廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置及處理工藝的制作方法

專利名稱：廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置及處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及環保設備，特別涉及一種廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置及處理工藝。
背景技術：
目前，廢輪胎、橡膠或廢塑料熱裂解中產生的約5 8%的不可凝氣體即廢氣，廢氣中包括固體粉塵、黏液狀焦油、二氧化硫和硫化氫氣體。由于常規處理上述廢氣的裝置復雜，使得廢氣處理裝置投資及施工工程量，占用整套熱裂解設備20 30%的投資成本。此外，廢氣處理裝置在運行中需要損耗大量水資源。故此，大部分廢輪胎熱裂解設備裝置制造商和處理廠不配套廢氣處理，而將這部分廢氣直接排放或以火炬形式直接燃燒排放，由此造成了嚴重的環境污染，并且浪費了大量可回收利用的能源。因此研制一種裝置簡單，設備投資成本低廉且安全、高效、環保的熱裂解廢氣處理 設備就顯得尤為迫切。

發明內容
為了克服上述現有技術的缺陷，本發明實施例提供了一種廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置及處理工藝，該裝置具有結構簡單，投資成本低廉，并且安全、高效、環保的優點，該工藝具有操作簡便的優點。所述技術方案如下一種廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置，所述裝置包括緩沖罐、分液罐、凈化罐、脫硫罐、安全罐、真空泵、耐腐蝕泵、第二至第八截止閥、球閥、閘閥、第一至第五排污閥、蒸汽閥、氣體呼吸器及防爆器；所述緩沖罐用于收集廢氣，所述緩沖罐經第二截止閥、所述真空泵、所述第三截止閥連接至所述分液罐，以使廢氣由所述緩沖罐經所述真空泵抽送至所述分液罐，所述緩沖罐頂部設有所述氣體呼吸器，所述緩沖罐底部設有第一排污閥，以使所述緩沖罐排污；所述分液罐用于濾除所述廢氣中含有的固體粉塵和煙氣焦油，所述分液罐上部經第四截止閥連接至所述脫硫罐，以使所述分液罐的廢氣流動至所述脫硫罐，所述分液罐中部第五截止閥連接至所述凈化罐，以使浮于水面的所述固體粉塵和所述煙氣焦油經所述第五截止閥流至所述凈化罐，所述分液罐底部設有第二排污閥，以使所述分液罐排污，所述分液罐與所述凈化罐之間并聯有蒸汽閥，以排除所述分液罐及所述凈化罐蒸汽中殘留的煙塵和油垢；所述凈化罐用于收集所述固體粉塵和所述煙氣焦油，所述凈化罐的底部設有所述第三排污閥，以使所述凈化罐排污；所述脫硫罐用以將所述廢氣經其中的堿液中和反應后成潔凈的可燃性氣體，所述脫硫罐設有堿液循環系統，所述堿液循環系統包括由管道順次連接的所述第六截止閥、所述耐腐蝕泵、所述閘閥、所述球閥、所述第八截止閥及噴淋元件，其中所述球閥為堿液注入管口，所述脫硫罐經所述第七截止閥連接至所述安全罐，以使所述潔凈的可燃性氣體輸送至所述安全罐，所述脫硫罐底部設有第四排污閥；所述安全罐用于存放所述潔凈的可燃性氣體，所述安全罐的頂部設有所述防爆器，所述安全罐的底部設有所述第五排污閥，所述安全罐上設有可燃氣體出口。具體地，所述真空泵為水環真空泵，并通過PLC及變頻器控制。具體地，所述分液灌內部設有濾煙柵格，通過所述濾煙柵格濾除所述廢氣中含有的固體粉塵和煙氣焦油。具體地，所述噴淋元件為環形，所述噴淋元件表面設有均勻密布的微孔，通過所述耐腐蝕泵將堿液加壓使得所述噴淋元件的微孔上噴出的霧狀堿液。具體地，所述緩沖罐為0 1200 X 2600mm，所述凈化罐為0 440 X 600mm，所述分液 罐、所述脫硫罐及所述安全罐均為0 600X 1200mm，所述緩沖罐、所述分液罐、所述凈化罐、
