日处理5万吨废旧橡胶回转热解反应器设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

日处理5万吨废旧橡胶回转热解反应器设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

解工艺 方式分为 间接加热（外热式）和 直 接加热（内热式），外加热式 热解工艺产出的 热 裂 解油效率高、热值 较 大。 炭黑 产品的质量优 、 产生 燃烧热值高 、对环境造成的污染小。 一九八零 年代 中期 ，出现一个与之前截然不同 的 研究 方向， 美利坚合众 国 在水泥行业引 进新的 燃烧器的设计。 这个 公司， J R Tucker 和同事，开发涡轮火焰燃烧器 【 24】。 通过采用新的燃烧理论，显 著改善对熟料质量，能源效率，和整个系统的运行报告。 所有的煤混合所有主要的空气进入前切向进入燃烧器的后端。 河北工业大学 2020 届本科毕业设计说明书 9 2 设计的内容以及依据 设计依据标准 设计依据的主要标准如下：工业炉窑大气污染物排放标准。 GB 90781996 《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ GB184852020）。 大气污染控制工程，高等教育出版社，2020；王学涛、曹玉春、兰泽全 主编 ,工业窑炉技术标准 ,化学工业出版社 ,2020。 HGT 205662020 《化工回转窑设计规定》。 《新型干法水泥厂工艺设计手册》； DB31 T 341999《工业炉窑热平衡测定与计算》等。 设计内容 （ 1） 确定工艺流程，画出工艺平面布置图； （ 2） 脱废旧橡胶的破碎、回转窑的本体、热解气体的燃烧系统、出料系统、以及尾气净化系统进行设计和计算。 （ 3）设计处理构筑物，并通过计算确定其尺寸； （ 4）画出 主要 工艺 中 流程 的 高程布置图； （ 5）画出 重要的 构筑物和反应器单体的平面 图 、剖面图，要求 大 图中 窑 注明施工尺寸，构件 的 明细表 和 技术要求等内容。 设计 参数 反应器 设计规模 ： 日处理 5万吨废旧橡胶 ； 原料 ： 废 弃 轮胎 （ 除去钢丝 ）。 成果 要求 （ 1）设计计算说明书一份，并 要求 有 两百至三百的 中文摘要 和对照中文摘要 的外文摘要。 河北工业大学 2020 届本科毕业设计说明书 10 （ 2） 8 张 2 号图以上，或者 6 张 1 号图以上。 此外，应满足下列要求： 脱硫处理工程总平面图 1 张；脱硫处理工艺高程图 1张； 2个单体构筑物施工平面图 ； 部分大样图 2～ 3张 ； 画出 相关 设备的工艺布置图 以及 主要 单体 剖面图（ A2 图纸） ； 设计 和附属设备一览表，设计 相关 评述， 及 参考 的 资料 说明。 （ 3）要求 学生利用 计算机绘制全部图纸，说明书 用 计算机打印。 3 工艺方案的确定 工艺流程 方法一：废 弃 轮胎 破碎 催化 热 解① 冷凝器 冷凝 气、油回收分离器② 油相精制 成品 的 燃油 注释： 炉底灰渣，钢丝分选处理 裂解气返回做燃料 方法二：废 旧橡胶 轮胎 固体式裂解炉① 冷凝器 冷凝 气、油回收分离器② 废纤维 废轮胎 清洗 粉碎 原料库 热反应器 废钢丝 燃烧区 热气体 大气 尾气处理 燃料气 出售气 气 油回收分离系统 油 气 磁选 固体回收器 炭 黑 玻璃纤维 废 钢 丝 螺旋送料机 冷却器 河北工业大学 2020 届本科毕业设计说明书 11 油相 经过 精 炼 成品 的 燃油 【 6】 2 部分同上 首先 把 废 弃 轮胎的钢圈剥离后进行切块 ,先粗碎 ,再细碎 至 5cm5cm 大小 ,然后 连续给料机将 原料 与催化剂一 起通过 输送带送至料仓， 再 由螺旋 送 料机 定量送 至 反应器中 旋转主炉， 在 旋转主炉 一定温度和压力下 的状态下 进行催化裂解反应 ， 正反转 向 开关可以 在 控制室控制转向，调整物料在 裂解 炉中的分布 状态 ， 其中 物料 在窑体内填充量 规定限定 在 窑体的 总 体 积 的 2/3 以下。 