废塑料综合处理项目生产工艺及设备描述

1. 生产工艺流程

本项目采用低温微负压裂解工艺技术，将废旧塑料裂解处理得到燃料油、炭黑、不凝气三种产品。核心工艺为废塑料的热裂解处理工艺，该工艺不需要添加催化剂。

废塑料的热裂解是指在无氧或缺氧工况及适当的温度下，塑料中主链具有不饱和键的高分子断裂，产物主要是单体、二聚物和碎片，生成物再聚合为多种烯烃，从而脱出挥发性物质并形成固体炭的过程，其产物主要是燃料油、热解气、粗碳黑。

本项目塑料热解温度为350℃，属于低温热裂解。裂解炉采用炉外加热、微负压、贫氧热裂解工艺技术，微负压可确保炉内气体不外泄，提高热裂解效率，同时热解设备的主要工艺参数（热解温度、操作压力等）实现联锁调节控制，从根本上消除了生产过程中由于气体外泄而引起的不安全隐患和二次污染。

1.1 工艺流程简述

具体裂解工艺简述如下：

1. 进料：本项目外购的废塑料无需清洗、破碎、烘干，直接装入自动进料机，进料时长1小时。根据业主提供，年处理废塑料60000吨，每天每台炉处理量为25吨（混合进入）。由于废PET 塑料出油率较低，年处理量为1500吨，每台裂解炉进料0.55吨，仅占22吨的2.5%。
2. 热解：废塑料进入上料机通过液压系统推入热解主炉，待主炉内装料完毕，封上炉门，主炉开始旋转，炉膛开始加热(初始加热以柴油为热源)，炉内温度上升到180℃，开始有油气产生。加热方式：热解炉采用炉外加热，每个热解炉底下设有一排共4个燃烧机，4把废气回燃枪，初次点火时，热解炉点火由柴油作为燃料供热。1.5~2小时后，由热解炉产生的热解气经过水封、阻火器隔离输入燃烧室可作为补充燃料使用，此时不再需要柴油做燃料。一次点火一台，第二台用不凝气点火。
3. 油气冷却分离：热解气体由热解炉油气出口进入分气包缓冲，部分随油气出口带出的炭黑与冷凝油形成油渣，在沉降后从底部排出，该油渣返回裂解炉再次裂解。油气经除蜡罐降温，首先形成液态的高分子重油在除蜡罐内沉降下来，气态的油气由上部进入冷却水箱，冷却水箱外部由多管冷却循环水围绕，急速将油气进一步降温，经冷凝至70℃，C4以上有机烃类冷凝为轻油，最终重油、轻油等裂解油全部用输油泵输送到裂解油储罐进行混合存储。不凝热解气体(H 2、CH 4-C 4H 10)为气相，通过水封阻火器隔离输入炉膛可作为补充燃料使用。热解全部完成后，燃烧室停止燃烧。每台热解炉各设置一台冷凝器，采用水间接冷却裂解油和不凝汽，冷却后油、气温度小于40度。冷却水流回冷却水池经冷却塔冷却后再循环使用。
4. 出渣：当热解完成后，热解炉温度降到80℃以下开始析出炭黑，炭黑析出过程在热解炉内完成。炭黑经过炉内螺旋片输送炉外，之后通过炉体转动将炭黑转移至前端小炉门的密闭出渣器，出渣器底部配置快接式密封接口，与防静电炭黑吨包袋无缝对接，实现炭黑重力自流封装，全过程在密闭环境下完成。
5. 储液罐（裂解油）：本项目由冷凝器分离出的裂解油通过油泵从油暂存罐输送至储罐区储液罐储存，储罐区裂解油通过罐车外运。

1.2 项目稳定供气、稳定运行可行性分析

本项目不设贮气设施，但为保证项目生产能够实现稳定供气和稳定运行，本项目共设置8台裂解炉，为充分利用裂解气，裂解设备串联运行，首台裂解炉在进料完成后采用柴油作为燃料点燃，升温至350℃后产生裂解不凝气，4小时后，裂解气的产生趋于稳定状态，在为自身供给裂解炉燃料的同时，多余气体可作为第二台裂解炉的启动燃料或在配套的单独燃烧室燃烧；当第2台裂解炉运行4小时后，可同时为第3台裂解炉提供燃料，以此类推，最终当第8台裂解炉开始运行后，第一台裂解炉已停止工作，待炭黑出炉后，第8台裂解炉产生的不凝气为第1台裂解炉加热。这样，8台裂解炉可以连续运行，可满足生产车间的生产需要，实现生产的稳定供气和稳定运行。

2. 生产设备

本项目主要生产设备包括间歇式废塑料裂解油化成套生产装备、液压上料系统、裂解油储罐、裂解油和蜡油储罐、叉车等。

2.1 设备产能分析

项目产能主要由裂解炉决定，根据建设单位提供的资料，每条塑料裂解生产线每天可裂解25t原料，本项目拟建设8条废塑料裂解生产线，项目年生产时间为340天，每天生产24小时，一天一批次，可生产340批次，则最大可处理废塑料68000t/a，能够满足本项目处理废塑料60000t/a的要求。

2.2 存储能力分析

本项目设置裂解油成品立式储罐2个，约388m3/个，卧式储罐1个约55m3；蜡油储罐卧式1个约55m3。每罐装裂解油量不超过80%，热解油密度约910kg/m3，则厂区裂解油最大存储量约为604.9t，蜡油最大存储最约为40.04t。