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    用于輪胎煉油的熱解裝備有哪些?

    2022-12-01

    經過近年來的不斷研發改進,裂解設備的結構和工作特點在逐漸變得多樣化,從結構上看裂解設備有立式、臥式和傾斜式之分;從傳輸方式上可分為靜態裂解設備和動態裂解設備;按照原料狀態的不同又可分為整胎裂解設備和膠粉裂解設備。

    一個完整成套的裂解設備應包括進料裝置、反應器、產物回收裝置、電氣控制和油氣回收等幾個部分。其中反應器即反應腔,是整個設備的核心部分,裂解反應就在腔體中發生。不同的反應器類型造成物料的輸送方式、加熱形式以及溫度分布等參數的不同,而這些因素將直接影響到裂解效果。從實驗裝置的研究到工業生產的中試,反應器的結構形式各不相同。常見的反應器類型為固定床、移動床、流化床和回轉窯等。

    1固定床熱解裝備

    固定床裝置又被稱為填充床,是一種內部填充固體顆粒物料層、用于進行多相反應的反應器。物料尺寸通常為毫米級別的固體小顆粒,在反應器中靜止堆積成一定高度的床層。當進行氣固催化反應時,流體穿過靜止的床層時發生反應。 固定床反應器的優點是:結構簡單,催化劑不易發生磨損消耗,節約成本。流體與靜止的物料層能夠進行有效的接觸,不易發生逆向混合現象,因此在發生串聯副反應時能夠適當提高反應選擇性。

    固定床反應器的缺點是:換熱面積相對較小,影響反應器的傳熱效果。當發生放熱反應時若產生巨大的熱量,將難以控制反應器的溫度,從而超出正常的工作條件。而且,催化劑更換困難,當催化劑失活或需要再生時會帶來不便。

    固定床裂解系統的進料方式為間歇性的進料,無法長期持續裂解,而且反應的條件也很難保持穩定。隨著各種分析技術的進步,對固定床的模擬研究也更加深入。由于固定床反應器采用外部加熱時的傳熱能力較差,再加上廢舊橡膠本身的傳熱系數低,所以導致了固定床反應器的溫升速度很慢。當裂解爐體積較大時,爐內溫度場的分布的均勻性很難保證,直接影響了裂解效果,氣流含有較多的焦油易發生管道堵塞,不能連續排渣。因此通常固定床反應器的規模有限,處理能力較小,難以將其工業化推廣使用。

    2移動床

    移動床與固定床具有相似之處,其不同點在于物料是自反應器的頂部連續加入,由底部出料。廢舊橡膠由上方向底部移動,在下降過程中與上升的高溫氣流接觸,經過干燥層干燥升溫后發生熱分解。首先干餾生成固體半焦,然后進入燃燒層將其中的碳燃燒消耗,剩余的灰渣則通過灰層被送出反應裝置外??諝庠诘撞窟M入反應器后穿過灰層,得到充分的預熱后逐漸向上流動,在提供燃燒層所需要的氧氣的同時,還可以與燃燒產生的煙氣混合作為氣化過程中的介質。氣化后的熱流繼續上升可以作為橡膠發生裂解反應的熱源,最終混合的燃氣將物料加熱并干燥后從出氣管路排出進入凈化系統。

    移動床裂解反應屬于慢速加熱工藝,這種裂解方式提高了裂解產物的質量,其燃料油和炭黑的品質都有一定程度的提高。移動床反應裝置能處理大塊的輪胎而且無需清理鋼絲和纖維簾線,但裝置采用外部加熱的方式進行裂解,傳熱效率相對較低,系統難以實現滿負荷工作。

    3流化床

    流化床反應器是一種進行氣相與固相或者液相與固相反應的裝置,它的工作原理是利用氣體或液體通過固體層(顆粒狀),從而使固體顆粒處于懸浮運動的狀態。

    流化床反應器的優點是:物料的輸送具有連續性,床層的傳熱效果較好,溫度分布均勻,非常適用于進行強放熱類型的反應。當催化劑失活速率高時,便于連續再生和循環操作。

    流化床存在的缺點是:氣固兩相在流動時會產生強烈的擾動,從而造成了它們的廣停留時間分布和接觸不充分,這種分布會降低目的產物的收率。床層內的流體運動現象相當復雜,可變性強,很難揭示其統一的運動規律,因而也難以僅靠經驗設計生產工藝或者簡單的放大操作。

    流化床裂解屬于快速裂解工藝,其特點是物料溫升速度快,反應迅速,因此能量的利用效率高。同時,流化床也在一定程度上減少了二次反應的發生,有利于提高裂解油的質量。

    4回轉窯

    回轉窯是一種利用間接加熱方式升溫的熱解反應器?;剞D窯設備為傾斜布置的圓筒形結構,其進料輸送滿足多種要求的物料尺寸,而且物料在回轉窯內部進行裂解時會持續翻動,各部分受熱比較均勻,因此成為了目前最廣泛使用的裂解工藝設備?;剞D窯可以根據需要調整轉動的速度,從而改變了物料在窯體內的停留時間?;剞D窯反應器裂解產生可燃氣具有很高的熱值,產物質量較好。

    與前幾種裂解工藝設備相比,回轉窯具有對物料結構、形狀和尺寸適應性廣的特點,適用于各種固體廢棄物的熱解處理,故對廢舊橡膠的進料尺寸幾乎不作任何要求,但是其熱損失比較嚴重?;剞D窯裂解廢舊橡膠屬于慢速裂解工藝。

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