連續式蒸汽裂解方法

2023-10-29 06:15:52 1

專利名稱：連續式蒸汽裂解方法
技術領域：
本發明關於一種連續式蒸汽裂解方法，尤其關於一種利用過熱蒸汽裂解 廢輪胎的連續式蒸汽裂解方法。
背景技術：
關於廢輪胎的回收方法，大致可分成兩種。 一是物理處理方法，將廢輪 胎粉碎後，分離鋼絲、尼龍及橡膠，然後回收橡膠製成再生膠。但是，由於 再生膠屬於再制物，質量較差不適宜再作為生產輪胎的原料，供回收再利用 的資源效能不高，經濟價值低。另一則是合併化學手段的處理方法，在將廢 輪胎粉碎後，添加適當比例的催化劑，在適當的溫度及壓力下進行裂解，以 裂解出氣體、混合油品及碳黑、及殘留物等。其中，混合油品可再以適當方 法(如分餾法)分離出輕油、汽油、煤油、柴油與重油等高經濟價值的副產 物，從而使廢輪胎得以充分回收再利用。
由上述說明可知，以裂解方法處理廢^"胎較具有實質上的回收效益，因 此，目前的研發大多針對此類方法。於此，傳統的廢輪胎裂解技術可大分為 批次裂解及連續式裂解兩種。批次裂解主要將欲裂解的廢輪胎置於一裂解爐 中，加熱該裂解爐以進行裂解反應。待裂解反應完成之後，先經例如降溫及 減壓等處理程序，再取出裂解後的產物，其後再在爐中裝入另一批次的待裂 解廢輪胎以進行處理。這一方式的一個缺點為，在各批次之間均需對裂解爐 進行一升溫/降溫程序且需中斷裂解反應，從而限制處理速度、致使產能不彰。 再者，在完成每一批次的處理之後，均需打開裂解爐將產物取出以再次填充 待裂解物料，此舉除無法有效利用所得的裂解氣體，亦容易造成粉塵及裂解 氣體的逸散。由此，目前多採用連續式裂解方法處理廢輪胎，以節省時間、 成本及提高產能且P爭低對環境的危害。
目前較常用的連續式裂解方法可區分為連續式批次裂解方法及連續式裂
解方法。其中，連續式批次裂解方法可利用如臺灣專利第TW366304號中所公開的裝置，其採用數個並聯的裂解爐，每一裂解爐均能個別控制而不互相 影響，從而以依續操作該等並聯裂解爐的方式，達到連續進行裂解的目的。 亦即，在各裂解槽的裂解反應完成後對其進行單獨降溫、取出裂解產物及重 新裝料等步驟。然而，此種連續式批次裂解方法，雖能連續執行裂解反應， 卻仍須不斷針對各爐體進行重複的升/降溫、取出裂解產物及重新裝料等步
驟；此外，由於每一裂解槽需各自的獨立操作步驟，反而使得該連續式批次 裂解方法在應用上更顯複雜。再者，此種利用複數個裂解爐以進行連續裂解 的裝置勢必相對龐大且笨重，因此在實際應用上亦有其局限性。
近來已發展出不需操作並聯的多個裂解爐，即可達到連續裂解目的的連 續式裂解方法。這是例如使用臺灣專利第361356號(TW 361356)所公開的 連續式裂解裝置來達成，該裝置包含一垂直設置的攪拌棒，其中，在攪拌棒 上設有攪杆及螺旋輸送器，藉此以協助廢橡料的攪拌、預熱、裂解及防止架 橋現象產生。然而，依此裂解裝置所進行的裂解方法仍屬乾式裂解法，即利 用例如惰性氣體的乾燥氣體以承載帶出所產生的裂解氣體。乾式裂解法容易 因裂解氣體所產生的壓力而導致裂解爐因無法承載而發生爆炸；此外，不同 的待裂解物料在裂解處理後通常或多或少會產生有害氣體，例如，廢輪胎在 裂解處理過程通常會產生含硫氣體，若未加以處理，則會致使裂解所得的產 物具有較高的含硫量，降低所得產品的質量。

發明內容
有鑑於現有裂解方法的缺點，本發明提供一種裂解方法，可在不需使用 多裂解爐的前提下連續進行裂解，且不會造成裂解爐內的堵塞或產生架橋現 象。再者，本發明方法可連續進行裂解反應，屬連續式裂解方法，毋須進行 對裂解裝置升/降溫等繁複操作步驟。此外，本發明方法在蒸汽流存在下進行, 除能降低裂解爐內氣體壓力過高所致爆炸的可能性、降低裂解裝置的潛在危 險，且能有效將裂解所產生的石克份溶於蒸汽中並隨蒸汽帶出，進而降低產物 中的含硫量及汙染可能性。
