一种热解油气高效切割增值装置及方法

技术领域

本发明涉及固体废弃物无害化、资源化利用技术领域，尤其是涉及一种热解油气高效切割增值装置及方法。

背景技术

在过去的几十年中，橡胶类材料由于具备优异的机械强度、耐热性、耐磨性以及良好的绝缘性，广泛应用于交通、医疗、电力、运输等行业，而随着橡胶应用产业的迅猛发展，废橡胶的产量也随之呈现急剧上升的趋势。在缺乏废橡胶资源化、无害化处理手段的早期，废橡胶由于难以自然降解形成了大量堆积，不仅占用了宝贵的土地资源，还造成了严重的环境污染问题。

与常规燃料相比，废橡胶产品的碳元素和氢元素的含量较高、热值较高，具备很大的能源化利用潜力。在众多废橡胶资源化利用技术中，热解技术通过直接热解、催化热解、等离子体热解等热解方式，在无氧条件下将废橡胶热解为固体炭黑、热解油和不凝气等三相产物，具有资源回收率高、环境污染小、原料适应性广等优点，更加符合节能环保的理念，被认为是当今处理废橡胶的最佳途径之一。热解产物中，热解油由于具有较高的热值(＞40MJ/kg)，适当处理后可以作为液体燃料代替石油使用；另外，其轻质馏分中富含柠檬烯和BTEX苯系物，作为一般的化工原料具有较高的资源利用价值。

闪点是限制热解油广泛应用的决定性指标之一，我国化学品分类与标签规范(GB30000.7—2013)在对于易燃液体分类标准和标签要素的规定中，闪点低于60℃的液体属于易燃液体，在运输及储存的过程中都存在着严重的安全隐患。传统工艺中热解油气的冷凝往往采用低温水冷方式，将热解油气中的液相组分进行无差别冷凝，产出的热解油的闪点均不超过20℃，低于标准规定的易燃液体指标，大幅增加了储存成本和运输成本，形成了阻碍规模化应用的技术瓶颈。如公开号为CN204981538U的中国专利文献公开了一种热解油气水同步冷凝与油水分离回收系统。

为了提高热解油的闪点，工程上一般采用的方法为分馏法，通过重新加热冷凝所得的热解油实现低沸点组分的高沸点组分的分离，由于沸点与闪点存在明显的正相关关系，分离所得的高沸点热解油一般也具有较高的闪点。但分馏法也存在着几点明显的技术缺陷，除了能耗高，工艺流程复杂以及设备投资成本高昂以外，还容易产生共沸和馏程较宽的问题，导致工艺稳定性差、闪点的提升效果也非常有限。

发明内容

针对目前热解油气直接冷凝切割工艺中高闪点油产率低、能耗高，闪点达标率低等问题，本发明提供了一种热解油气高效切割增值装置及方法，可以使高闪点油在保持闪点达标的前提下，进一步提高高闪点油的产率，并降低能耗，实现废弃橡胶的高效、高产资源化利用。

一种热解油气高效切割增值装置，包括：

废橡胶胶粒热解模块，用于将废橡胶胶粒热解为高温热解油气和炭黑，并分别通过热解油气出口和炭黑出口输送至热解油气高效切割模块和炭黑后处理模块；

热解油气高效切割模块，用于对高温热解油气进行切割冷凝，闪点切割温度为140℃～160℃；具体的，热解油气高效切割模块包含下行喷淋塔、上行喷淋塔和卧式塔釜；下行喷淋塔的顶部设有冷却水喷淋部件，下部设有循环不凝气入口；下行喷淋塔和上行喷淋塔的上部均设有多个高闪点油循环喷淋部件，上行喷淋塔上部设有高闪点油雾分离填料；高温热解油气从下行喷淋塔的上部进入，通过调节冷却水喷淋部件的流量、高闪点油循环喷淋部件的流量、循环不凝气入口的流量来实现热解油气的切割冷凝，得到的高闪点油冷凝在卧式塔釜中，中温热解油气从上行喷淋塔的上部进入热解油气冷凝模块进一步冷凝分离；卧式塔釜下部通过设置有高闪点油循环油泵的管路引出高闪点油后分为两路，一路通过带电动调节阀的管道连接至高闪点油循环喷淋部件，另一路通过带高闪点油排油阀的管道连接至高闪点油储罐；

