城市塑料垃圾處理設備(POET技術)系統組成
POET技術的目的是使各種不同塑料垃圾的混合物,經過風選,磁選后,再經過三種不同的、厭氧的、組合裂解方式,在嚴格的除氯、除硫、除氮的技術條件下,生產出高熱值,潔凈型輕燃油。該種產品不僅能為本系統提供能源,同時也可廣泛應用于工業之中。
該技術共分十個主要部分:
1. 自動供料系統
2. 自動進料系統
3. 熱裂解系統
4. 除氯系統
5. 排渣系統
6. 催化裂解系統
7. 冷卻系統(含LPG回收系統)
8. 自動供熱系統
9. 冷裂解系統
10.自動控制系統(含檢測、監測等功能)
上述十個主要系統構成了從固態的混合塑料垃圾轉變為高熱值、潔凈型、輕質工業用燃油的框架。
塑料通過防泄露進料系統后,通過熱裂解、催化裂解,在環境壓力、工業溫度和厭氧的條件下,逐步形成小分子的、不飽和烯烴構成主要成分的氣態烴,并使殘渣分離。經過冷卻分離后,在常溫、常壓下不能形成液態烴的物質,共同形成LPG,并通過回收系統給整個系統補充熱能;獲得的液態烴即為工藝產品。而進一步的冷裂解,可使該燃油的質量提升,適合市場的銷售,同時也為本工藝提供燃燒能源。
設備系統基本組成
1. 自動供料系統:
根據塑料垃圾的物理性質可分為硬塑料和軟塑料,兩種不同的塑料垃圾,導致兩種不同的供料方式:
A. 氣提式供料:針對粉碎后的硬質塑料,利用空吸原理,將其送至進料系統的料斗中。在嚴格控制氣流速度條件下,保持單位時間內的供料量。
B. 斗式循環供料:針對不粉碎或粉碎后的軟塑料,利用斗式循環的方法將其送至進料傳送帶系統的料斗中。可預定的料斗的容積與循環速度,確定單位時間內的供料量。
2. 自動進料系統:(以下進料系統的主要技術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,進料時也采取了兩種不同的方式:
A. 星型進料系統:由數個葉片將放料空間分成數個小空間,呈星狀,隨著葉片的旋轉,由料斗進入各個小空間的塑料,先后進入安置在其下方的螺旋推進器中,在螺旋的推動下,將粉碎的硬質塑料進入熱裂解反應器。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料,本公司尚有兩種方式:
1.)螺桿式進料系統:由料斗進入該系統的塑料,在螺桿的推動下,通過一段特殊的封閉管道,進入熱裂解反應器。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.)懸臂式液壓進料系統:由料斗進入該系統的塑料,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,再由其內的活塞將塑料推入熱裂解反應器中。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:熱裂解系統是指用一個特種耐酸、耐高溫鋼材制成的圓柱型反應器,與其他設備連接,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,確保其內部的溫度控制在270-550度。通過進料系統進入反應器的塑料,迅速從固態轉變為液態,其中有20-30%的液態迅速生為氣態(氣體成分:炭、氫元素組成的烴,少量的水蒸氣等。)該系統在環境壓力和270-550度的反應條件下,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:用特種耐酸、耐高溫鋼材制成的圓柱形反應器,構成了環境壓力下的除氯系統的主要框架,其外部用耐火材料制成的爐套為反應器內提供400-450度的反應條件,其內放置特種置換劑,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烴,并在高溫下有效地除去氯元素之后,將無氯的氣態烴輸送到催化裂解系統中。該系統由兩套相同的反應器組成,用以切換。當反應器中的置換劑趨于飽和時,一個反應器可切換到另一個相同的反應器中,以繼續接收熱裂解后的高溫氣態烴,從而保證連續生產。飽和的置換劑將通過高溫氮氣和氧化作用快速復元,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),作為副產品出售。
5. 排渣系統:用特種耐酸、耐高溫材質制造的一個排渣系統,其外部是用耐火材料制成的燃燒室,為本系統提供450-500度的反應條件。由熱裂解系統流出的未被汽化的液態烴類物質,通過特種的節流裝置,導入該系統,由于系統內可控的液體流速,確保了其內的液態烴全部汽化,進而將剩余的粉狀殘渣分離并排出。連續的、均勻的、排渣是保證整個工藝生產的必要條件。用戶可將殘渣作為副產品直接進行銷售。
6. 催化裂解系統:用耐酸、耐高溫的鋼材制造的圓柱形反應器,其內有放置特殊催化劑的數根鋼管管板,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的燃燒室相通。由熱裂解系統提供的煙氣進入殼程為催化劑加熱,通過進氣孔接收來自熱裂解和排渣系統的氣態烴,氣態烴進入管程在特殊催化劑的作用下,氣態烴得到了進一步的裂解,使其基本上轉變為C8-C18的烴類物質,并進入冷卻系統。
7. 冷卻系統:由循環水泵排出的水,自動循環,在三級冷凝器的作用下,使能夠在常溫常壓下轉為液態烴的物質全部形成燃油,而不能轉為液態的輕烴類物質不凝氣體,則以LPG的形式進入LPG收集器,并沿導管被回收和返回燃燒系統,以補充本生產線的熱量需求。
8. 自動供熱系統:這是一組自動點火、自動燃燒的全面供應熱能的裝置,服務于熱裂解、催化裂解、和脫氯系統,可以根據各個監控點的溫度需要,自動調節靜區、火焰長度、火力大小、送風量等;進而確保反應的完全。各個系統的燃燒需求,可按照工藝參數、要求,予設計算機燃燒曲線程序,保證熱量的平衡和諧調。
9. 低溫裂解系統:從冷卻器分離出來的液態烴,進入該系統。由于原料是由塑料垃圾構成的,因此,在環境壓力和厭氧的條件下,通過前述兩段裂解后,該系統內產生了由C8-C18 的直鏈和部分環鏈組成的單鏈烷烴和雙鍵的不飽和烯烴產品,該產品不可避免的會有少量的S、N等元素單質或化合物存在。這樣的產品作為能源燃燒時,可能產生 Sox、Nox等有害氣體。為此,在本系統的液態烴,在該裂解工藝下,一方面減少雙鍵不飽和烴的數量、增加輕組成分;另一方面以化合物的形式固化S、N等元素,使終端產品的使用不會產生污染。
10. 自動控制系統:用以自動控制全系統必要部位的溫度、壓力、流量、氣體或液體閥門;控制電機和各種泵的啟停;自動檢測、監測各部分的異常情況,并自動報警。

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