所述脫硫罐及所述安全罐均為直立式安裝并且呈一直線布置。進一步地，所述廢氣處理裝置還包括第一截止閥，所述第一截止閥并聯在所述第二截止閥的入口端與所述第三截止閥的出口端，所述第一截止閥用于調節從所述緩沖罐到所述分液罐氣體流量。本發明還提供了一種用于廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置的處理工藝，包括所述的廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置，所述處理工藝按照下述步驟進行，步驟I、將廢氣收集在所述緩沖罐中；步驟2、所述緩沖罐中的廢氣經所述真空泵的抽送，使得廢氣以一種流量相對穩定的速度通過所述分液罐，步驟3、流動的廢氣中含有少量的固體粉塵和隨廢氣飄逸的煙氣焦油經所述分液te濾除；步驟4、浮于水面的固體粉塵和煙氣焦油經所述第五截止閥流到所述凈化罐；步驟5、廢氣繼續流動到所述脫硫罐，經其中堿液的中和反應后，成潔凈的可燃性氣體，步驟6、所述潔凈氣體經所述第七截止閥到所述安全罐后，到燃燒機做為燃料使用。本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是相比現技術，本發明實施例通過緩沖罐、分液罐、凈化罐、脫硫罐、安全罐、真空泵、耐腐蝕泵及各種控制閥門組成的裝置，能夠在安全、環保的前提下，將廢氣中含有的固體粉塵、漂浮的油煙、二氧化硫和硫化氫有害氣體進行有效的處理，成為熱裂解設備的有效能源可燃性氣體，完全回收利用，本發明不但解決了廢氣無序排放對環境的污染問題，同時還回收利用了大量再生能源，減少熱裂解中需要損耗大量的燃油或煤炭資源，同時，所述裝置還具有構造簡單合理、占用面積小、投資成本低廉的優點。


為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖I是本發明實施例提供的廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置的整體結構圖；圖2是本發明實施例提供的PLC控制結構圖；圖3是本發明實施例提供的廢氣處理裝置的主控制結構圖；圖4是本發明實施例提供的廢氣處理裝置的流量控制結構圖。圖中各符號表示含義如下I燃油收集灌，2緩沖罐，3分液罐，4凈化罐，5脫硫罐，6安全罐，7真空泵，8耐腐蝕泵，9壓力傳感器，10數字微壓表，11 PLC, 121/0模塊，13裂解爸，14變頻器；Val第一截止閥，Va2第二截止閥，Va3第三截止閥，Va4第四截止閥，Va5第五截止閥，Va6第六截止閥，Va7第七截止閥，Va8第八截止閥，Va9球閥，ValO閘閥，Vall第一排污閥，Val2第二排污閥，Val3第三排污閥，Val4第四排污閥，Val5第五排污閥，Val6蒸汽閥， Val7氣體呼吸器，Val8防爆器；GSl濾煙柵格；PLl噴淋元件。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。