热解油气冷凝模块，用于冷凝从热解油气高效切割模块离开的中温热解油气中的液相成分，并对冷凝雾滴进行气液分离，冷凝产物为低闪点油和水；

罗茨风机，用于将热解油气冷凝模块输出的不凝气抽吸到不凝气稳压输送模块；

不凝气稳压输送模块，用于缓存由热解油气冷凝模块输入的不凝气，并通过管道与阀门将不凝气分别输送至废橡胶胶粒热解模块和热解油气高效切割模块；

控制模块，用于接收各点位仪表测量得到的温度、流量信号，实现各运行参数的实时监测，并依靠控制逻辑达到热解油气高效切割增值精确控制的目的。

为了提高热解油的产率，优选地，所述的废橡胶胶粒热解模块包括热风炉、锥形料斗、热解炉、炭黑后处理模块和去烟气处理系统；所述的热解炉包括由内而外依次套设的中心烟气管、热解螺旋和夹套烟气管；其中，热解螺旋的一端设有废橡胶胶粒入口，并与锥型料斗相接，另外一端设有热解油气出口和炭黑出口；热解油气出口通过管路连接至下行喷淋塔上部的高温热解油气入口，炭黑出口通过管路与炭黑后处理模块连接；中心烟气管和夹套烟气管的进口与热风炉出口连接，出口与去烟气处理系统的入口连接。

其中，所述的热风炉采用油气两用燃烧器，热解模块冷启动时采用柴油作为热风炉燃料，正常运行时采用富余不凝气作为燃料，自给自足。

废橡胶胶粒从锥形料斗进入热解螺旋内部，采用中心烟气管道和夹套烟气管道对热解螺旋的内侧外侧同时加热，大幅提高了换热面积，在满足热解过程所需热量的前提下，热解温度得到了显著的降低，避免了热解油气在高温下发生二次裂解生成小分子的气态产物，从而提高冷凝后油相产物的产率。

所述的炭黑后处理模块对炭黑进行提质、冷却、研磨等一系列后处理后打包出售；所述去烟气处理系统将换热后的部分烟气净化外排，剩余部分送回热风炉出口进行烟气再循环。

为了提高高闪点油的产率、降低冷凝能耗，实现热解油气的高效切割增值，优选地，热解油气高效切割模块中，所述的冷却水喷淋部件向下行喷淋塔内部喷淋冷却水，一方面冷却水汽化吸收大量相变潜热充分冷凝热解油气；另一方面，生成的水蒸气减小了油气中低闪点组分的分压，使其不断从液相向气相迁移，进而减少溶解于高闪点油中低闪点组分的比例，这有效提高了油品闪点的安全裕度(≥60℃)，在保证油品闪点达标的前提下，允许进一步降低高闪点油冷凝所需的最低闪点切割温度，从而提升了高闪点油的产率。

所述的循环不凝气入口向下行喷淋塔内部通入冷凝后的不凝气，与水蒸气的作用原理类似，通入的循环不凝气大幅降低油气中低闪点组分的分压，可有效提升高闪点油的产率。

引入的水蒸气与循环不凝气并不会直接和热解油气发生化学反应，但理想气体分压与其在混合气体中所占的摩尔分数成正比，故水蒸气和循环不凝气的引入可有效降低油气中低闪点组分的分压，使该类组分不断从液相向气相迁移，实现低闪点组分的充分拔出。由于油品的闪点与其包含的各个单一组分的闪点密切相关，高闪点油中低闪点组分的减少可显著提高了油品整体的闪点，在保证油品闪点达标的前提下，允许进一步降低高闪点油冷凝所需的最低闪点切割温度，从而实现高闪点油产率的提升。

油品闪点提升所依托的理论依据如下：

假设急冷塔罐内压力(油气总压)为P且维持不变，冷凝切割温度(系统温度)为T，则有：

(1)喷淋冷却水与通入循环不凝气前：

热解油各组分的蒸气压P

式中：

A

T——系统温度，K。

安托因常数A

各组分在气相中的分压P

式中：P——油气总压，MPa；

P

x

N——油气组分数，个。

拉乌尔定律指出，恒定温度和压力条件下的稀溶液中，溶剂在气相的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂在溶液中的摩尔分数。其数学表达式为：

