CN101343546A - 用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全、环保的用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备，为了确保反应釜不漏气，将主轴在反应釜之外的部分，以及大斜齿轮和小斜齿轮装在齿轮箱内，再在齿轮箱内装入机油实现密封，防止反应釜内的气体从空隙排出；为了实现高温快速出渣，本发明先将高温油渣排入废渣存储箱冷却，高温油渣内含有的气体通过导管进入水箱进行吸收和冷却，避免直接排入空气中，污染环境和引起爆炸的危险。相比于现有技术，本发明具有安全、环保的优点。

Description

用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备

技术领域

本发明涉及利用废塑料制备液态烃混合物的技术，具体地讲，是一种用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备。

背景技术

随着技术的发展和社会的进步，废旧橡胶、废旧塑料及垃圾塑料也日益递增，对环境的污染十分严重，另一方面燃料油资源日益紧张，价格猛涨，在这种情况下，利用废旧橡胶、废旧塑料进行热解成燃料油已经形成了一种新的产业。

目前，利用废塑料制备燃料油的工厂比较分散、规模小，为了节约成本，这些工厂大多采用价格比较低的土炼油炉，土炼油炉在炼油过程中产生大量的废气，这些废气直接排入空气中，不仅污染环境，而且还造成资源浪费；并且，土炼油炉的炉底直接与火焰接触加热，炉底易烧坏，造成炼油炉的使用寿命低。

中国专利“一种利用废塑料安全生产再生能源的技术”(公开号：CN101144027，公开日：2008.03.19)，公开了一种立式热裂解釜，该热裂解釜主要由裂解釜本体、搅拌器、进料器组成，搅拌器的主轴的上端穿出反应釜本体上的轴承，由安装在反应釜本体上方的传动机构带动旋转，由于轴承在转动时滚珠与轴瓦之间通常会产生间隙，这时，反应釜本体内的有毒、易燃气体将从间隙中排出，不仅会污染环境，而且还会引起火灾甚至造成爆炸，危害生命和财产安全；并且，该反应釜先通过蒸汽发生器喷入蒸汽降温到100℃左右，然后再通过设置在反应釜本体下部的出渣口排渣，排渣过程较长，又由于废渣内含有大量的有毒、易燃气体，当排渣时，这些气体直接进入空气中造成环境污染，而且还有燃烧的危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种安全、环保的用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备，该裂解油化设备的熔化裂解反应釜不漏气，而且，出渣安全环保。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备，包括立式熔化裂解反应釜，该反应釜的中间设有搅拌器，搅拌器的主轴的上、下端各安装在反应釜的顶面和底面上，所述反应釜的顶部设有进料管、出气管、温度计和压力计，进料管与粉碎机的出口相连，所述反应釜的下端侧壁设有出渣口，所述主轴的上端穿出反应釜与大斜齿轮相连，该大斜齿轮与小斜齿轮啮合，大斜齿轮和小斜齿轮均装在所述反应釜顶面的齿轮箱内，所述小斜齿轮的中心轴穿出齿轮箱并与电动机的输出轴相连；所述反应釜的上部内腔经竖直隔板分成两个腔室，其中一个腔室与所述出气管相通，另一个腔室与所述进料管相通，在该进料管上设有鼓风机，且在该鼓风机前后的进料管上各装有闸阀；所述出渣口经排渣管与废渣存储箱相连通，在排渣管上装有闸阀，所述废渣存储箱的顶部设有温度计和导管，该导管的出口端伸入水箱内的水面之下。

为了确保反应釜不漏气，本发明将主轴在反应釜之外的部分，以及大斜齿轮和小斜齿轮装在齿轮箱内，再在齿轮箱内装入机油实现密封，防止反应釜内的气体从空隙排出；为了实现自动进料，在进料管上设有鼓风机，这样，塑料碎片在风力的作用下自动进入反应釜内，当进料完成后，关闭鼓风机与反应釜之间的闸阀，反应釜内的气体不会从进料管排出，同时，为了防止吹入的冷空气降低反应釜内的温度，在反应釜的上部内腔安装一竖直隔板，被隔板分出的一个腔室与进料管相通，另一个腔室与出气管相通；为了实现高温快速出渣，本发明先将高温油渣排入废渣存储箱冷却，高温油渣内含有的气体通过导管进入水箱进行吸收和冷却，避免直接排入空气中，污染环境和引起爆炸的危险。

