針對(duì)年產(chǎn)3.25萬噸廢硅橡膠的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)計(jì),需綜合考慮廢硅橡膠特性、處理目標(biāo)(如回收硅/有機(jī)物)、能耗及環(huán)保要求。以下是分步設(shè)計(jì)方案:
1.系統(tǒng)處理規(guī)模計(jì)算
年處理量:32,500噸/年
2.廢硅橡膠預(yù)處理
破碎分選:通過撕碎機(jī)、磁選機(jī)去除金屬雜質(zhì),粒徑控制至<5mm。
溶劑溶解(可選):采用二甲苯或酮類溶劑溶解硅橡膠,分離不溶雜質(zhì)(如填料)。
過濾:精密過濾(510μm)去除固體殘?jiān)?,確保進(jìn)料流動(dòng)性。
3.蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)計(jì)
核心工藝選擇
多效蒸發(fā)(MEE)或機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR):
MVR更節(jié)能(推薦):能耗低至4080kWh/噸水,適合高沸點(diǎn)有機(jī)物。
效數(shù)選擇:若選MEE,建議三效蒸發(fā),降低蒸汽消耗。
關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)
蒸發(fā)器類型:強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器(高黏度物料適用)。
加熱溫度:根據(jù)溶劑沸點(diǎn)設(shè)定(如二甲苯:140180℃)。
真空系統(tǒng):維持0.06~0.09MPa,降低沸點(diǎn),減少熱分解風(fēng)險(xiǎn)。
結(jié)晶器設(shè)計(jì):
冷卻結(jié)晶:緩慢降溫至3050℃,促進(jìn)晶體生長(zhǎng)。
離心分離:臥螺離心機(jī)分離晶體與母液,晶體純度≥95%。
4.能源與公用工程
蒸汽消耗(若三效MEE):約0.4噸蒸汽/噸物料。
電力需求:MVR主壓縮機(jī)功率約200300kW,循環(huán)泵等輔助設(shè)備50kW。
冷卻水:冷凝器需求約50m3/h(ΔT=10℃)。
5.環(huán)保與回收
廢氣處理:冷凝回收溶劑(回收率>90%),剩余VOCs通過RTO焚燒。
廢水處理:母液進(jìn)入生化處理或蒸發(fā)干燥,實(shí)現(xiàn)零排放。
固體產(chǎn)物:硅粉/有機(jī)物晶體可資源化(如硅填料、燃料)。
6.自動(dòng)化控制
DCS系統(tǒng):實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度、壓力、流量,自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸發(fā)速率。
防堵設(shè)計(jì):在線清洗(CIP)功能,防止聚合物結(jié)焦。
7.經(jīng)濟(jì)性估算
投資成本:約8001200萬元(含預(yù)處理、MVR、結(jié)晶器)。
運(yùn)行成本:
能源:約150200元/噸(電+蒸汽)。
維護(hù):年費(fèi)用約投資的5%。
回收收益:硅產(chǎn)品按市場(chǎng)價(jià)50008000元/噸,可明顯抵消成本。
注意事項(xiàng)
物料特性測(cè)試:需實(shí)驗(yàn)確定廢硅橡膠的熱穩(wěn)定性、結(jié)晶動(dòng)力學(xué)。
如需進(jìn)一步工藝流程圖(PFD)或設(shè)備清單,可提供具體參數(shù)深化設(shè)計(jì)。