本發明的一個目的在於提供一種連續式蒸汽裂解方法，其包含將一待裂 解物料餵入一管式反應器中以進行裂解反應，該裂解反應是在一過熱蒸汽流 存在下進行，其中，該待裂解物料在該反應器內反應的過程中行經一或多個前進區以及一或多個混合區，且該等混合區的總長度為該等前進區及該等混
合區的總長度和的5 %至35 % 。
在參閱附圖及隨後描述的實施方式後，本發明所屬技術領域中技術人員 應當可輕易了解本發明的基本精神以及本發明所採用的技術手段與較佳實施 例。


圖1顯示用以實施本發明方法的裂解爐的一個實施例的側視圖； 圖2顯示用以實施本發明方法的裂解爐的一個實施例的剖面圖； 圖3顯示第2圖的裂解爐的局部放大圖4顯示用以實施本發明方法的連續式蒸汽裂解裝置的示意圖； 圖5顯示一用於本發明方法的連續式蒸汽裂解裝置的過熱蒸汽產生器及 裂解爐的側視圖；以及
圖6顯示用以實施本發明方法的裂解爐中物料行進方式的示意圖。
主要元件符號說明
1裂解爐11反應室
113第一反應區115第二反應區
13驅動裝置151進料口
153出料口155裂解油氣出口
157.二次精煉入口17連通口
21運輸結構211中心軸
213螺旋區段215葉片區段
22物料Pl裂解油氣入口
P2油氣出口P3第一冷凝入口
P4第一液體出口P5第一氣體出口P6 第二冷凝入口P7第二液體出口
P8 第二氣體出口P9油槽開口
P10第二液體入口Pll第二氣體入口
P12油4分出口P13水份出口
P14廢水入口P15可燃氣體出口
P16燃料口P17出風口
P18第一熱風入口P19第一熱風出口
P20第二熱風入口P21第二熱風出口
P22第三熱風入口P23第三熱風出口
P24蒸汽出口P25逆洗氣體入口
P26廢氣入口P27一次加工入口
P28 —次加工氣體出口P29一次力n工固體出口
P30 二次加工入口P31二次加工出口
P32三次加工入口P33三;欠力口工出口
P34過濾入口31燃燒室
311過熱蒸汽產生器33燃燒爐
351高溫過濾裝置352a第一冷凝器
352b第二冷凝器353油槽
355氣體穩定槽357油水分離槽
359廢水處理器371篩選機
373磁選機375研磨機
377a第一袋式集塵機377b第二袋式集塵機
379廢氣處理器39蒸汽鍋爐Ll中心軸長度 L2 螺旋區段長度
L3葉片區段長度
具體實施例方式
本發明關於一種連續式蒸汽裂解方法，其包含將一待裂解物料餵入一管 式反應器中，並在一過熱蒸汽流存在下進行裂解反應，待裂解物料在反應器 內行經一或多個前進區及一或多個混合區。在此，經發現，當用於例如廢輪 胎的裂解處理時，若混合區的比例過低，將無法達到所期望的攪拌混合效果， 而若混合區的比例過高，則易因廢輪胎所含鋼絲的纏繞，導致反應器阻塞。 因此，通常控制使混合區的總長度是該等前進區及該等混合區的總長度和的 5%至35%。以裂解廢輪胎而言，混合區的總長度較佳佔前進區及混合區的 總長度的10%至30%。所謂"管式反應器"乃泛指其內部具有一或多個類似 於管狀的物料容納空間的任何合宜反應器。
