng)器組成,用以切換。當(dāng)反應(yīng)器中的置換劑趨于飽和時,一個反應(yīng)器可切換到另一個相同的反應(yīng)器中,以繼續(xù)接收熱裂解后的高溫氣態(tài)烴,從而保證連續(xù)生產(chǎn)。飽和的置換劑將通過高溫氮?dú)夂脱趸饔每焖購?fù)元,以備下次切換。而由此生成的氯,用戶可制成氯氣,或制成氯的化合物(如:清洗劑等),作為副產(chǎn)品出售。
5. 排渣系統(tǒng):用特種耐酸、耐高溫材質(zhì)制造的一個排渣系統(tǒng),其外部是用耐火材料制成的燃燒室,為本系統(tǒng)提供450-500度的反應(yīng)條件。由熱裂解系統(tǒng)流出的未被汽化的液態(tài)烴類物質(zhì),通過特種的節(jié)流裝置,導(dǎo)入該系統(tǒng),由于系統(tǒng)內(nèi)可控的液體流速,確保了其內(nèi)的液態(tài)烴全部汽化,進(jìn)而將剩余的粉狀殘渣分離并排出。連續(xù)的、均勻的、排渣是保證整個工藝生產(chǎn)的必要條件。用戶可將殘渣作為副產(chǎn)品直接進(jìn)行銷售。
6. 催化裂解系統(tǒng):用耐酸、耐高溫的鋼材制造的圓柱形反應(yīng)器,其內(nèi)有放置特殊催化劑的數(shù)根鋼管管板,其外部仍是由耐火材料制成的燃燒室,此燃燒室與熱裂解系統(tǒng)的燃燒室相通。由熱裂解系統(tǒng)提供的煙氣進(jìn)入殼程為催化劑加熱,通過進(jìn)氣孔接收來自熱裂解和排渣系統(tǒng)的氣態(tài)烴,氣態(tài)烴進(jìn)入管程在特殊催化劑的作用下,氣態(tài)烴得到了進(jìn)一步的裂解,使其基本上轉(zhuǎn)變?yōu)镃8-C18的烴類物質(zhì),并進(jìn)入冷卻系統(tǒng)。
7. 冷卻系統(tǒng):由循環(huán)水泵排出的水,自動循環(huán),在三級冷凝器的作用下,使能夠在常溫常壓下轉(zhuǎn)為液態(tài)烴的物質(zhì)全部形成燃油,而不能轉(zhuǎn)為液態(tài)的輕烴類物質(zhì)不凝氣體,則以LPG的形式進(jìn)入LPG收集器,并沿導(dǎo)管被回收和返回燃燒系統(tǒng),以補(bǔ)充本生產(chǎn)線的熱量需求。
8. 自動供熱系統(tǒng):這是一組自動點火、自動燃燒的全面供應(yīng)熱能的裝置,服務(wù)于熱裂解、催化裂解、和脫氯系統(tǒng),可以根據(jù)各個監(jiān)控點的溫度需要,自動調(diào)節(jié)靜區(qū)、火焰長度、火力大小、送風(fēng)量等;進(jìn)而確保反應(yīng)的完全。各個系統(tǒng)的燃燒需求,可按照工藝參數(shù)、要求,予設(shè)計算機(jī)燃燒曲線程序,保證熱量的平衡和諧調(diào)。
9. 低溫裂解系統(tǒng):從冷卻器分離出來的液態(tài)烴,進(jìn)入該系統(tǒng)。由于原料是由塑料垃圾構(gòu)成的,因此,在環(huán)境壓力和厭氧的條件下,通過前述兩段裂解后,該系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生了由C8-C18 的直鏈和部分環(huán)鏈組成的單鏈烷烴和雙鍵的不飽和烯烴產(chǎn)品,該產(chǎn)品不可避免的會有少量的S、N等元素單質(zhì)或化合物存在。這樣的產(chǎn)品作為能源燃燒時,可能產(chǎn)生 Sox、Nox等有害氣體。為此,在本系統(tǒng)的液態(tài)烴,在該裂解工藝下,一方面減少雙鍵不飽和烴的數(shù)量、增加輕組成分;另一方面以化合物的形式固化S、N等元素,使終端產(chǎn)品的使用不會產(chǎn)生污染。
10. 自動控制系統(tǒng):用以自動控制全系統(tǒng)必要部位的溫度、壓力、流量、氣體或液體閥門;控制電機(jī)和各種泵的啟停;自動檢測、監(jiān)測各部分的異常情況,并自動報警。
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