作为优选实施例，在所述反应釜的外部设有隔热墙，该隔热墙的上端开口经烟囱与外界相通，隔热墙的下端外壁上开有热气入口，该热气入口经导热管与燃烧炉的内腔相连通，所述反应釜的下端高于所述热气入口，这样避免燃烧炉内的火焰直接灼烧在反应釜的底部，延长反应釜的使用寿命。

上述出气管与冷却箱相连，该冷却箱的内腔由两竖板分隔成左、中、右三个腔室，其中，所述出气管伸入右腔室内，该右腔室经穿过中腔室的横管与左腔室连通，所述左腔室的底面设有油管，该油管与油气分离罐相连通，在该油气分离罐的侧壁上部设有输气管，该输气管与所述燃烧炉的内腔相通，在油气分离罐侧壁下部设有排水管，该排水管与废水处理罐相连通，油气分离罐的底壁设有出油管，该出油管与混合油存储罐相连通。

为了方便排渣，所述反应釜的底面为向上凸起的弧面；所述搅拌器由主轴、套装在主轴下端的横梁以及装在该横梁下表面的竖齿构成，该竖齿对称平行地分布在所述主轴的两侧，各竖齿下端面所在的弧线与所述反应釜的弧形底面一致。

为了确保反应釜内的气体不会从主轴与反应釜之间的空隙排出，所述齿轮箱的内腔由竖直支撑板分隔成三个小腔室，三个小腔室内均装有机油，且每个支撑板上都装有轴承，所述小斜齿轮的中心轴穿过该轴承。

由于主轴较长，为了避免在主轴在转动时不稳定，在所述主轴的上部设有支撑架，该支撑架由轴套、固定在该轴套两侧的支撑棒及布丝盒构成，其中，轴套套装在所述主轴上，所述支撑棒的另一头经布丝盒固定在所述反应釜的内壁上。

本发明的另一目的是提供一种用于废塑料制备燃料油的连续裂解油化设备，一种用于废塑料制备燃料油的连续裂解油化设备，包括立式熔化裂解反应釜，该反应釜的中间设有搅拌器，搅拌器的主轴的上、下端各安装在反应釜的顶面和底面上，所述反应釜的顶部设有进料管、出气管、温度计和压力计，进料管与粉碎机的出口相连，所述反应釜的下端侧壁设有出渣口，两个所述立式反应釜的内腔经连通管连通，在该连通管上安装有两个闸阀，在两个闸阀之间的连通管上设有进水口，两个所述反应釜上的出气管为同一管道；

所述主轴的上端穿出反应釜与大斜齿轮相连，该大斜齿轮与小斜齿轮啮合，大斜齿轮和小斜齿轮均装在所述反应釜顶面的齿轮箱内，所述小斜齿轮的中心轴穿出齿轮箱并与电动机的输出轴相连；所述反应釜的上部内腔经竖直隔板分成两个腔室，其中一个腔室与所述出气管相通，另一个腔室与所述进料管相通，在该进料管上设有鼓风机，且在该鼓风机前后的进料管上各装有闸阀；所述出渣口经排渣管与废渣存储箱相连通，在排渣管上装有闸阀，所述废渣存储箱的顶部设有温度计和导管，该导管的出口端伸入水箱内的水面之下。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明所采用的反应釜不漏气，避免反应釜内的高温气体排出污染空气、甚至燃烧爆炸；