如圖I所示，本發明提供的一種廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置，所述裝置包括緩沖罐2、分液罐3、凈化罐4、脫硫罐5、安全罐6、真空泵7、耐腐蝕泵8、第二至第八截止閥Va2-Va8、球閥Va9、閘閥Va10、第一至第五排污閥Va11-Va15、蒸汽閥Va16、氣體呼吸器Va17及防爆器Val8 ；所述緩沖罐2用于收集廢氣，所述緩沖罐2經第二截止閥Va2、所述真空泵7、所述第三截止閥Va3連接至所述分液罐3，以使廢氣由所述緩沖罐2經所述真空泵7抽送至所述分液罐3，所述緩沖罐2頂部設有所述氣體呼吸器Val7，所述緩沖罐2底部設有第一排污閥Val I，以使所述緩沖罐2排污；所述分液罐3用于濾除所述廢氣中含有的固體粉塵和煙氣焦油，所述分液罐3上部經第四截止閥Va4連接至所述脫硫罐5，以使所述分液罐3的廢氣流動至所述脫硫罐5，所述分液罐3中部第五截止閥Va5連接至所述凈化罐4，以使浮于水面的所述固體粉塵和所述煙氣焦油經所述第五截止閥Va5流至所述凈化罐4，所述分液罐3底部設有第二排污閥Val2，以使所述分液罐3排污，所述分液罐3與所述凈化罐4之間并聯有蒸汽閥Val6，以排除所述分液罐3及所述凈化罐4蒸汽中殘留的煙塵和油垢；所述凈化罐4用于收集所述固體粉塵和所述煙氣焦油，所述凈化罐4的底部設有所述第三排污閥Val3，以使所述凈化罐4排污；所述脫硫罐5用以將所述廢氣經其中的堿液中和反應后成潔凈的可燃性氣體，所述脫硫罐5設有堿液循環系統，所述堿液循環系統包括由管道順次連接的所述第六截止閥Va6、所述耐腐蝕泵8、所述閘閥ValO、所述球閥Va9、所述第八截止閥VaS及噴淋元件PLl，其中所述球閥Va9為堿液注入管口，所述脫硫罐5經所述第七截止閥Va7連接至所述安全罐6，以使所述潔凈的可燃性氣體輸送至所述安全罐6，所述脫硫罐5底部設有第四排污閥Val4 ；
所述安全罐6用于存放所述潔凈的可燃性氣體，所述安全罐6的頂部設有所述防爆器Val8，所述安全罐6的底部設有所述第五排污閥Val5，所述安全罐6上設有可燃氣體出口。如圖I所示，本發明實施例通過緩沖罐2、分液罐3、凈化罐4、脫硫罐5、安全罐6、真空泵7、耐腐蝕泵8及各種控制閥門組成的裝置，能夠在安全、環保的前提下，將廢氣中含有的固體粉塵、漂浮的油煙、二氧化硫和硫化氫有害氣體進行有效的處理，成為熱裂解設備的有效能源可燃性氣體，完全回收利用，本發明不但解決了廢氣無序排放對環境的污染問題，同時還回收利用了大量再生能源，減少熱裂解中需要損耗大量的燃油或煤炭資源。具體地，如圖I所示，所述真空泵7為水環真空泵，并通過PLC 11及變頻器14控制。本實施例中，所述裝置采用水環真空泵I抽真空介質循環利用無廢水產生,用水 量極少，通過水環真空泵7的全封閉循環運行，在一條日處理10噸廢輪胎生產線其每月的耗水量不到0. 5噸。此外，采用水環真空泵7還能夠提高廢氣流動速度，穩定氣體流速，該水環真空泵7對氣體的壓縮是在等溫狀態下進行，因此在壓送或抽吸易燃易爆氣體時不易發生危險。更具體地，通過緩沖罐2的作用，使得廢氣可以在緩沖罐2得到緩存，并與水環真空泵7采用的變頻調速的控制相結合可以使廢氣流量比較穩定，脫硫的效果更加明顯，此種工藝技術與設備技術結合運用，提高了去除廢氣固體粉塵和脫硫的能力。如圖2所示，所述裝置的動力控制采用PLC 11及變頻器14控制，使所述裝置實現自動化，同時，可以使裂解釜13內壓力始終處于微負壓，提高熱裂解得環保性能，使得所述裝置安全性能可靠，整套裝置用電量極少約為4. 75KW，通過變頻調節抽真空，氣體在流動過程流量穩定，使運轉負荷處在穩定的節能狀態下連續運行變頻輸送氣體，可以保證安全，并且氣體在流動過程流量穩定，可以促進脫離過程均勻。