[發(fā)明專利]一種利用高爐渣余熱催化裂解廢舊輪胎油氣聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610292456.9
• 申請(qǐng)日: 2016-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN105802656B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅思義;王俊芝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C10G1/10
• 分類號(hào): C10G1/10;C01B3/26
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固廢資源化的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用高爐渣余熱催化裂解廢舊輪胎油氣聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。

背景技術(shù)

廢舊輪胎具有很強(qiáng)的抗熱、抗機(jī)械和抗降解性，難以自然消解，如果丟棄在自然環(huán)境中，不僅占用土地，浪費(fèi)資源，還會(huì)形成一種新的“黑色污染”。因此，實(shí)現(xiàn)廢舊輪胎環(huán)保、高效利用已成為世界難題。再生膠產(chǎn)業(yè)是我國(guó)廢舊輪胎利用最重要的方式，該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有效地彌補(bǔ)了我國(guó)橡膠資源的嚴(yán)重不足。然而再生膠產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過(guò)程中存在兩大致命弱點(diǎn)—二次污染和易燃易爆。雖然解決了廢舊輪胎的“黑色污染”等問(wèn)題，但是生產(chǎn)過(guò)程中又產(chǎn)生了廢氣、廢水污染,被我國(guó)列為二次污染行業(yè)。

熱裂解處理廢舊輪胎可以回收燃料氣、燃料油、炭黑和鋼絲等再生資源,這些再生資源是寶貴的燃料或化工原材料。廢舊輪胎熱裂解處理量大、適用范圍廣、產(chǎn)物品種多、廢物減容量大，而且熱解過(guò)程所需能量可以自給。它不僅具有明顯的環(huán)境效益，而且經(jīng)濟(jì)效益也十分可觀。然而現(xiàn)有的輪胎裂解技術(shù)存在以下問(wèn)題：

(1) 廢舊輪胎裂解產(chǎn)物中油的產(chǎn)品附加值最高，但現(xiàn)有的輪胎裂解工藝其油產(chǎn)率一般在40%～45%左右，經(jīng)濟(jì)效益偏低；

(2) 輪胎裂解多采用其自身的裂解產(chǎn)物—燃?xì)膺M(jìn)行外加熱，依靠反應(yīng)器壁面熱傳導(dǎo)和熱輻射的方式進(jìn)行，熱傳遞效率低，輪胎熱解升溫速率低，也導(dǎo)致了熱解油產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量較差；

(3) 輪胎裂解過(guò)程中產(chǎn)生的燃?xì)鉄嶂递^高，但其大部分用于輪胎裂解加熱，導(dǎo)致裂解工藝能源回收率低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用高爐渣余熱催化裂解廢舊輪胎油氣聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，技術(shù)方案為：采用粒化技術(shù)將液態(tài)高爐渣制成高溫爐渣顆粒，并負(fù)載催化劑，通過(guò)與輪胎膠粉直接接觸實(shí)現(xiàn)高效換熱和高效傳質(zhì)，使膠粉發(fā)生催化裂解反應(yīng)，以期提高高附加值產(chǎn)物—熱解油的產(chǎn)率。本發(fā)明既實(shí)現(xiàn)了廢舊輪胎的資源化、減量化和無(wú)害化處理，又實(shí)現(xiàn)了高爐渣余熱的高效回收、利用和轉(zhuǎn)化，為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

(1) 由高爐排出的液態(tài)高爐渣經(jīng)渣溝分成多股直徑為10mm的渣流，進(jìn)入粒化器進(jìn)行粒化，粒化過(guò)程中同時(shí)向爐渣顆粒表面噴淋水和催化劑粉末，使得爐渣顆粒表面形成多孔且負(fù)載催化劑的高溫顆粒，排出粒化器；

(2) 負(fù)載催化劑的高溫爐渣顆粒進(jìn)入移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)，作為熱載體與破碎后的輪胎膠粉混合，通過(guò)直接接觸將熱量傳遞給膠粉，粒化過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣一部分作為輪胎氣化的反應(yīng)介質(zhì)；輪胎膠粉在催化劑和水蒸氣的作用下發(fā)生催化氣化反應(yīng)，生成炭黑、不可冷凝氣和油。

進(jìn)一步的，所述粒化過(guò)程中向爐渣顆粒表面按照水與爐渣質(zhì)量比0.6～1.2: 1噴淋，同時(shí)向爐渣表面按照爐渣質(zhì)量的50%~80%噴吹催化劑粉末。

進(jìn)一步的，所述粒化器排出的粒化爐渣顆粒溫度控制在600～800℃。

進(jìn)一步的，所述粒化器排出的粒化爐渣顆粒直徑控制在0~5mm以內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述高溫爐渣顆粒進(jìn)入移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)，作為熱載體與破碎后的輪胎膠粉按照質(zhì)量比0.6～1: 1直接接觸。

進(jìn)一步的，所述粒化過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣一部分作為輪胎裂解的反應(yīng)介質(zhì)，按照水蒸氣與輪胎膠粉質(zhì)量比0.4～1: 1引入反應(yīng)器內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述膠粉粒徑控制在2mm以下。

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的輪胎催化裂解方法中，輪胎裂解需要消耗自身產(chǎn)生的高品質(zhì)燃?xì)庾鳛闊嵩矗茉椿厥招实停惠喬チ呀舛嗖捎猛饧訜岱绞剑ㄟ^(guò)反應(yīng)器內(nèi)壁和物料間接接觸傳熱，熱效率低；添加的催化劑和反應(yīng)物接觸面積有限，導(dǎo)致傳質(zhì)效率低。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

(1) 采用高爐渣余熱作為輪胎裂解加熱源，以廢治廢，增加了輪胎裂解技術(shù)的適用性，提高了能源利用轉(zhuǎn)化效率；

(2) 粒化過(guò)程中噴入的水部分變成水蒸氣，參與輪胎裂解反應(yīng)并作為燃?xì)庵械臍湓矗舭l(fā)水分所消耗的能量沒有浪費(fèi)，部分轉(zhuǎn)化為氫能；

(3) 高爐渣中含有多種金屬礦物，除了可作為輪胎裂解的熱載體外，還可以與表面負(fù)載的催化劑共同作用，降解轉(zhuǎn)化熱解油；

(4) 采用爐渣熱載體與輪胎膠粉直接接觸的加熱方式，可明顯提高熱傳遞效率，增加輪胎裂解的升溫速率，提高熱解油產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量；

(5) 采用噴吹催化劑的方法，使得爐渣表面負(fù)載催化劑，一方面，可以促進(jìn)催化反應(yīng)的傳質(zhì)效率，另一方面，還可以降低高溫爐渣顆粒的粘性，有效避免顆粒間的相互粘結(jié)。

附圖說(shuō)明

圖1是利用高爐渣余熱催化裂解廢舊輪胎油氣聯(lián)產(chǎn)工藝流程圖