(2)本发明采用高温出渣，出渣过程快速，并且，高温废渣在废渣存储箱内冷却后再处理，安全又环保；

(3)炉灶远离炉底，延长反应釜的使用寿命；

(4)本发明将不能液化的气体输入燃烧炉内回烧，有利于节能减排。

附图说明

图1为用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备的主视图；

图2为用于废塑料制备燃料油的连续裂解油化设备的主视图；

图3为沿图1中A-A线的剖视图；

图4为搅拌器的主视图；

图5为齿轮箱10内的结构示意图；

图6为沿图1中B-B线的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本发明加以说明。

如图1、图3、图4、图5及图6所示，用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备主要由立式熔化裂解反应釜1、粉碎机2、废渣存储箱3、冷却箱22、隔热墙14、燃烧炉16及油气分离罐24组成，反应釜1为立式反应釜，该反应釜1的底面为向上凸起的弧面，在该反应釜1的底部设有搅拌器4，该搅拌器4由主轴4c、套装在主轴4c下端的横梁4a以及装在该横梁4a下表面的竖齿4b构成，该竖齿4b对称平行地分布在主轴4c的两侧，各竖齿4b下端面所在的弧线与反应釜1的弧形底面一致，该搅拌器4的主轴4c的下端经轴承安装在反应釜1的底面上，主轴4c的上端穿出反应釜1和反应釜1顶部的轴承与装在反应釜1顶部的大斜齿轮8相连，该大斜齿轮8装在齿轮箱10内，齿轮箱10的内腔由竖直支撑板36分隔成三个小腔室，每个支撑板36上均装有轴承，在齿轮箱10的每个腔室内均装有机油，大斜齿轮8与装在同一小腔室内的小斜齿轮9啮合，该小斜齿轮9的中心轴7穿过支撑板36上的轴承后伸出齿轮箱10，并在该端上装有皮带轮11，该皮带轮11经皮带与防爆电动机6输出轴上的皮带轮相连。因主轴4c较长，为了确保主轴平稳转动，在主轴4c的上部安装有两个支撑架32，支撑架32由轴套32a、固定在该轴套32a两侧的支撑棒32b和布丝盒32c构成，其中，轴套32a套装在主轴4c上，在同一直线上的支撑棒32b的一头固定在该轴套32a上，该支撑棒32b的另一头经布丝盒32c固定在反应釜1的内壁上，由于支撑棒32b受热膨胀，因此，在支撑棒32b与布丝盒32c之间留有间隙。

为了避免从进料管5进入的空气降低反应釜内的温度，在搅拌器4上方安装一竖直隔板12，该隔板12将反应釜1的内腔分成两个腔室，其中一个腔室较小与进料管5相通，另一个腔室与出气管21相通。

在反应釜1的顶部设有进料管5、出气管21、温度计17和压力计18，温度计17和压力计18用于测量反应釜内的温度和压力，进料管5与粉碎机2的出口相连，粉碎机2的高度与进料口的高度一致，在进料管5上安装有鼓风机13，通过鼓风机13产生的风推动塑料碎片进入反应釜内，且在该鼓风机13之前和之后的进料管5上各装有闸阀。当进料时，同时打开两个闸阀，进料完成后，先关闭粉碎机2和靠近粉碎机2的闸阀，待进料管5内的塑料全部进入反应釜内后，再关闭另一个闸阀。

在反应釜1的下端侧壁设有出渣口，该出渣口经排渣管30与废渣存储箱3相连通，在排渣管30上安装由闸阀，在该废渣存储箱3的顶面设有排气孔和温度计，排气孔经导管19与水箱20相连，该导管19的出口端伸入水箱20内的水面之下，为了防止排出的气体自然着火，在水中加有洗衣粉。

为了避免火焰直接与反应釜的底部接触，延长反应釜的使用寿命，在反应釜1的外部设有隔热墙14，该隔热墙14的上端开口经烟囱15与外界相通，隔热墙14的下端外壁上开有热气入口，该热气入口经导热管31与燃烧炉16的内腔相连通，反应釜1的下端高于热气入口的高度，这样通过燃烧炉16给反应釜1间接加热，大大延长了反应釜1的使用寿命。

如图1所示，出气管21与冷却箱22相连，该冷却箱22由两竖直隔板分隔成左、中、右三个腔室，其中，气管21伸入右腔室内，该右腔室经穿过中腔室的横管22a与左腔室连通，在中腔室内装有水，左腔室的底面设有油管23，该油管23与油气分离罐24相连通，在该油气分离罐24的顶部安装有呼吸阀24a，在该油气分离罐24的侧壁上部设有输气管25，该输气管25与燃烧炉16的内腔相通，在油气分离罐24侧壁下部设有排水管26，该排水管26与废水处理罐27相连通，油气分离罐24的底壁设有出油管28，该出油管28与混合油存储罐29相连通，在输气管25、排水管26及出油管28上均安装有阀门。

