一种废轮胎颗粒制燃气的方法与流程

1.本发明涉及废旧轮胎资源化利用领域，具体而言，涉及一种废轮胎颗粒制燃气的方法。


背景技术：

2.热解工艺是一种将废旧轮胎转化为裂解油、裂解气与炭黑等可再生利用资源的一种高效、可行且可持续的方法，产物中碳、硫和芳烃含量与化石燃料原料相当，是最具经济型和能量吸引力的产品。随着近年来科技技术的更新与进步，热解产物作为燃气的应用正向清洁代替的方向发展。
3.cn111040796a涉及一种利用废弃轮胎制备燃料油和粗炭黑的生产工艺。包括：将废弃轮胎采用破碎后的粒径≤10mm胶粉通过管链式提升机送至入料槽中，再由螺旋输送器送往裂解炉；裂解炉采取炉外加热，热解温度为480-500℃，压力-50pa；裂解室分为三室，生成炭黑从第三层裂解室尾端排渣口排出，经螺旋输送器输送至后工序；裂解炉设两个油气出口，汇集后依次进入二级油气分离罐及二级冷凝器，分离、冷凝得到的产品燃料油经成品油泵送到贮油罐，第二冷凝器出口裂解气则送至裂解气缓冲巏中，再经增压泵送至热风炉作为燃料气使用，多余的裂解气送燃烧室燃烧处理后达标排放。该发明充分利用了废弃轮胎，避免了环境污染及资源浪费，工艺技术绿色环保、连续化、智能化。该发明采用炉外加热，热解温度较低，轮胎胶粉难以完全分解，容易产生大分子有机化合物及苯环芳烃类产物，加大燃料气再利用难度。
4.cn111171872a涉及一种用废旧轮胎橡胶制取合成气或燃气的工艺方法，属于环保、化工、气化领域。本技术方案首先是将已去除钢丝的废旧轮胎回收，利用粉碎机将其粉碎至一定粒度，再利用球磨机磨细至约200目，磨好的轮胎橡胶粉与烟煤粉混合，制成料浆，用高压料浆泵输入工业型气流床水煤浆气化炉中，在炉中与氧气、水蒸汽进行一系列的氧化还原反应，生成主要含一氧化碳和氢气的混合气。此气体经除尘、净化处理后，可作为化工生产的合成气，用于生产合成氨、尿素、醋酸、甲醇、多元醇、烯烃、lng，也可用来工艺补碳、制氢气、提一氧化碳，还可作工业或民用燃气。该发明变废为宝，经济实用，具有较好的经济效益和环保价值，应用前景广阔。该发明需要额外加入烟煤粉吸附橡胶粉中的灰份，产物经过额外加工以使其符合进一步利用的标准，增加了设备成本与工艺流程。
5.cn105295985a一种废旧轮胎制取燃料油和可燃气的方法，包括如下步骤：(1)首先将废旧轮胎放入热裂解装置；通入氮气使热裂解装置为惰性气氛，采用加热器对所述热裂解装置进行加热；反应过程中蒸发出来的气态裂解产物通入冷凝器冷却，分离出可燃气和裂解油；所述的热裂解装置有4-6个并联；其中部分热裂解装置进行热裂解操作时，其它的热裂解装置降温出渣；(2)可燃气收集在储气罐；(3)裂解油经热交换器后通入精馏塔进行蒸馏，将裂解油分离成渣油、柴油、和汽油馏分；(4)热裂解结束后，对渣进行处理；所述热裂解装置的出口烟道气温度400℃-800℃，通入废热锅炉进行热量再利用。该发明直接对废渣进行其他收集处理，没有将可用于燃烧造气的炭黑利用到热裂解过程中，增加了回收成本，
降低轮胎回收率。
6.根据现有技术文件来看，常规轮胎热解温度较低，容易生成焦炭与大分子有机化合物，造成产物混杂，后续处理复杂；轮胎热裂解产物处理过程中需要添加额外吸附剂与原料或进行产物分离，增加设备成本，工艺流程处理冗长；热裂解产物通常在储存后再进行加工利用，造成燃料热值额外损耗，回收成本上升。