傳統批次裂解方法必須在每一批次物料的裂解反應完成後，暫停操作以 打開反應器取出裂解反應產物，因此往往無法獲致令人滿意的產率、耗時費 力。此外，如前所述，批次方法另易有物料逸散的問題。本發明方法在裂解 反應進行的過程中，讓待裂解物料於反應器中逐漸前進，藉由前進速度的控 制，使得待裂解物料停留充分時間以完成所期望的裂解反應，而裂解完成後 所產生的非氣體產物則前進至出料口並排出(氣體產物則於反應進行時持續 由例如一油氣出口或同樣由出料口排出)，供繼續隨後的加工處理工作。因 此，不需於操作過程中打開反應器，故可避免批式方法的物料逸散問題。此 外，本發明方法可連續進行裂解處理，大大提升效能及效益。另，本發明方 法在待裂解物料於反應器內前進的過程中，適時令其經過一或多個混合區， 以適度攪動待裂解物料，使裂解反應能進行得更力口完全。
本發明方法是在蒸汽流存在下進行裂解反應，這可有效降低反應設備爆 炸的可能性。在此，由於裂解反應是在高溫下進行，且反應進行時會產生大 量的氣體，易造成裂解爐內壓力不穩定、有爆炸的危險。此外，不同待裂解 物料在裂解處理後通常或多或少會產生有害氣體，例如，廢輪胎在裂解處理 過程通常會產生含硫氣體，若未加以處理，則會致使裂解所得的產物具有較 高的含硫量，降低所得產品的質量。本發明方法使用高於100。C的過熱蒸汽作為裂解反應的承載氣體，能使得部分氣體溶於蒸汽中並隨蒸汽帶出，有效 降低爆炸的可能性。此外，且過熱蒸汽能溶解裂解反應所產生的水可溶性成
份(例如硫份)並將其帶出系統，故可降低裂解產物雜質含量(如含硫量)， 提高產物經濟價值。
可視需要在進行裂解反應之前，先進行一前處理步驟，以降低待裂解物 料的大小，提高裂解反應的效能。例如，可進行一破碎或切碎程序，此可借 由如破碎機或切碎才幾的裝置達成。
將具合宜大小的待裂解物料餵入反應器中，在過熱蒸汽流的存在下進行 裂解反應。其中，可以例如電熱、燃燒、或高溫氣體加熱等方式加熱管式反 應器，使其達到裂解反應所需的溫度。在一實施例中，可以裂解回收的油氣 作為加熱反應器的至少一部分能量來源，提供裂解反應所需的溫度，節省方 法成本。
過熱蒸汽流可透過一與反應器相連通的過熱蒸汽產生器提供。在此，可 使用本身設置有一蒸汽機的過熱蒸汽產生器，以蒸汽機來產生蒸汽，再經加 熱而形成高溫的過熱蒸汽。其中，可採用4壬4可合宜的加熱方式，如電熱式、 燃燒式、或以高溫氣體加熱的氣熱式等。亦可使用一不具有蒸汽產生裝置的 過熱蒸汽產生器，在這一實例中，過熱蒸汽產生器除與反應器相連通外，更 與一外接的蒸汽來源相連通，以加熱連通傳來的蒸汽形成過熱蒸汽。在本發 明方法的一個實施例中，使用一管狀過熱蒸汽產生器，其環繞在反應器的外 壁，從而在不需任何額外加熱裝置的情形下，在加熱反應器的同時， 一併加 熱過熱蒸汽產生器，以提供過熱蒸汽，有效利用能源。其中，管狀結構的一 端與反應器相連通，另一端則與一蒸汽來源相連通。
在裂解反應過程中，較佳是使餵入反應器內的待裂解物料在反應器內行 經複數個前進區及複數個混合區，使得待裂解物料在裂解過程中在前進區內 逐漸前進，且在混合區內短暫停留並進行混合。在本發明的一個實施例中， 待裂解物料是在反應器內行經彼此交替安置的複數個前進區及複數個混合 區，使裂解反應更趨完全，且避免裂解物料在反應器內的堵塞。其中，待裂 解物料在各前進區的經歷時間實質上相等，在各混合區的經歷時間亦實質上 相等。
視所處理的物質而定，裂解反應可能產生各式氣體、液體^/或固體產物。為有效回收利用裂解產物，本發明連續式蒸汽裂解方法可視需要另包含一或 多個分離程序。舉例言之，在處理廢輪胎時，裂解產物包括裂解油、可燃氣 體、及水等氣態油氣產物，以及鋼絲與碳黑等固態物料產物。因此，可在本 發明連續式蒸汽裂解方法的後續處理中，進一步包含一裂解油氣處理程序及/ 或一裂解物料處理程序。