物 料 不间断地流 过反应器 ,在 反应器 中停滞的 时间约为 10 分钟 ,然后 出料 产物 流入冷却机 进行 冷却 ,固体料 冷却后由 连续出料机送 至 研磨 设备 ,研磨后 经过 风选成为炭黑 产 品。 出料一部 分由 气固分离器所得 到的 油气进 入 冷凝器和分馏塔 ,分离出 不可凝气 体 、油汽分馏、柴油 的 馏分 以及 重质馏分。 燃烧室 剩余 燃气由 管 道 输送，剩余 燃气会送至回转窑下燃烧室继续燃烧，但在此之前，会对燃气进行水封密封（ 1级以及 2级 ）。 回转窑主体经过 旋转 均匀 受热，产生 的气体 经主 窑的 导气管 道和 软连接 的装置 进入 分离器 （分离塔） 再 进入 到 催化塔。 油气 混合物通 过 了 催化塔和分气包 ，一些的 油 产 品 会被 分离 开 来， 分开之后会通过 溢流管 道流 入含 有 废水 的 乳化燃烧系统 的 回 转窑炉 燃烧。 油气 会先进入 催化塔 然后再通向 冷却塔，冷凝 过后 的 油品通过 溢流管 进入 油水 分离器。 缓冲罐 会被 真空泵抽成真空 的状态 ，不 可 凝气 体 在 微 负压真空 的 作用下 通向 冷却塔 的 塔顶管 道后通入 缓冲罐， 此后 一级和二级不凝气水封 在通过 真空泵 之后进行【 7】。 部分剩下可燃 气 体通过 水封和不 可 凝气 体 水封 产出 的轻质 量 油品 由 溢流管 道 流进 轻 质 油 品的 收集器。 降温强力雾化除尘塔喷淋 会将 热 裂 解 之后 产生的 余热 烟气 通过 烟道 线 路除尘降温，引风 会将其引导至 工业 弃 气 的 净化 设备，使得排向大气的气体达到工业化行业标准。 废旧轮胎在裂 解后 ， 曲饶式伸缩软 会将 管炭黑 产品送到 链管式输送 设备最终到 封闭 的 料 库 ， 此后会到达炭黑产品处理车间。 冷却池 会向 冷却塔 提供 循环水 的来源 ；水泵房 成为 水封 设备 、除尘塔 和 真空泵水箱 的储备车间 ， 整个系统用到的总水量相比较较少在运行时可以随时进行人工补水操河北工业大学 2020 届本科毕业设计说明书 12 作。 给排水 的 设备 以 循环用水 为 原则， 要充分 保证 系统的 用水 量的 自循环， 系统中会有部分水 蒸发 ，该部分可以用 系统 的 用水 补充。 工艺说明 本文的 工艺 都是利 用在 有 化学催化剂 的情况作用 下 进行 中温 热 裂解油化 的 工艺 类型 ， 热 解 的 温度 一般都在四百五十至五百五摄氏度之间 ， 在常压或者其中包含一些微负压设备的 工作状况 下操作。 热 解 时所 用的 第 一次燃料 可以 用焦碳或 者 煤， 热 解 设备不间断工 作 后， 设备中所产出的所有 可燃性气体 将 返回 燃烧室，成为热 解 持续加温 的二次 性 能源， 能够作为一次 能源量 的替代，替代量可达 20— 30% 国内即可满足材料以及设备需求。 该系统的作业方式是全封闭运行 ， 运行的 过程中 除少量矿料在裂解后产出外 无废水、废气 排放。 本系统按炼油化工设计规范，在 系统的 设计、电器 设备 、照明 设备 等 都已严格按照 甲级防火 标准和 防爆规定 要求设计【 8】。 安全性 主体设备的安全性。 