具體地，如圖2及圖3所示，裂解釜13上安裝有數字微壓表10以檢測釜內廢氣量大小，通過數字式微壓表I路信號輸出接于PLC 11的I/O模塊12的Al端，做為PLC 11的模擬量信號源，同時采用二線式4 20mA標準信號壓力傳感器9做信號源，檢測釜內油氣量，該4 20mA標準信號通過PLC 11的模擬量輸入模塊被采集到PLC 11控制器，本實施例中，PLC 11采用西門子的S7-200系列CPU和I/O模塊12，做為控制器及模擬量輸入輸出接口，PLC 11控制器CPU讀取Al (模擬量輸入模塊)4 20mA信號后根據Al信號的大小，經運算及比較后輸出一個對應的2 IOV控制信號到AO端口(模擬量輸出模塊)。通過程序已經設定的曲線，PLC 11控制器設定成PID調節方式按照接近程序設定的控制曲線輸出一個4 20mA的控制信號直接控制變頻器14的輸出頻率，實現水環真空泵7隨著釜內壓力值的高低所表示的廢氣量大小自動控制抽取廢氣的流速。變頻器14設定在端子控制，模擬量2 IOV控制方式，控制信號越大變頻器14輸出頻率越大，反之則越小。PLC 11及變頻器14自動控制過程如圖2所示，裂解釜13上安裝有壓力傳感器9帶數字顯示的微壓計可以檢測釜內油氣氣量大小，并可將油氣氣量大小產生的壓力值轉換成4 20mA標準信號輸出，此信號通過PLC 11的模擬量輸入模塊被采集到PLC 11控制器，而后與程序已經設定的控制曲線進行比較，PLC 11控制器會輸出一個4 20mA的控制信號,信號通過I/O輸出模塊,此信號被轉換成對應的2 IOV的直流電壓信號接入變頻器14的模擬信號控制端，將變頻器14的V10、GND控制端的控制源設定成模擬量輸入控制后。當釜內廢氣量小時其壓力較低信號值較小，PLC 11控制器輸出的控制信號也小，在變頻器14V10、GND控制端的直流電壓值也小，變頻器14輸出頻率低水環真空泵7的電機轉速慢其抽取廢氣的速度慢，反之隨著裂解釜13溫度上升熱裂解反應速度變快時產生的油氣量不斷增多，其中的廢氣量也相應的多了，就需要快速其抽出，這時就要加大水環真空泵7抽氣能力，控制提高水環真空泵7的速度辦法就是通過釜內壓力值的上升，微壓計輸出信號增大，PLC 11接收到的信號增大輸出控制信號也增大、那么在變頻器14V10、GND控制信號電壓也隨之升高變頻器14輸出的頻率增大了，水環真空泵7的電機轉速就隨之提高，水環真空泵7抽真空的能力變大了，廢氣的流速就相應提高。整個控制過程PLC 11是以PID調節的方式按照接近程序設定的控制曲線直接控制變頻器14的輸出頻率，實現水環真空泵7隨著釜內油氣量產生的大小所對應壓力值的高低自動控制轉速，這種采用閉環控制的方法能夠得到釜內壓力始終保持微負壓，保持裂解釜13始終為負壓就保證了裂解釜13即使有一點泄漏也不至于使油氣往外冒，杜絕了生產現場有毒、臭味氣體的產生，實現整套設備即環保又安全的目的。 由此可見，該自動控制核心技術就是利用裝置中的PLC 11和變頻器14自動控制水環真空泵7的轉速，同時利用了緩沖罐2使廢氣的流速達到穩定，提高裂解釜13環保和安全性能，廢氣流速穩定后脫硫效果明顯提高，采用循環水技術無廢水產生、能源損耗低。具體地，如圖I所示，所述分液灌內部設有濾煙柵格GSl，通過所述濾煙柵格GSl濾除所述廢氣中含有的固體粉塵和煙氣焦油。本實施例采用了分液罐3內液體除去廢氣中含有的固體粉塵，采用簡單的濾煙格柵濾除廢氣中的漂浮的油煙，在控制分液罐3的液面合適的高度情況下使漂浮于液面的油煙油花流到凈化罐4中，回收這部分殘油的目的主要是可以清潔回收的可燃性氣體，減少燃氣在管道輸送過程因這些油煙在管道內滯留而造成氣管堵塞故障，本實施例采用分液罐3的處理使固體粉塵和隨廢氣飄逸的煙氣焦油可以在廢氣完全分離。