裂解油氣處理程序用以處理自反應器導出的氣體產物，其可包含一淨化 步驟、 一冷凝步驟、 一分離步驟及/或一廢水處理步驟。淨化步驟用以分離油
氣所可能含有的固體雜質(如碳黑微粒)；冷凝步驟用以冷卻裂解油氣；分 離步驟用以分離經冷凝的裂解油，如油水分離步驟；及廢水處理步驟是用以 處理經分離的水份。當然，裂解油氣處理程序亦可—見需要另包含其它分離步 驟。
淨化步驟可藉由一淨化裝置達成，通常將淨化裝置與反應器相連通，以 去除裂解反應所可能產生的粉塵/微粒(例如碳黑微粒)。在一個實施例中， 是使用一具有脈沖逆洗功能的高溫過濾裝置作為淨化裝置，其通常配置一過 濾組件如金屬濾網或陶瓷的濾筒，以達到去除粉塵/微粒的目的。"脈衝逆洗" 的原理及技術是本領域技術人員所能輕易了解的，在此不加贅述。 一般不具 有逆洗功能的過濾裝置，如強力下吸式過濾裝置，其過濾功能往往隨著過濾 操作的進行而遞減，這是由於其濾網受到過多自氣體中濾除的4效粒或粉塵堵 塞所致。因此在本發明方法中使用具有逆洗功能的過濾設備可有效防止前述 堵塞現象，使反應得以連續進行。在使用脈衝逆洗過濾裝置時，可將過熱蒸 汽間歇性地導入至高溫過濾裝置；或者可將分離裂解油氣程序所得的可燃氣 體，回送導入高溫過濾裝置中，以實現脈衝逆洗進而維持濾網的流通量。
冷凝步驟經由一降溫冷凝作用，以冷卻裂解產物的氣體成份，使其分離 為例如裂解油、水、及可燃氣體等。可視需要藉由任何合宜的冷凝裝置達成， 一般而言，使用一或多個相串連的冷凝器，以達到分離多種成分的效果，以 利後續利用。在一實施例中，利用兩個串聯的冷凝器組成冷凝裝置，且冷凝 步驟安排於淨化步驟之後，以確保氣體成份中的微粒或粉塵能先由淨化步驟 濾除，不會進入冷凝設備中，堵塞設備或影響分離後產物的經濟價值。
在裂解油氣的處理過程中，由於油份的凝結溫度較高，勢必將首先被冷 凝分離出來。為避免冷凝後的油份因其較高的黏滯性而阻塞冷凝器，較佳是在冷凝裝置的前端採用一具有U型管路的冷凝器，且使冷卻水於管內流動，欲冷凝的氣體成份則由U型管路外側流過。如此，以使裂解油氣冷凝於U型管外壁而自然滴落並送出，而非釆現有的冷凝方式(即欲冷凝物質行經管內，利用管外的冷卻水冷凝)，從而有效避免油份阻塞的可能，確保能連續進行裂解反應。
裂解物料處理程序可視需要包含各式合宜的物理/化學分離程序。 一般而言，裂解物料處理程序包含一分離步驟(例如篩選步驟、磁選步驟)及一磨碎步驟(如研磨步驟)以進一步加工裂解反應的固體產物。以處理廢輪胎為例，裂解物料處理程序可包含一篩選步驟、 一磁選步驟、及一研磨步驟。其中，以篩選步驟自裂解反應所產生固體產物中初步篩除廢輪胎所含的鋼絲，
此可藉由一與反應器相連通的篩選機達成；經初步去除鋼絲後的固體產物繼續進行磁選步驟以進一步分離鋼絲(及視需要的其它金屬成分)；最後視需要進行一研磨步驟將最終產物研磨至所期望的大小以供回收利用。此外，亦可視需要在研磨步驟後進行一分揀程序，進一步分揀研磨後的產物。
本發明連續式蒸汽裂解方法可用於處理各式物料的裂解，例如廢輪胎、廢塑料、廢木材、及農業生質廢料等，較佳是用於處理廢輪胎。
為更清楚地了解本發明內容，下文是配合附圖例示性說明本發明連續式蒸汽裂解方法的一個實施例。其中，各圖標所繪示的元件大小僅供說明參考，並非代表真實大小的比例。