在系统运行过程中 ， 不能被处理 的废气 重要成 分是 由 C1 到 C4的烷烃类 组成 ， 如果将其 直接燃烧 ，会 有危险性。 在 生产过程中 ， 设计将其先进行一道安全水封再将其燃烧 ，然后 该气体会流向 第二道安全装置燃气喷嘴， 这样可以确保生产安全。 其次，系统装有对重要设备的压力及温度进行监控，有问题出现时会报警，从而对安全多一重保障【 8】。 主要 微负压 构成 部分 （ 回转式热裂解设备 ） ： 回转式 （回转窑） 热裂解设备 微 负压 部件基本 由以下 几个系统构 成： （ 1） 生 料 初 处理 设备 ： 主要设备为 粉碎机。 （ 2） 迅 速 进 料 设备 ：由液压 型输 料 设备、 螺旋 给 料 机 、 生 料 及熟料运送 带组成。 河北工业大学 2020 届本科毕业设计说明书 13 （ 3） 主要 微负压 状态 回转热裂解 设备 ： 主要有 微负压 状态下 回转 式热裂解 窑。 （ 4） 液体气体 旋风 式 分离 设备 ： 主要有两部分设备组成，一部分是 分气包 另一主要部分是 旋风分离器。 （ 5） 密封 的系统采用 动静 式设备：一级水封、二级水封。 （ 7） 迅 速冷凝 设备 :除 箱式冷凝器 以外，还有 列管 型 冷凝器 ，辅助以 阻尼式冷凝器 与 喷淋 式 盘管冷凝器 等附属设备。 （ 8） 尾 气 除 硫 元素排 尘 设备以及 工业 化尾 气 的干净排放处理装置 ： 主要组成部分有 水循环系统 和 雾化塔 ；辅助设备有 喷雾系统 以及 臭氧发生器组成。 （ 9） 主要燃烧设备 ： 一次 燃烧 设备以及燃烧室构成。 （ 10） 液体的分 离 装置 ： 主要有 油罐 装置以及 循环油泵 设 备。 （ 11）炭黑 产品出料 系统：出 料 系统 系统为 全封闭 兼 曲绕 型 伸缩 式 软管 收集设备主要为 气力及管链式输送 设备。 （ 12） 排出 油 成 品 处理设备 ： 油品经过 油槽 进入水冷式 换热器 后再进入 再沸器 ，流向 催化塔 ，二次进入 冷凝 设备后由 油水收集 设备收集。 此后再由 油水分离器 分离。 该系统除 负压 系统以外还有 污染控制 检测 系统 【 9】。 回转式微负压热裂解设备特点 （ 1） 设备取 用微负压 理念来进行热解设计 ， 部分装置 采用微负压 的 工艺 设计 技术， 该理念能够保证气体在设备运行过程中不泄漏 ，热裂解 的 效率 能够被大大 提高。 （ 2）热裂 解燃烧设备运行 时是 用无氧（或贫氧） 燃烧方式 ,回转主体窑 出 料时取用 严格 密封系统， 提高了窑体的 密封性能，使废 弃橡胶 轮胎 裂解在 无氧（或贫氧）状况。 该技术不仅能够使运行设备安全有保证，还能够使能源利用率大幅度提高【 10】。 在 整个 系统运行 过程 当中，其中关键部分是 催化裂解反应。 在这个过程中最 主要 装置 是反应器 ,所以对其选材 有较高 的 要求 尤其是它的 耐温性 以及 抗腐性。 4 计算 物料平衡范围 河北工业大学 2020 届本科毕业设计说明书 14 在整个准备设计阶段中 物料平衡 和热力计算是比较重要的。 其中物料作为第一部分计算的范围 包括 从冷却机 （出料系统） 到预热 设备的 废气出口（ 既整个计算含有 冷却机 设备 、回转窑 主体设备、分解炉设备、预热设备 ）。 注： 对 整个系统中 不 含有 预热器 设备 、分解炉 装置并且在运行过程中不用 窑 运转中喂料的 情况下 ， 在有关 计算项目中 ， 视 其 参数为零 【 11】。 物料平衡计算表 收入物料 支出物料 系统 项目 符号 计算数据或公式来源 kg/kg 项目 符号 计算数据或公式来源 kg/kg 燃烧系统 燃料消耗量 固/液燃料消。