具體地，如圖I所示，所述噴淋元件PLl為環形，所述噴淋元件PLl表面設有均勻密布的微孔，通過所述耐腐蝕泵8將堿液加壓使得所述噴淋元件PLl的微孔上噴出的霧狀堿液。本實施例中，通過脫硫罐5內的環形微孔噴淋與耐腐蝕泵8循環加壓工藝，使被處理氣體可以與堿液充分融合達到提高脫硫的效果，處理能力依據實際廢氣產生量設計系統能力。作為優選，環形噴淋元件PLl采用不銹鋼管材料煨彎而成，并且在圓管上設置有一個DN20的快接，可以很方便的連接到堿液管上，快接的應用使得環形噴淋元件PLl更加易于拆裝，同時，在圓管表面均勻密布有2. 5mm的微孔，在耐腐蝕泵8將堿液加壓到0. 3
0.4MPa時去，微孔上噴出的堿液為霧狀，使得堿液與被處理的廢氣充分融合，提高了中和反應的效果，脫硫工作更加徹底。具體地,參見圖I所示，本實施例中所述緩沖罐2為0 1200 X 2600mm,所述凈化罐4為0 440 X 600mm，所述分液罐3、所述脫硫罐5及所述安全罐6均為0 600 X 1200mm，所述緩沖罐2、所述分液罐3、所述凈化罐4、所述脫硫罐5及所述安全罐6均為直立式安裝并且呈一直線布置，通過上述結構使得工藝管線簡單，裝置結構簡捷，各組成部件功能明確有利于操作。
進一步地，如圖I所示，所述廢氣處理裝置還包括第一截止閥Val，所述第一截止閥Val并聯在所述第二截止閥Va2的入口端與所述第三截止閥Va3的出口端，所述第一截止閥Val用于調節從所述緩沖罐2到所述分液罐3氣體流量。本實施例所述裝置各組成部分的規格、材質選擇如表I所示表I
權利要求
1.一種廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置，其特征在于，所述裝置包括緩沖罐、分液罐、凈化罐、脫硫罐、安全罐、真空泵、耐腐蝕泵、第二至第八截止閥、球閥、閘閥、第一至第五排污閥、蒸汽閥、氣體呼吸器及防爆器； 所述緩沖罐用于收集廢氣，所述緩沖罐經第二截止閥、所述真空泵、所述第三截止閥連接至所述分液罐，以使廢氣由所述緩沖罐經所述真空泵抽送至所述分液罐，所述緩沖罐頂部設有所述氣體呼吸器，所述緩沖罐底部設有第一排污閥，以使所述緩沖罐排污； 所述分液罐用于濾除所述廢氣中含有的固體粉塵和煙氣焦油，所述分液罐上部經第四截止閥連接至所述脫硫罐，以使所述分液罐的廢氣流動至所述脫硫罐，所述分液罐中部第五截止閥連接至所述凈化罐，以使浮于水面的所述固體粉塵和所述煙氣焦油經所述第五截止閥流至所述凈化罐，所述分液罐底部設有第二排污閥，以使所述分液罐排污，所述分液罐與所述凈化罐之間并聯有蒸汽閥，以排除所述分液罐及所述凈化罐蒸汽中殘留的煙塵和油 垢； 所述凈化罐用于收集所述固體粉塵和所述煙氣焦油，所述凈化罐的底部設有所述第三排污閥，以使所述凈化罐排污； 所述脫硫罐用以將所述廢氣經其中的堿液中和反應后成潔凈的可燃性氣體，所述脫硫罐設有堿液循環系統，所述堿液循環系統包括由管道順次連接的所述第六截止閥、所述耐腐蝕泵、所述閘閥、所述球閥、所述第八截止閥及噴淋元件，其中所述球閥為堿液注入管口，所述脫硫罐經所述第七截止閥連接至所述安全罐，以使所述潔凈的可燃性氣體輸送至所述安全罐，所述脫硫罐底部設有第四排污閥； 所述安全罐用于存放所述潔凈的可燃性氣體，所述安全罐的頂部設有所述防爆器，所述安全罐的底部設有所述第五排污閥，所述安全罐上設有可燃氣體出口。