首先參考圖1,顯示一裂解爐1，裂解爐1包含一反應室11、 一驅動裝置13、 一進料口 151、 一出料口 153、 一裂解油氣出口 155、 一二次精煉入口157、以及一連通口 17。反應室11可作為本發明方法所需的反應器，且包含上下安置的一第一反應區113及一第二反應區115,第一反應區113及第二反應區115是藉由連通口 17相互連通。參考圖2，其是圖1所示裂解爐1的剖面圖，反應室11在第一反應區113及第二反應區115內各分別安置有一軸向運輸結構21，且每一運輸結構21均與相對應的驅動裝置13連接。各運輸結構21具有一中心軸211且包含多個螺旋區段213與多個葉片區段215。圖3顯示第一/第二反應區的局部放大圖，L2代表單一螺旋區段的長度，且L3代表單一葉片區段的長度。螺旋區段213與葉片區段215的長度，是以各區段於中心軸211方向上所佔中心軸211的長度計。 一般是控制使單一運輸結構21的各葉片區段長度(L3 )的總和，為該運輸結構21長度的5 %至35 % 。
廢輪胎由進料口 151餵入反應室11,在其中進行裂解反應。裂解產生的裂解油氣由裂解油氣出口 155輸出，裂解後的固體產物則由出料口 153輸出。廢輪胎在反應室11中是先進入第一反應區113,在其中透過運輸結構21的轉動而在進行裂解反應同時沿運輸結構21的軸向逐漸前進(提供本發明方法的前進區)，其中，在行經葉片區段215時會作短暫停留，隨葉片區段的葉片的旋轉而進行攪拌混合(提供本發明方法的混合區)。由於第一反應區113與第二反應區115是上下安置，當裂解中的廢輪胎前進至連通口 17時，便會掉落至第二反應區115，循第二反應區115中的運輸結構21的轉動而前進，並繼續進行裂解。裂解後的固體產物由出料口 153輸出，裂解過程中產生的油氣產物則由裂解油氣出口 155輸出。
繼續參見圖4及圖5,圖4是實現本發明連續式蒸汽裂解方法的一個實施例的設備配置圖，主要包含一燃燒室31、 一燃燒爐33、及一蒸汽鍋爐39。其中，如圖5所示，燃燒室31內設有一如圖1所示的裂解爐1以及一環繞裂解爐1的反應室11的管狀過熱蒸汽產生器311。此外，該設備另包含用以實現裂解油氣處理程序的裂解油氣處理系統，以及用以實現裂解物料處理程序的裂解物料處理系統。
如圖4所示，用以實現裂解物料處理程序的裂解物料處理系統包含一高溫過濾裝置351 、 一由第 一冷凝器352a與第二冷凝器352b所構成的冷凝裝置、一油水分離槽357、 一氣體穩定槽355、及一廢水處理器359。
燃燒室31設有一裂解油氣出口 155與一第一熱風出口 P19,出口 155與一高溫過濾裝置351的裂解油氣入口 Pl相連通且出口 P19與蒸汽鍋爐39的第二熱風入口 P20相連通。高溫過濾裝置351除裂解油氣入口 Pl外，還具有一油氣出口 P2與一逆洗氣體入口 P25,其中，出口 P2是與一第一冷凝器352a的第一冷凝入口 P3相連通，入口 P25在本實施例中則用以導入過熱蒸汽產生器311所產生的過熱蒸汽。第一冷凝器352a除第一冷凝入口 P3外，還具有一第一液體出口 P4及一第一氣體出口 P5，以分別與一油槽353的油槽開口P9及一第二冷凝器352b的第二冷凝入口 P6相連通。第二冷凝器352b除第二冷凝入口 P6外，還具有一第二液體出口 P7及一第二氣體出口 P8，以分別與油水分離槽357的第二液體入口 P10及一氣體穩定槽355的第二氣體入口Pll相連通。氣體穩定槽355除第二氣體入口 Pll外，還具有一可燃氣體出口 P15與燃燒爐33的燃料口 P16相連通，出口 P15亦可視情況近一步與逆洗氣體入口 P25相連通(未繪示)。
燃燒爐33除燃料口 P16外，另具有一出風口 P17與燃燒室31的第一熱風入口P18相連通。油水分離槽357除第二液體入口 P10外，還具有一油4分出口 P12及一水4分出口 P13,分別與油槽353的油槽開口 P9及廢水處理器359的廢水入口 P14相連通。