式中：P

——定温条件下纯溶剂A的蒸气压，Pa；

x

经过大量科学研究与实践证明，拉乌尔定律不仅适用于稀溶液，而且也适用于理想液态混合物，热解油中存在多种化学结构相似，相对分子质量相近的不同组分，故可以看作理想液态混合物。因此，各组分在液相中的摩尔分数可根据拉乌尔定律计算得到：

式中：y

P

——定温条件下纯组分i的蒸气压，MPa。

热解油的组分及摩尔分数确定后，可用混合溶液闪点估算的经验公式计算冷凝所得热解油的闪点：

其中：T

N——热解油组分数，个；

y

T

(2)喷淋冷却水并通入循环不凝气后：

冷却水吸热后汽化成水蒸气，与通入的循环不凝气一起进入气相，各组分的分压被稀释为P

式中：P

x

x

各组分在液相中的摩尔分数变为：

y

式中：y

P

P

此时，冷凝所得热解油的闪点T

(3)闪点提升效果：

△T

式中：△T

所述的高闪点油循环喷淋部件在高闪点油循环油泵和高闪点油循环流量调节阀的控制下，喷淋高闪点循环油冲刷喷淋塔内壁，有效地防止结渣，减少堵塞问题发生的概率；所述的循环不凝气入口向热解油气中通入大量经热解油气冷凝模块冷凝后的不凝气，大幅降低热解油气中低闪点组分的分压，使其冷凝更加困难，同一冷凝温度下高闪点油的闪点、就能得到有效提高，由于闪点切割温度与热解油闪点存在正比关系，在控制切割闪点达标的前提下可进一步降低高闪点油冷凝所需的最低闪点切割温度，提高高闪点油的产率，降低后续低闪点油油气组分冷凝过程中水冷换热器的能耗。

所述的卧式塔釜设有塔釜油温测点和急冷塔塔釜液位计，卧式塔釜下部通过布置有高闪点油循环油泵的管路引出高闪点油，所述管路分为两路，一路通过带高闪点油循环流量调节阀的管道连接至下行喷淋塔和上行喷淋塔上部设置的高闪点油循环喷淋部件，另一路通过带高闪点油排油阀的管道连接至高闪点油储罐；卧式塔釜的底部设有排污口，通过带排污阀的管道连接至排污处理模块。所述卧式塔釜容积充足，起到缓存高闪点油的作用；所述的塔釜油温测点时刻监测塔釜内部的温度，并配合控制系统调节冷却水喷淋流量对热解油气的闪点切割温度进行粗调；为了实现高闪点油自动排出，所述的急冷塔塔釜液位计监测塔釜内部高闪点油的液位，并通过控制系统调节高闪点油排油阀的开度控制排油量；所述卧式塔釜排污口通过调节排污阀开度，将污染物送至排污处理模块进行无害化处理。

所述的上行喷淋塔上部设置有高闪点油雾分离填料、高闪点油循环喷淋部件和中温热解油气出口。热解油气从下行喷淋塔离开后经过卧式塔釜进入上行喷淋塔，所述的高闪点油雾分离填料用于过滤冷凝下来的高闪点油油雾，有利于提高高闪点油的产率；所述的高闪点油循环喷淋部件向塔体内壁喷淋循环油，有效防止了结渣和堵塞现象的出现；所述中温热解油气出口通过设置有中温热解油气测温点的管路，将中温热解油气输送至热解油气冷凝模块冷凝塔顶部的中温热解油气入口；所述中温热解油气测温点时刻监测从上行喷淋塔排出的热解油气的温度，并配合控制系统调节高闪点油循环喷淋量和循环不凝气流量对热解油气的闪点切割温度进行微调。