本发明裂解油化设备的操作步骤如下：

1、加入废塑料

废塑料在进入反应釜1前先除去金属杂质、铁丝、铁块、玻璃、陶瓷碎渣、破布、废纸、石头、砖块等杂物，再经粉碎机2破碎为碎片，已破碎的废塑料进入进料管5内，再由鼓风机13进入反应釜1内。

2、废塑料的催化裂解

当第一次开工启动反应釜1时，加入沸点高于300～450℃的矿物油，如废机油、重油等。加入的体积量要超过隔板12的最下端。然后升温至250～300℃，再加入破碎塑科为熔化裂解釜容量的二分之一。

3、裂解气体的吸收

裂解气体经出气管21进入冷却箱22液化，液化后的液体进入油气分离罐24进行油气分离，油气分离罐24上部的气体通过输气管25进入燃烧炉16燃烧，先打开排水管26的闸阀，将油气分离罐24的水层全部排入废水处理罐27，进行污水处理后再排放或继续使用，再打开出油管28上的闸阀将油层排入混合油存储罐29收集，然后将混合油运往成品油炼制车间进行深加工。

4、排渣

打开排渣管30上的闸阀，油渣在搅拌器的作用下进入废渣存储箱3内，出渣完成后，再关闭打开排渣管30上的闸阀，高温油渣在废渣存储箱3内冷却，高温气体则通过导管19进入水箱20内冷却后，再排放，当冷却到40℃左右时，将废渣存储箱3排掉处理。

如图2所示，为废塑料制备燃料油的连续裂解油化设备，该连续裂解油化设备由两套裂解油化设备组成，两套裂解油化设备的反应釜1的内腔经连通管33连通，在该连通管33上安装有两个闸阀34，在两个闸阀34之间的连通管33上设有进水口35，两个反应釜1上的出气管21为同一管道。

在裂解塑料时关闭连通管33上的闸阀，在两闸阀之间注入冷却水；当第一个反应釜需要出渣时，第一个反应釜停止加热，同时打开排渣管30上的闸阀，这时，油渣在搅拌器的作用下进入废渣存储箱3内，这时通过第二个反应釜实现不间断生产，当第一个反应釜出渣完成后，关闭排渣管30上的闸阀，这时，开始进料继续裂解塑料，同时放掉两闸阀之间的冷却水，将连通管33上的闸阀打开，这时第二个反应釜内的热量进入第一个反应釜内，加速第一个反应釜的升温。

Claims (7)

1.一种用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备，包括立式熔化裂解反应釜(1)，该反应釜(1)的中间设有搅拌器(4)，搅拌器(4)的主轴(4c)的上、下端各安装在反应釜(1)的顶面和底面上，所述反应釜(1)的顶部设有进料管(5)、出气管(21)、温度计(17)和压力计(18)，进料管(5)与粉碎机(2)的出口相连，所述反应釜(1)的下端侧壁设有出渣口，其特征在于：所述主轴(4c)的上端穿出反应釜(1)与大斜齿轮(8)相连，该大斜齿轮(8)与小斜齿轮(9)啮合，大斜齿轮(8)和小斜齿轮(9)均装在所述反应釜(1)顶面的齿轮箱(10)内，所述小斜齿轮(9)的中心轴(7)穿出齿轮箱(10)并与电动机(6)的输出轴相连；所述反应釜(1)的上部内腔经竖直隔板(12)分成两个腔室，其中一个腔室与所述出气管(21)相通，另一个腔室与所述进料管(5)相通，在该进料管(5)上设有鼓风机(13)，且在该鼓风机(13)前后的进料管(5)上各装有闸阀；所述出渣口经排渣管(30)与废渣存储箱(3)相连通，在排渣管(30)上装有闸阀，所述废渣存储箱(3)的顶部设有温度计和导管(19)，该导管(19)的出口端伸入水箱内的水面之下。