此外，如圖4所示，用以實現裂解物料處理程序的裂解物料處理系統包含一篩選機371、 一》茲選機373、第一袋式集塵機377a及一第二袋式集塵機377b。篩選機371具有一次加工入口 P27、 一次加工氣體出口 P28及一次加工固體出口P29,其中，入口 P27是與反應室11的出料口 153相連通，以承接反應室11所產生的固體產物，並藉由出口 P28及P29分別與第二袋式集塵機377b的熱氣入口 P22及磁選機373的次加工入口 P30相連通。磁選機373還具有一二次加工出口 P31與研磨機375的三次加工入口 P32相連通，研磨機375再藉由三次加工出口 P33與第一袋式集塵機377a的過濾入口 P34相連通。
第二袋式集塵機377b除第三熱風入口 P22夕卜，還具有一第三熱風出口P23與廢氣處理器379的廢氣入口 P26相連通。同時，蒸汽鍋爐39藉由一第二熱風出口 P21與第二袋式集塵機377b的第三熱風入口 P22相連通及藉由一蒸汽出口 P24與過熱蒸汽產生器311相連通。
以下將說明如何以上述例示的蒸汽裂解處理設備，進行本發明方法以處理廢輪胎。
首先，可在進行裂解之前，先以如破碎機或切碎機的前處理裝置對廢輪胎進行一前處理步驟，使其具有合宜的大小。之後，將具合宜大小的廢輪胎顆粒(通常，切碎至粒徑約5公分至7公分)以約每小時進料1000公斤的速度，由進料口 151餵入裂解爐1的反應室11中，此時裂解爐1外的溫度維持在70(TC至100(TC之間，以加熱過熱蒸汽產生器311並維持反應室11溫度在350。C至550。C,較佳在350。C至480°C。同時，將過熱蒸汽產生器311所產生的過熱蒸汽導入反應室11中參與裂解反應。
廢輪胎顆粒藉由運輸結構21在反應室11中交替經過前進區及混合區(亦即交替經過反應室11內的螺旋區段213及葉片區段215)以充分地裂解，在此，請參考圖6,其繪示待裂解物料22,如廢輪胎顆粒，在反應室11中的第一反應區113內的行進方式；即物料22在螺旋區段213向前推進並逐漸堆積，到達葉片區段215經攪拌混合，再漸漸落入下一個螺旋區段213繼續向前推進。當物料輸送至第一反應區113尾端時，剩餘的碳黑混合物及未裂解的廢輪胎顆粒經由連通口 17落至第二反應區115繼續進行裂解反應，其在第二反應區115的行進方式實質上與在第一反應區113中相同。在反應同時，裂解反應所產生的油氣傳送至裂解油氣處理系統；而非氣體的裂解物料則傳送至裂解物料處理系統，或可視需要經由二次精煉入口 157投入第二反應區115中再次精煉。詳言之，裂解油氣進入高溫過濾裝置351，其可為具有脈衝逆洗功能的高溫過濾裝置，可例如藉由高溫蒸汽以脈沖逆洗而移除所濾出的碳黑微粒。 一般而言，可採用具有一多孔性陶資濾筒或金屬濾網的高溫過濾裝置351，操作溫度控制於約280。C至45(TC,過濾速度則為1公分/秒至3公分/秒。
隨後，將去除碳黑微粒的裂解油氣進行一冷凝程序，通常為兩階段的冷凝程序。具體言之，如圖4所示，先將裂解油氣導入第一冷凝器352a以將裂解油氣的溫度降至約ll(TC，冷凝所得油份可待後續加工以再利用；剩餘的裂解油氣續送至第二冷凝器352b，以將裂解油氣的溫度降至約40。C，冷凝分離所得的油份亦可待後續加工以再利用，所得水份則視需要經一廢水處理程序，以供利用或排放廢棄。冷凝後的裂解氣體則可視需要先經一氣體穩定處理步驟後，再送入燃燒爐33以進一步提供本發明方法所需的熱源。