为了充分稀释热解油气中低闪点组分的分压，优选地，所述的循环不凝气入口包括输气管道和喷嘴。其中，所述的喷嘴采用扁平喷嘴，喷嘴角度旋转可调，用于产生多角度的扇形气流，有助于热解油气与循环不凝气的充分混合；所述输气管道采用四角切圆布置方式，循环不凝气的气流在下行喷淋塔的塔体内部形成强烈的旋转，加强热解油气与循环不凝气的混合，这有利于充分稀释油气中低闪点组分的分压。

为了提高热解产物油相组分的利用率，优选地，所述的热解油气冷凝模块包括冷凝塔，所述的冷凝塔设有低闪点油循环喷淋部件、冷凝塔塔釜液位计和冷凝塔不凝气出口。

其中，所述冷凝塔的顶部设置有中温热解油气入口，将来自于热解油气高效切割模块的中温热解油气送入冷凝塔内部；所述冷凝塔的下部通过布置有低闪点油循环油泵的管路引出低闪点油后分为两路，一路通过带水冷换热器和低闪点油循环流量调节阀的循环喷淋油管路连接至冷凝塔上部设置的低闪点油循环喷淋部件，另一路通过带阀门的管道连接至低闪点油储罐；冷凝塔的底部通过布置带有旁路调节阀和冷却喷淋水水泵的冷却水喷淋管路连接至热解油气高效切割模块的下行喷淋塔顶部的冷却水喷淋部件；冷凝塔不凝气出口通过带油雾过滤器、不凝气温度测点和罗茨风机的管路连接至不凝气稳压输送模块。

所述的低闪点油循环喷淋部件通过喷淋经水冷换热器冷却后的低闪点循环油来冷凝进入塔体内部的中温热解油气，冷凝产物包括低闪点油和水；所述低闪点油循环油泵从塔体下部引出低闪点油，并通过两路管路的分流分别用于循环喷淋以及低闪点油排油，其中，低闪点油循环喷淋管路首先将低闪点油送至水冷换热器进行冷却，再通过调节低闪点油循环流量调节阀开度控制低闪点循环油的流量；低闪点油排油管路则通过调节低闪点油排油阀的开度控制排油量并将其输送至低闪点油储罐；所述的冷却水水泵通过管路将冷却水输送至热解油气高效切割模块下行喷淋塔顶部的冷却水喷淋部件，控制系统通过调节旁路调节阀的开度来控制冷却水喷淋流量；所述油雾过滤器置于冷凝塔不凝气出口后方，过滤排出不凝气中所携带的油雾和水雾，提高所得不凝气的纯度，油雾过滤器出口设置的不凝气温度测点通过监测不凝气温度来评估低闪点油的冷凝效果，并配合控制系统调节水冷换热器的冷却水量来控制低闪点循环油的冷却效果；所述冷凝塔塔釜液位计监测塔釜内部低闪点油的液位和油水分层界面的界位，来确保自动排油和自动排水功能的实现。

为了提高热解油气高效切割增值装置运行的连续性，优选地，所述的高闪点油循环喷淋部件和低闪点油循环喷淋部件采用同种结构设计，包括法兰、喷油管、喷嘴安装座、喷嘴、通径球阀、套管。

其中，所述的法兰、喷油管、喷嘴安装座和喷嘴依次配合连接；所述喷油管上装有通径球阀，喷淋部件遇障时无需停机，只需关闭通径球阀使其从管路断开，即可取出喷嘴并对其进行检修。

为了实现热解产物气相组分的高效能源化利用，优选地，所述的不凝气稳压输送模块包括不凝气稳压罐和不凝气稳压调节阀，热解油气冷凝模块的冷凝塔不凝气出口通过管路连接至不凝气稳压罐的顶部入口，不凝气稳压罐的下部设有循环不凝气出口和富余不凝气出口；

循环不凝气出口通过带有调节阀和流量计的循环不凝气管路连接至热解油气高效切割模块下行喷淋塔中部的循环不凝气入口，富余不凝气出口通过带调节阀和流量计的富余不凝气管路连接至废橡胶胶粒热解模块的热风炉。

低温不凝气离开冷凝塔出口后，在罗茨风机作用下不断地送入不凝气稳压罐中进行缓存；所述的循环不凝气出口通过管路将循环不凝气输送至热解油气高效切割模块的循环不凝气入口，管路上布置有循环不凝气流量调节阀和循环不凝气流量计，控制系统根据中温油气测温点和循环不凝气流量计的示数来调节流量调节阀的开度，通过控制通入循环不凝气的流量大小来实现热解油气闪点切割温度的微调。所述的富余不凝气出口通过管路将富余不凝气送入热风炉进行燃烧。