2.如權利要求I所述的廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置，其特征在于，所述真空泵為水環真空泵，并通過PLC及變頻器控制。
3.如權利要求I所述的廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置，其特征在于，所述分液灌內部設有濾煙柵格，通過所述濾煙柵格濾除所述廢氣中含有的固體粉塵和煙氣焦油。
4.如權利要求I所述的廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置，其特征在于，所述噴淋元件為環形，所述噴淋元件表面設有均勻密布的微孔，通過所述耐腐蝕泵將堿液加壓使得所述噴淋元件的微孔上噴出的霧狀堿液。
5.如權利要求I所述的廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置，其特征在于，所述緩沖罐為01200 X 2600mm,所述凈化罐為$ 440 X 600mm,所述分液罐、所述脫硫罐及所述安全罐均為$600X 1200mm，所述緩沖罐、所述分液罐、所述凈化罐、所述脫硫罐及所述安全罐均為直立式安裝并且呈一直線布置。
6.如權利要求1-5任一項權利要求所述的廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置，其特征在于，所述廢氣處理裝置還包括第一截止閥，所述第一截止閥并聯在所述第二截止閥的入口端與所述第三截止閥的出口端，所述第一截止閥用于調節從所述緩沖罐到所述分液罐氣體流量。
7.一種用于廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置的處理工藝，其特征在于，包括權利要求1-6任一項權利要求所述的廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置，所述處理工藝按照下述步驟進行，步驟I、將廢氣收集在所述緩沖罐中； 步驟2、所述緩沖罐中的廢氣經所述真空泵的抽送，使得廢氣以一種流量相對穩定的速度通過所述分液罐， 步驟3、流動的廢氣中含有少量的固體粉塵和隨廢氣飄逸的煙氣焦油經所述分液罐濾除； 步驟4、浮于水面的固體粉塵和煙氣焦油經所述第五 截止閥流到所述凈化罐； 步驟5、廢氣繼續流動到所述脫硫罐，經其中堿液的中和反應后，成潔凈的可燃性氣體， 步驟6、所述潔凈氣體經所述第七截止閥到所述安全罐后，到燃燒機做為燃料使用。
全文摘要
本發明公開了一種廢舊橡塑裂解中廢氣處理裝置及處理工藝，屬于環保領域。所述裝置包括緩沖罐、分液罐、凈化罐、脫硫罐、安全罐、真空泵、耐腐蝕泵、第二至第八截止閥、球閥、閘閥、第一至第五排污閥、蒸汽閥、氣體呼吸器及防爆器。本發明實施例通過緩沖罐、分液罐、凈化罐、脫硫罐、安全罐、真空泵、耐腐蝕泵及各種控制閥門組成的裝置，能夠在安全、環保的前提下，將廢氣中含有的固體粉塵、漂浮的油煙、二氧化硫和硫化氫有害氣體進行有效的處理成為熱裂解設備的有效能源可燃性氣體，完全回收利用，本發明不但解決了廢氣無序排放對環境的污染問題，同時還回收利用了大量再生能源，減少熱裂解中需要損耗大量的燃油或煤炭資源。
文檔編號C10K1/02GK102746904SQ20121023009
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月4日 優先權日2012年7月4日
發明者卓壽鏞, 卓斯顏, 秦漢盈, 陳湘君 申請人:卓壽鏞, 陳湘君