在裂解廢輪胎的情況下，待裂解物料通常包含如鋼絲等金屬成份，反應後產生的裂解產物可先行一篩選步驟，如將裂解產生的非氣體裂解物料傳送至篩選機371以初步分離鋼絲與碳黑並使裂解物料降溫(一般是降至低於IO(TC)。在此步驟中，殘留在裂解物料中的氣體成傷"故送入第二袋式集塵機377b，以去除碳黑微粒，隨後經廢氣處理器379處理後予以排放。經初步移除鋼絲的裂解物料則再送至i茲選機373,以進一步分離鋼絲及碳黑，隨後將所得碳黑加以研磨至所期望尺寸。通常，將碳黑研磨至能通過200孔(mesh)的篩網的大小，以供回收再利用。
在本實施例中，在才喿作初期以柴油或燃料油當作燃燒爐33的燃料，待裂解反應開始後則可利用裂解反應所得的可燃氣體作為燃料以降低成本。其中，
燃料的流量約80公升/小時。燃燒爐33所產生的高溫氣體以例如風車抽引的
方式，導入燃燒室31中，將燃燒室31內的溫度維持在70(TC至1000°C，並
加熱裂解爐1及過熱蒸汽產生器311，以使得裂解爐1的反應室11達到裂解
反應所需的溫度，350。C至55(TC。燃燒室31內的高溫氣體接著可傳送至蒸
汽鍋爐39,供加熱形成蒸汽。在此，本發明亦不排除使用本身具備一燃燒機
的蒸汽鍋爐39的實例；換言之，可藉由來自燃燒室31反應後的高溫氣體、
燃燒爐33所產生的熱風、和/或本身所配置的另一燃燒機，加熱蒸汽鍋爐39
以產生蒸汽；同樣地，該另一燃燒機的燃料亦可使用裂解反應所產生的可燃氣體以降低成本。
另一方面，蒸汽鍋爐39所產生的蒸汽是供過熱蒸汽產生器311產生過熱蒸汽，且可用以供第二袋式集塵設備377b進行蒸汽脈衝逆洗以去除微粒。詳言之，蒸汽鍋爐39所產生的蒸汽是藉由蒸汽出口 P24將部分蒸汽傳送至過熱蒸汽產生器311中，隨後蒸汽在管狀過熱蒸汽產生器311中前進的同時，受到燃燒室31內的高溫氣體加熱，最終形成過熱蒸汽。其中，部分過熱蒸汽是導入至反應室11中作為裂解反應的承載氣體；部分則藉由逆洗氣體入口 P25導入至高溫過濾裝置351，供其進行定時或不定時的脈衝逆洗，以有效避免裝置阻塞的情況。其中，如前所述，亦可利用經氣體穩定槽355穩定後所得可燃氣體，藉由逆洗氣體入口 P25送入高溫過濾裝置351以進行脈衝逆洗程序。在此，可視整體裝置的能源/物料配置及情況，搭配組合利用過熱蒸汽及可燃氣體，例如交替使用來自過熱蒸汽產生器311的過熱蒸汽及氣體穩定槽355的可燃氣體。
綜上所述，本發明方法的一特點在於其使待裂解物料行經一或多個前進區及一或多個混合區，且混合區的總長度是該等前進區及該等混合區的總長度和的5%至35%。這是經過本申請發明人無數次測試所得的結果，不僅能避免傳統批次裂解方式，因攪拌不充分而使得裂解反應不完全的現象，同時亦因前進區的設置，使得待裂解物料能在反應器中逐漸前進，最終主動送出反應器，使裂解反應得以連續進行，提高效能。
再者，本發明連續式蒸汽裂解方法除可利用上述裂解爐外，更可包含一淨化步驟及/或一冷凝步驟。其中淨化步驟可去除裂解氣體中的孩i粒(如碳黑微粒)，提升油品質量並避免後續冷凝設備的堵塞且降低後續精製油品所需的成本，且此處所收集的微粒(如碳黑微粒)亦具有較高經濟效益。此外，冷凝步驟藉由一內部具有U型管路的冷凝器的使用，冷卻水行經管內，裂解油氣走外側通道，能有效避免阻塞現象。
另一方面，本發明連續式蒸汽裂解方法使用過熱蒸汽作為承載氣體，一方面能避免傳統乾式裂解容易發生的爆炸現象，另一方面能降低裂解產物的硫份含量，確保產物的經濟價值。
綜合以上優點使得本發明方法能連續且有效率的進行物料的裂解，尤其是裂解廢輪胎，且所得的產物具有較高的經濟價值。