所述的控制模块包括控制系统以及与控制系统连接的热电偶、流量计、电动调节阀及水冷换热器；

其中，所述的热电偶设置于热解油气高效切割模块的卧式塔釜测温点、上行喷淋塔的中温热解油气出口测温点以及热解油气冷凝模块的冷凝塔不凝气出口测温点；所述的流量计设置于热解油气冷凝模块的冷却水喷淋管路、不凝气稳压输送模块的循环不凝气管路和富余不凝气管路；所述的电动调节阀设置于热解油气高效切割模块的高闪点油循环喷淋管路、热解油气冷凝模块的低闪点油循环喷淋管路和冷却水喷淋管路旁路、不凝气稳压输送模块的循环不凝气管路和富余不凝气管路；所述的水冷换热器设置于热解油气冷凝模块的低闪点油循环喷淋油管路。

一种热解油气高效切割增值的方法，使用上述热解油气高效切割增值装置，具体包括以下步骤：

步骤1，开启废橡胶胶粒热解模块的热风炉，向烟气管道内通入高温烟气，加热热解炉；

步骤2，启动热解螺旋，废橡胶胶粒通过锥形料斗进入热解炉，受热快速热解并生成高温热解油气和炭黑；

步骤3，炭黑进入炭黑后处理模块进一步加工；

步骤4，高温热解油气进入热解油气高效切割模块，高闪点油冷凝于卧式塔釜底部，实现热解油气的高效切割冷凝；

步骤5，低温热解油气进入热解油气冷凝模块进一步冷凝，低闪点油和水冷凝于冷凝塔底部并分层；

步骤6，冷凝得到的水送回热解油气高效切割模块，参与高温热解油气的冷凝；

步骤7，冷凝后剩余不凝气进入不凝气稳压输送模块，缓存于不凝气稳压罐中；

步骤8，缓存不凝气部分通往热解油气高效切割模块中参与高温热解油气的冷凝；富余不凝气通往热风炉进行燃烧利用；

步骤9，烟气热利用后进入去烟气处理系统，部分烟气参与再循环，

多余烟气外排，有效减小排烟热损失。

为了实现热解油气高效切割增值过程的精确控制，步骤4中，实现热解油气的高效切割冷凝的具体控制目标和逻辑如下：

为实现热解油气的高效切割增值，需将热解油气高效切割模块的卧式塔釜内部温度控制在140℃～160℃范围内，并以此作为主控制目标；为保证热解油气充分冷凝，需将热解油气冷凝模块冷凝塔内部的温度控制在20℃～30℃范围内，并以此作为副控制目标；

为实现主控制目标，形成以下控制逻辑：设定初步控温目标为130℃～170℃，若未满足初步控温目标的要求，则以卧式塔釜油温测点测得的温度为依据，通过调节热解油气冷凝模块中冷却水喷淋管路旁路的电动调节阀开度来控制冷却水喷淋流量，从而满足初步控温目标的要求；满足初步控温要求目标后，若仍未满足主控制目标要求，则以热解油气高效切割模块中上行喷淋塔的中温热解油气出口测温点测得的温度为依据，通过调节不凝气稳压输送模块中循环不凝气管路的电动调节阀开度来控制循环不凝气流量，从而满足主控制目标的要求；

为实现副控制目标，形成以下控制逻辑：若未满足副控制目标要求，则以热解油气冷凝模块中冷凝塔不凝气出口测温点测得的温度为依据，通过调节水冷换热器的冷却水量以及低闪点油循环流量调节阀的开度，在保持低闪点循环油温度不变的前提下控制喷淋流量的大小，从而实现中温热解油气冷凝温度的自动控制，来满足副控制目标的要求。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过采用向高温热解油气喷淋冷却水和通入循环不凝气的方法，一方面利用冷却水汽化吸收大量相变潜热，从而充分冷凝高温热解油气，另一方面，生成的水蒸气和不凝气减小了油气中低闪点组分的分压，使其不断从液相向气相迁移，进而减少溶解于高闪点油中低闪点组分的比例，这有效提高了油品闪点的安全裕度(≥60℃)，在保证油品闪点达标的前提下，可进一步降低高闪点油冷凝所需的最低闪点切割温度，从而提升了高闪点油的产率；通过热解油气冷凝模块对中温热解油气的冷凝，提高了热解产物油相组分的利用率，同时提供了冷凝切割工艺所需的冷却水；通过不凝气稳压输送模块对不凝气的缓存与运输，实现了对热解产物气相组分的能源化循环利用。