技术实现要素：

7.一种废轮胎颗粒制燃气的方法，其特征在于将废轮胎除去金属钢丝后，切碎成2~4厘米颗粒，从顶部送入立式固定床造气炉上段，上段为干馏段，干馏段废轮胎颗粒被干馏段下部侧向送入的上升气流干馏，产生裂解油气、炭黑与氧化锌固体、少量水蒸汽，干馏气体与上升气体混合气600~700℃，经换热回收热量生产2.4~4.0mpa高压蒸汽，同时降温到320~380℃，分离高温焦油，高温焦油送入炭黑炉燃烧室裂解段进行热裂解，分离高温焦油混合气送炭黑炉燃烧室用作燃气；炭黑炉燃烧室通入富氧空气，对混合气中进行燃烧，与裂解段重焦油联合作用，产生含炭黑、轻质焦油、烃类、碳氧化物与锌蒸汽的尾气，淬冷分离炭黑，一部分尾气经处理符合排放标准后外排，一部分通入富氧空气，作为助燃气体送入造气炉底部下段；助燃气体由纯氧或含氮富氧与二氧化碳按照1:0.2~3.5混合制成，其中含氮富氧中氧气含量高于60%；造气炉下段发生完全燃烧反应，燃烧火焰温度在1100~1400℃，氧气全部消耗，炭黑燃烧并部分转化为co，氧化锌还原成为单质锌蒸汽，形成上升气流，上升气流中主要为二氧化碳与一氧化碳气体、锌蒸汽，上升气流从造气炉下段顶部侧向出口抽出进入淬冷分离器，气体冷却到700℃~800℃，分离获得液态金属锌；上升气流在燃烧段结束部位温度达到1000~1100℃，极少未燃烧部分下落被助燃气体冷却成为炉渣；由此实现废轮胎颗粒的资源化。
8.与现有技术相比，本发明优点在于：（1）常规轮胎分解温度在700℃以下，容易导致炭黑包裹氧化锌，难以进行高价值利用，而本方法中产生的炭黑可在裂解循环内直接利用为燃料，价格比无烟煤价格低很多，用于造气过程属于廉价原料，可节省成本；（2）造气过程co2与炭黑反应生成co，同时发生zno的冶炼还原反应：zno+co=zn+co2、zno+c=zn+co，粗冶炼锌与造气过程一体化，节约投资，炭黑利用的同时获得金属锌产品；（3）轮胎分解产生油品复杂，分离能耗损失大，把油气直接使用制造炭黑减少了油气分离过程；（4）二氧化碳与纯氧或富氧混合作为助燃气，可以控制床层反应温度，减少飞温的同时，co2与h2反应脱氢并生成co，减少了氢气输出，对于后段炭黑生产提供的氢越少越有利于碳黑生产。
附图说明
9.图1为一种废轮胎颗粒制燃气方法的工艺流程图。
具体实施方式
10.实施例1：将废轮胎除去金属钢丝后，切碎成2厘米颗粒，从顶部送入立式固定床造气炉上段，上段为干馏段，干馏段废轮胎颗粒被干馏段下部侧向送入的上升气流干馏，产生裂解油气、炭黑与氧化锌固体、少量水蒸汽，干馏气体与上升气体混合气温度为600℃，经换热回收热量生产2.5mpa高压蒸汽，同时降温到330℃，分离高温焦油，高温焦油送入炭黑炉燃烧室裂解段进行热裂解，分离高温焦油混合气送炭黑炉燃烧室用作燃气；炭黑炉燃烧室通入富氧空气，对混合气中进行燃烧，与裂解段重焦油联合作用，产生含炭黑、轻质焦油、烃类、碳氧化物与锌蒸汽的尾气，淬冷分离炭黑，一部分尾气经处理符合排放标准后外排，一部分通入富氧空气，作为助燃气体送入造气炉底部下段；助燃气体由纯氧或含氮富氧与二氧化碳按照1:1混合制成，其中含氮富氧中氧气含量高于60%；造气炉下段发生完全燃烧反应，燃烧火焰温度在1100℃，氧气全部消耗，炭黑燃烧并部分转化为co，氧化锌还原成为单质锌蒸汽，形成上升气流，上升气流中主要为二氧化碳与一氧化碳气体、锌蒸汽，上升气流从造气炉下段顶部侧向出口抽出进入淬冷分离器，气体冷却到700℃℃，分离获得液态金属锌；上升气流在燃烧段结束部位温度达到1000℃，极少未燃烧部分下落被助燃气体冷却成为炉渣；由此实现废轮胎颗粒的资源化。
11.实施例2：将废轮胎除去金属钢丝后，切碎成3厘米颗粒，从顶部送入立式固定床造气炉上段，上段为干馏段，干馏段废轮胎颗粒被干馏段下部侧向送入的上升气流干馏，产生裂解油气、炭黑与氧化锌固体、少量水蒸汽，干馏气体与上升气体混合气650℃，经换热回收热量生产3.0mpa高压蒸汽，同时降温到350℃，分离高温焦油，高温焦油送入炭黑炉燃烧室裂解段进行热裂解，分离高温焦油混合气送炭黑炉燃烧室用作燃气；炭黑炉燃烧室通入富氧空气，对混合气中进行燃烧，与裂解段重焦油联合作用，产生含炭黑、轻质焦油、烃类、碳氧化物与锌蒸汽的尾气，淬冷分离炭黑，一部分尾气经处理符合排放标准后外排，一部分通入富氧空气，作为助燃气体送入造气炉底部下段；助燃气体由纯氧或含氮富氧与二氧化碳按照1:2混合制成，其中含氮富氧中氧气含量高于60%；造气炉下段发生完全燃烧反应，燃烧火焰温度在1200℃，氧气全部消耗，炭黑燃烧并部分转化为co，氧化锌还原成为单质锌蒸汽，形成上升气流，上升气流中主要为二氧化碳与一氧化碳气体、锌蒸汽，上升气流从造气炉下段顶部侧向出口抽出进入淬冷分离器，气体冷却到750℃，分离获得液态金属锌；上升气流在燃烧段结束部位温度达到1050℃，极少未燃烧部分下落被助燃气体冷却成为炉渣；由此实现废轮胎颗粒的资源化。
12.实施例3：将废轮胎除去金属钢丝后，切碎成4厘米颗粒，从顶部送入立式固定床造气炉上段，上段为干馏段，干馏段废轮胎颗粒被干馏段下部侧向送入的上升气流干馏，产生裂解油气、炭黑与氧化锌固体、少量水蒸汽，干馏气体与上升气体混合气700℃，经换热回收热量生产4.0mpa高压蒸汽，同时降温到380℃，分离高温焦油，高温焦油送入炭黑炉燃烧室裂解段进行热裂解，分离高温焦油混合气送炭黑炉燃烧室用作燃气；炭黑炉燃烧室通入富氧空气，对混合气中进行燃烧，与裂解段重焦油联合作用，产生含炭黑、轻质焦油、烃类、碳氧化物与锌蒸汽的尾气，淬冷分离炭黑，一部分经处理符合排放标准后外排，一部分通入富氧空气，作为助燃气体送入造气炉底部下段；助燃气体由纯氧或含氮富氧与二氧化碳按照1:3混合制成，其中含氮富氧中氧气含量高于60%；造气炉下段发生完全燃烧反应，燃烧火焰温度在1300℃，氧气全部消耗，炭黑燃烧并部分转化为co，氧化锌还原成为单质锌蒸汽，形
成上升气流，上升气流中主要为二氧化碳与一氧化碳气体、锌蒸汽，上升气流从造气炉下段顶部侧向出口抽出进入淬冷分离器，气体冷却到800℃，分离获得液态金属锌；上升气流在燃烧段结束部位温度达到1100℃，极少未燃烧部分下落被助燃气体冷却成为炉渣；由此实现废轮胎颗粒的资源化。