2.根据权利要求1所述的用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备，其特征在于：在所述反应釜(1)的外围设有隔热墙(14)，该隔热墙(14)的上端开口经烟囱(15)与外界相通，隔热墙(14)的下端外壁上设有热气入口，该热气入口经导热管(31)与燃烧炉(16)的内腔相连通，所述反应釜(1)的下端高于所述热气入口。

3.根据权利要求2所述的用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备，其特征在于：所述出气管(21)与冷却箱(22)相连，该冷却箱(22)的内腔由两竖板分隔成左、中、右三个腔室，其中，所述出气管(21)伸入右腔室内，该右腔室经穿过中腔室的横管(22a)与左腔室连通，所述左腔室的底面设有油管(23)，该油管(23)与油气分离罐(24)相连通，在该油气分离罐(24)的侧壁上部设有输气管(25)，该输气管(25)与所述燃烧炉(16)的内腔相通，在油气分离罐(24)侧壁下部设有排水管(26)，该排水管(26)与废水处理罐(27)相连通，油气分离罐(24)的底壁设有出油管(28)，该出油管(28)与混合油存储罐(29)相连通。

4.根据权利要求1至3任一所述用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备，其特征在于：所述反应釜(1)的底面为向上凸起的弧面；所述搅拌器(4)由主轴(4c)、套装在主轴(4c)下端的横梁(4a)以及装在该横梁(4a)下表面的竖齿(4b)构成，该竖齿(4b)对称平行地分布在所述主轴(4c)的两侧，各竖齿(4b)下端面所在的弧线与所述反应釜(1)的弧形底面一致。

5.根据权利要求4所述的用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备，其特征在于：所述齿轮箱(10)的内腔由竖直支撑板(36)分隔成三个小腔室，三个小腔室内均装有机油，且每个支撑板(36)上都装有轴承，所述小斜齿轮(9)的中心轴(7)穿过该轴承。

6.根据权利要求4所述的用于废塑料制备燃料油的裂解油化设备，其特征在于：在所述主轴(4c)的上部设有支撑架(32)，该支撑架(32)由轴套(32a)、固定在该轴套(32a)两侧的支撑棒(32b)及布丝盒(32c)构成，其中，轴套(32a)套装在所述主轴(4c)上，所述支撑棒(32b)的另一头经布丝盒(32c)固定在所述反应釜(1)的内壁上。

7.一种用于废塑料制备燃料油的连续裂解油化设备，包括立式熔化裂解反应釜(1)，该反应釜(1)的中间设有搅拌器(4)，搅拌器(4)的主轴(4c)的上、下端各安装在反应釜(1)的顶面和底面上，所述反应釜(1)的顶部设有进料管(5)、出气管(21)、温度计(17)和压力计(18)，进料管(5)与粉碎机(2)的出口相连，所述反应釜(1)的下端侧壁设有出渣口，其特征在于：两个所述立式反应釜(1)的内腔经连通管(33)连通，在该连通管(33)上安装有两个闸阀(34)，在两个闸阀(34)之间的连通管(33)上设有进水口(35)，两个所述反应釜(1)上的出气管(21)为同一管道；

所述主轴(4c)的上端穿出反应釜(1)与大斜齿轮(8)相连，该大斜齿轮(8)与小斜齿轮(9)啮合，大斜齿轮(8)和小斜齿轮(9)均装在所述反应釜(1)顶面的齿轮箱(10)内，所述小斜齿轮(9)的中心轴(7)穿出齿轮箱(10)并与电动机(6)的输出轴相连；所述反应釜(1)的上部内腔经竖直隔板(12)分成两个腔室，其中一个腔室与所述出气管(21)相通，另一个腔室与所述进料管(5)相通，在该进料管(5)上设有鼓风机(13)，且在该鼓风机(13)前后的进料管(5)上各装有闸阀；所述出渣口经排渣管(30)与废渣存储箱(3)相连通，在排渣管(30)上装有闸阀，所述废渣存储箱(3)的顶部设有温度计和导管(19)，该导管(19)的出口端伸入水箱内的水面之下。

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