附图说明

图1为本发明实施例中一种热解油气高效切割增值装置的整体示意图；

图2为本发明实施例中循环不凝气入口布置方式的俯视示意图；

图3为本发明实施例中高闪点油循环喷淋部件和低闪点油循环喷淋部件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1所示，包括废橡胶胶粒热解模块1、热解油气高效切割模块2、热解油气冷凝模块3、罗茨风机4、不凝气稳压输送模块5和控制模块6。

废橡胶胶粒热解模块1包括热风炉101、锥形料斗102、热解炉103、热解油气出口104、炭黑后处理模块105和去烟气处理系统106。其中，热解炉103包括由内而外依次套设的中心烟气管、热解螺旋和夹套烟气管，用于将废橡胶胶粒热解为热解油气和炭黑，并分别通过热解油气出口104和炭黑出口输送至热解油气高效切割模块2和炭黑后处理模块105。

热解油气高效切割模块2包括卧式塔釜201、下行喷淋塔202和上行喷淋塔203，还包括高温热解油气入口204、中温热解油气出口205、下行喷淋塔202的顶部设置有冷却水喷淋部件206、高闪点油循环油泵207、高闪点油循环流量调节阀208、高闪点油循环喷淋部件209、高闪点油雾分离填料210、循环不凝气入口211、急冷塔塔釜液位计212、高闪点油排油阀213、高闪点油储罐214、排污阀215、排污处理模块216、塔釜油温测点217以及中温油气测温点218。

如图2所示，循环不凝气入口211包括喷嘴2111和输气管道2112，用于向上行喷淋塔中通入循环不凝气。如图3所示，高闪点油循环喷淋部件209包括法兰2091、喷油管2092、喷嘴安装座2093、喷嘴2094、通径球阀2095、套管2096，用于向上行喷淋塔和下行喷淋塔中喷淋已冷凝的高闪点油。该模块用于向喷淋塔中该模块通过调节冷却水喷淋流量、循环喷淋油流量、循环不凝气流量来实现热解油气的切割冷凝。

热解油气冷凝模块3包括冷凝塔301、中温热解油气入口302、冷凝塔不凝气出口303、油雾过滤器304、冷却水泵305、旁路调节阀306、冷却水流量计307、低闪点油循环油泵308、水冷换热器309、低闪点油循环流量调节阀310、低闪点油循环喷淋部件311、冷凝塔塔釜液位计312、低闪点油排油阀313、低闪点油储罐314、不凝气温度测点315。其中，低闪点油循环喷淋部件311采用和高闪点油循环喷淋部件209相同的结构设计，用于向冷凝塔中喷淋已冷凝的低闪点油。该模块用于冷凝从热解油气高效切割模块离开的中温热解油气中的液相成分，并对冷凝雾滴进行气液分离，冷凝产物为低闪点油和水。

罗茨风机4用于将热解油气冷凝模块输出的不凝气抽吸到不凝气稳压输送模块。

不凝气稳压输送模块5包括不凝气稳压罐501、循环不凝气稳压调节阀502、循环不凝气流量计503、富余不凝气稳压调节阀504和富余不凝气流量计505，用于缓存由热解油气冷凝模块输入的不凝气，并通过管道与阀门将不凝气分别输送至废橡胶胶粒热解模块和热解油气高效切割模块。