技术特征：
1.一种废轮胎颗粒制燃气的方法，其特征在于将废轮胎除去金属钢丝后，切碎成2~4厘米颗粒，从顶部送入立式固定床造气炉上段，上段为干馏段，干馏段废轮胎颗粒被干馏段下部侧向送入的上升气流干馏，产生裂解油气、炭黑与氧化锌固体、少量水蒸汽，干馏气体与上升气体混合气600~700℃，经换热回收热量生产2.4~4.0mpa高压蒸汽，同时降温到320~380℃，分离高温焦油，高温焦油送入炭黑炉燃烧室裂解段进行热裂解，分离高温焦油混合气送炭黑炉燃烧室用作燃气；炭黑炉燃烧室通入富氧空气，对混合气中进行燃烧，与裂解段重焦油联合作用，产生含炭黑、轻质焦油、烃类、碳氧化物与锌蒸汽的尾气，淬冷分离炭黑，一部分尾气经处理符合排放标准后外排，一部分通入富氧空气，作为助燃气体送入造气炉底部下段；助燃气体由纯氧或含氮富氧与二氧化碳按照1:0.2~3.5混合制成，其中含氮富氧中氧气含量高于60%；造气炉下段发生完全燃烧反应，燃烧火焰温度在1100~1400℃，氧气全部消耗，炭黑燃烧并部分转化为co，氧化锌还原成为单质锌蒸汽，形成上升气流，上升气流中主要为二氧化碳与一氧化碳气体、锌蒸汽，上升气流从造气炉下段顶部侧向出口抽出进入淬冷分离器，气体冷却到700℃~800℃，分离获得液态金属锌；上升气流在燃烧段结束部位温度达到1000~1100℃，极少未燃烧部分下落被助燃气体冷却成为炉渣；由此实现废轮胎颗粒的资源化。

技术总结
本发明公开了一种废轮胎颗粒制燃气的方法，其特征在于将废轮胎除去金属钢丝后切碎成颗粒，从顶部送入立式固定床造气炉上段干馏段，废轮胎颗粒被干馏段下部侧向送入的上升气流干馏，产生干馏气体与上升气体混合气，经换热回收热量生高压蒸汽，同时降温分离高温焦油，送入炭黑炉燃烧室裂解段进行热裂解，混合气送炭黑炉燃烧室用作燃气；炭黑炉燃烧室通入富氧空气，对混合气进行燃烧，与裂解段重焦油联合作用，产生的尾气淬冷后分离炭黑，一部分外排，一部分通入富氧空气，作为助燃气体送入造气炉底部下段；造气炉下段发生完全燃烧反应，形成上升气流，上升气流从造气炉下段顶部侧向出口抽出进入淬冷分离器，分离获得液态金属锌；极少未燃烧部分下落被助燃气体冷却成为炉渣；由此实现废轮胎颗粒的资源化。该方法产物品质高，工序简单，产物利用率高，节约投资，有利于废轮胎制燃气技术的推广与发展。有利于废轮胎制燃气技术的推广与发展。


技术研发人员：史保金 杨皓 钟俊波 宋尉源 姚思怡
受保护的技术使用者：四川天人能源科技有限公司
技术研发日：2023.05.27
技术公布日：2023/8/4