上述實施例僅為例示性說明本發明的實施例，並闡述本發明的技術特徵，而非用於限制本發明的保護範疇。任何熟悉本技術的人員在不違背本發明的技術原理及精神下，可輕易完成的改變或安排，均屬本發明所主張的範圍。因此，本發明的權利保護範圍如後附申請專利範圍所列。
權利要求
1、一種連續式蒸汽裂解方法，包含將一待裂解物料餵入一管式反應器中以進行裂解反應，該裂解反應是在一過熱蒸汽流存在下進行，其中，該待裂解物料在該反應器內反應的過程中行經一或多個前進區以及一或多個混合區，且該等混合區的總長度為該等前進區及該等混合區的總長度和的5％至35％。
2、 如權利要求l所述的方法，其中該等混合區的總長度為該等前進區 及該等混合區的總長度和的10%至30%。
3、 如權利要求1所述的方法，還包括 提供一蒸汽；加熱該蒸汽以形成該過熱蒸汽流；以及 將該過熱蒸汽流導入該反應器。
4、 如權利要求1所述的方法，還包括將該待裂解物料餵入該反應器前， 對該待裂解物料進行的一前處理步驟。
5、 如權利要求l所述的方法，其中該待裂解物料在該反應器內反應的 過程中行經彼此交錯排列的一或多個前進區以及一或多個混合區，且該待 裂解物料在各該前進區經歷的時間實質上相等且在各該混合區經歷的時間 實質上相等。
6、 如權利要求l所述的方法，其中該待裂解物料在該反應器內反應的 過程中行經 一或多個作為前進區的螺旋區段以及一或多個作為混合區的葉 片區段。
7、 如權利要求6所述的方法，其中該待裂解物料在該反應器內反應的 過程中行經彼此交錯排列的複數個螺旋區段以及複數個葉片區段，且該待 裂解物料在各該螺旋區段經歷的時間實質上相等，在各該葉片區段經歷的 時間實質上相等。
8、 如權利要求l所述的方法，其中以一高溫氣體以維持該反應器於所 需的溫度。
9、 如權利要求l所述的方法，還包括對該裂解反應的氣體產物進行一 裂解油氣處理程序。
10、 如權利要求9所述的方法，其中裂解油氣處理程序包含一淨化步驟及一冷凝步驟。
11、 如權利要求IO所述的方法，其中該淨化步驟是一高溫過濾步驟。
12、 如權利要求11所述的方法，其包含將至少部分過熱蒸汽流送入該 高溫過濾步驟。
13、 如權利要求11所述的方法，其包含將冷凝步驟所得的至少部分氣 體送入該高溫過濾步驟。
14、 如權利要求IO所述的方法，其中裂解油氣處理程序還包括一廢水 處理步驟。
15、 如權利要求1所述的方法，還包括對該裂解反應的固體產物進行 一裂解物料處理程序。
16、 如權利要求15所述的方法，其中該裂解物料處理程序包括一篩選 步驟及一磁選步驟。
17、 如權利要求16所述的方法，其中該裂解物料處理程序還包括一研 磨步驟。
18、 如權利要求1所述的方法，其中將一廢輪胎餵入該管式反應器中 以進行裂解反應。
19、 如權利要求18所述的方法，其中該裂解反應是在350。C至550°C 的溫度下進4亍。
20、 如權利要求18所述的方法，其中該廢輪胎具有5公分至7公分的 粒徑，且該裂解反應是在350。C至480。C的溫度下進行。
全文摘要
一種連續式蒸汽裂解方法，包含將一待裂解物料餵入一管式反應器中以進行裂解反應，該裂解反應是在一過熱蒸汽流存在下進行，其中，該待裂解物料在該反應器內反應的過程中是行經一或多個前進區以及一或多個混合區，且該等混合區的總長度為該等前進區及該等混合區的總長度和的5％至35％。
文檔編號C10G1/10GK101555414SQ20081008961
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月10日 優先權日2008年4月10日
發明者烏南茲默·卡利特果, 吳俊耀 申請人:環拓科技股份有限公司