控制模块6主要包括主控制系统，用于接收各点位仪表测量得到的温度、流量等信号，实现各关键运行参数的实时监测，并依靠控制逻辑达到热解油气高效切割增值精确控制的目的。

为了提高热解油的产率，在废橡胶胶粒热解模块1中，热解炉103采用中心烟气管道和夹套烟气管道对热解螺旋的内侧外侧同时加热的结构设计，大幅提高了换热面积，在满足热解过程所需热量的前提下，热解温度得到了显著的降低，避免了热解油气在高温下发生二次裂解生成小分子的气态产物，从而提高冷凝后油相产物的产率。

为了提高高闪点油的产率，在热解油气高效切割模块2中，下行喷淋塔202的顶部设置有冷却水喷淋部件，通过向下行喷淋塔内部喷淋冷却水，对来自于废橡胶胶粒热解模块1产生的高温热解油气进行急冷，由于热解油气温度要远高于水在对应压力下的沸点，冷却水和高温热解油气发生的是直接接触换热的相变过程，确保了热解油气急冷过程的高效、快速，可以显著降低热解油气的冷凝温度，这使得高闪点油的冷凝更为充分。另外，上行喷淋塔203中布置有高闪点油雾分离填料210，用于过滤冷凝后仍呈雾状的高闪点油，提高了高闪点油的收集率。

为了避免闪点切割温度的降低导致冷凝所得的高闪点油闪点降低，在热解油气高效切割模块2中，在下行喷淋塔202中布置了冷却水喷淋部件206和循环不凝气入口211向塔体内部分别喷淋冷却水并通入循环不凝气。冷却水的喷淋使得高温热解油气得到初步冷却，同时也稀释了油气中低闪点组分的分压；通入的循环不凝气由于体积流量更大，对低闪点组分分压的稀释效果更为明显。油品的闪点与其包含的各个单一组分的闪点密切相关，低闪点组分分压的降低减少了其在高闪点油中溶解的比例，可确保高闪点油的闪点达标。表1给出了不同闪点切割温度下喷淋冷却水与否对于高闪点油闪点影响的对比。

表1

为避免喷淋塔内部的油气通道发生堵塞，在热解油气高效切割模块2中，下行喷淋塔202和上行喷淋塔203中都布置了高闪点油循环喷淋组件209，已冷凝的高闪点油在高闪点油循环油泵207和高闪点油循环流量调节阀208的控制下，通过循环喷淋组件喷淋冲刷喷淋塔的内壁，有效地防止结渣，减少堵塞问题发生的概率。

为了实现高闪点油和低闪点油的自动排油，采用急冷塔塔釜液位计212监测卧式塔釜内高闪点油的液位，采用冷凝塔塔釜液位计312监测冷凝塔内低闪点油的液位，并通过控制系统调节高闪点油排油阀213和低闪点油排油阀313的开度控制两类油品的排油量。为了保证高闪点油的纯度及品质，定期打开排污阀215进行排污，及时排出罐体内生成的污物并将其送至排污处理模块216进行无害化处理。

为了保证高闪点油的闪点≥60℃，需要对热解油气高效切割模块2中卧式塔釜201内部的油气闪点切割温度进行精确的控制。首先，塔釜油温测点217时刻监测塔釜内部的温度，控制系统6根据接收到的温度信号作出反馈，自动调节冷却水泵305的负荷以及旁路调节阀306的开度大小，达到控制冷却水喷淋流量的效果，实现对热解油气闪点切割温度的粗调(控制在130℃～170℃内)；其次，中温热解油气测温点218时刻监测从上行喷淋塔203排出的中温热解油气的温度，控制系统6根据接收到的温度信号作出反馈，自动调节高闪点油循环油泵207的负荷、高闪点油循环流量调节阀208的开度大小以及循环不凝气稳压调节阀502的开度大小，通过调节高闪点油循环喷淋量和循环不凝气流量实现对热解油气闪点切割温度的微调(控制在140℃～160℃内)。

为了充分稀释热解油气中低闪点组分的分压，循环不凝气入口211由喷嘴2111和输气管道2112构成。喷嘴2111采用扁平喷嘴，喷嘴旋转角度可调，可通过产生多角度的扇形气流延长气流混合段，使热解油气与循环不凝气得到充分混合；所述输气管道采用四角切圆布置方式，循环不凝气气流在喷淋塔塔体内部形成强烈的旋转，扰动混合好，进一步加强热解油气与循环不凝气的混合，这有利于充分稀释油气中低闪点组分的分压。循环不凝气入口的具体结构如图2所示。

为了提高低闪点油的产率，在热解油气冷凝模块3中，冷凝下来的低闪点油首先在低闪点油循环油泵308的作用下引出冷凝塔301，经低闪点油循环喷淋管路送至水冷换热器309进行冷却，再通过调节低闪点油循环流量调节阀310的开度控制低闪点循环油的流量，最后由冷凝塔上部设置的低闪点油循环喷淋部件311向塔体内部喷淋。喷淋的低闪点油与进入冷凝塔的中温热解油气发生直接接触换热，能够很快完成热量的交换，保证了低闪点油冷凝过程的充分高效，避免了因冷凝不充分而导致产率下降的问题。此外，低闪点油的喷淋也可以有效地防止冷凝塔壁面结渣，减少堵塞问题发生的概率。油雾过滤器304设置于冷凝塔不凝气出口303的后方，能够过滤不凝气中所携带的油雾和水雾，不仅提高了低闪点油的收集率，还保证了所得不凝气的纯度。

为了保证低闪点油的品质，需要对进入到热解油气冷凝模块3中的中温热解油气的冷凝温度进行精确的控制。不凝气温度测点315通过监测不凝气温度来评估低闪点油的冷凝效果，控制系统6根据接收到的温度信号作出反馈，自动调节水冷换热器309的冷却水量以及低闪点油循环流量调节阀310的开度，在保持低闪点循环油温度不变的前提下控制喷淋流量的大小，实现对中温热解油气冷凝温度的自动控制(控制在20℃～30℃内)。

为了确保冷凝塔自动排油与自动排水功能的协调运作，冷凝塔塔釜液位计312时刻监测塔釜内部低闪点油的液位和油水分层界面的界位，控制系统6根据接收到的液位、界位信号协调排油、排水组件，确保低闪点油液位高于低闪点油排油口的同时，油水分层界面低于低闪点油排油口。

为了确保热解油气高效切割过程的连续性与稳定性，高闪点油循环喷淋部件209和低闪点油循环喷淋部件311采用同种可拆卸结构设计，法兰2091、喷油管2092、喷嘴安装座2093和喷嘴2094依次配合连接。喷油管2092上安装有通径球阀2095，喷淋部件遇障时无需停机，只需关闭通径球阀使其从管路断开，即可取出喷嘴并对其进行检修。高闪点油循环喷淋部件209的具体结构如图3所示。

为了维持热解系统内部的物料平衡与压力稳定，罗茨风机4将热解油气冷凝模块3输出的不凝气源源不断地抽吸至不凝气稳压输送模块5。

为了提高不凝气供气的稳定性与可靠性，不凝气稳压罐501将热解油气冷凝模块输入的不凝气缓存于罐体内部并维持压力稳定，在热解系统启动或者不凝气循环出现问题时依旧能够保证不凝气的持续供应，为设备的抢修和维护留出充足的时间。

为了实现不凝气的高效能源化利用，不凝气稳压罐501的下部设置了循环不凝气出口和富余不凝气出口，循环不凝气出口通过管路将循环不凝气输送至热解油气高效切割模块2的循环不凝气入口211，管路上布置有循环不凝气流量调节阀502和循环不凝气流量计503，控制系统根据中温油气测温点和循环不凝气流量计的示数来调节流量调节阀的开度，通过控制通入循环不凝气的流量大小来实现热解油气闪点切割温度的微调；富余不凝气出口通过管路将富余不凝气作为燃料送回废橡胶胶粒热解模块1中的热风炉101参与燃烧，管路上布置有富余不凝气流量调节阀504和富余不凝气流量计505，控制系统根据热风炉的燃烧工况来控制通入热风炉的富余不凝气流量。

为了达到热解油气高效切割增值精确控制的目标，控制模块6通过接收各点位仪表测量得到的温度、流量和液位等信号，对各关键运行参数进行实时监测与状态判断，再结合事先设定好的控制目标与控制逻辑对泵、阀门、换热器等被控对象发出动作指令，实现对热解油气高效切割增值过程的精确控制。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。