CN102260514A - 一种裂解装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种裂解装置，属于裂解装置领域。所述装置包括包括进料装置、裂解釜、反应塔及出渣装置；所述进料装置设有预热通道；所述裂解釜包括裂解釜内筒、裂解釜外筒、热风入口、热风出口、螺旋推进器、进料口和出渣口，所述裂解釜内筒位于所述裂解釜外筒内，与所述裂解釜外筒形成夹套，所述螺旋推进器贯穿所述裂解釜内筒，所述热风入口与所述热风出口均设在所述裂解釜外筒上，所述进料口位于所述裂解釜内筒的一端并连通所述裂解釜内筒与所述进料装置；所述出渣装置位于所述裂解釜内筒的另一端；所述反应塔设在所述裂解釜外筒上，并与所述裂解釜内筒连通。本发明通过通过内旋式结构的裂解釜，避免了局部温度过高产生的焦化的问题，密封性好。

Description

一种裂解装置
技术领域
本发明涉及裂解装置领域，特别涉及一种对于废橡胶及废塑料均适用的裂解装置。
背景技术
废轮胎、废塑料给环境造成严重的污染，被称为黑色污染或白色污染。为了实现废轮胎、废塑料的循环再利用，需要对其进行裂解处理。轮胎在裂解过程中，经过加热由固体直接气化产生油气，然后油气被冷却成液态回收利用；塑料在裂解过程中，经过加热由固体转化成融融状态粘度较强的乳胶状液态，然后再经气化，最后被冷却成液态回收利用。
目前，对废橡胶、废塑料的裂解处理的基本上采用静态直燃式裂解装置和动态外旋式裂解装置。静态直燃式裂解装置中的裂解工艺是通过向静止的裂解釜内添加物料，直接对加入的物料进行加热裂解，该部分物料加热裂解结束后，再向裂解釜内添加物料重复上述工作；动态外旋式裂解装置的裂解釜筒体在工作状态下是旋转的，从而带动筒体内的物料一起旋转，使筒体内的物料均匀受热裂解；
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：静态直燃式裂解装置由于物料在裂解釜内处于静止状态，因而导致受热不均匀、局部焦化的现象，进而造成出油率低、油品质量差等问题；动态外旋式裂解装置，由于裂解釜和内部物料同时旋转，很难解决裂解釜的密封问题，存在一定的安全隐患；由于轮胎和塑料在裂解过程中存在差异，目前对两者进行裂解时分别采用单独的裂解设备进行，还没有设备能同时对两者都适用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种裂解装置。所述技术方案如下：
一种裂解装置，所述装置包括进料装置、裂解釜、反应塔及出渣装置；所述进料装置设有预热通道；所述裂解釜包括裂解釜内筒、裂解釜外筒、热风入口、热风出口、螺旋推进器、进料口和出渣口，所述裂解釜内筒位于所述裂解釜外筒内，与所述裂解釜外筒形成夹套，所述螺旋推进器贯穿所述裂解釜内筒，所述热风入口与所述热风出口均设在所述裂解釜外筒上，所述进料口位于所述裂解釜内筒的一端并连通所述裂解釜内筒与所述进料装置；所述出渣装置位于所述裂解釜内筒的另一端；所述反应塔设在所述裂解釜外筒上，并与所述裂解釜内筒连通。
具体地，所述进料装置包括进料螺旋、进料装置外筒和进料装置内筒，所述进料装置外筒位于所述进料装置内筒外，与所述进料装置外筒形成夹套即所述预热通道，所述进料螺旋贯穿所述进料装置内筒，所述进料装置内筒的一端为进料端，另一端为出料端，所述出料端与所述进料口连接。
具体地，所述热风入口与所述热风出口位于所述裂解釜外筒的两端，所述热风出口位于靠近所述进料口的一端。
进一步地，所述热风出口与所述预热通道连通。
具体地，所述热风出口与所述预热通道的连通处位于靠近所述进料口的一端。
具体地，所述裂解釜外筒为切面呈8字型的上下两腔连通的筒状结构，所述裂解釜内筒位于所述裂解釜外筒的下半腔内。
进一步地，所述进料装置还包括缓冲仓、螺旋输送机和进料斗，所述缓冲仓与所述进料端连接，所述进料斗通过螺旋输送机与所述缓冲仓连接。
具体地，所述出渣装置包括滚筒出渣器和双板卸料器，所述滚筒出渣器的一端与所述出渣口连接，另一端与所述双板卸料器连接。
具体地，所述反应塔共有三个，等间距设置在所述裂解釜外筒上。
进一步地，所述进料装置与所述出渣装置均采用变频控制技术控制。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过内旋式结构的裂解釜，使轮胎或塑料物料在动态旋转过程中均匀受热裂解，避免了局部温度过高产生局部焦化的问题；同时通过给进料装置预热，使物料在进入裂解釜之前受热融化，进而使进入裂解釜的物料呈微融状态，该微融状态物料在内螺杆的搅动下能密封裂解釜，提高了裂解釜的密封性，进而避免了安全隐患；通过改变反应塔内的催化剂及吸附剂等即可实现该装置对废橡胶及废塑料的裂解工艺的转换，使废橡胶及废塑料能使用同一裂解装置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中提供的裂解装置正视示意图；
图2是本发明实施例中提供的裂解装置局部侧视示意图；
图3是本发明实施例中提供的进料装置中对物料进行预热的示意图；
图4是本发明实施例中提供的裂解装置中裂解釜与反应塔局部示意图；
图5是本发明实施例中提供的进料装置的局部示意图。
其中：1、进料装置，2、裂解釜，3、反应塔，4、出渣装置，5、预热通道，6、开口，7、裂解釜内筒，8、裂解釜外筒，9、热风入口，10、螺旋推进器，11、进料口，12、出渣口，13、进料螺旋，14、进料装置外筒，15、进料装置内筒，16、油气析出口，17、缓冲仓，18、螺旋输送机，19、进料斗，20、出渣滚筒，21、双板卸料器，22、出渣器螺旋主轴。
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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例
同时参见图1和图2，本发明实施例提供了一种裂解装置，所述装置包括进料装置1、裂解釜2、反应塔3及出渣装置4。参见图3，进料装置1设有预热通道5，该预热通道5可以为预热夹套，在该预热夹套上设置开口6，通过开口6向预热通道5内通入热量预热进料装置1内的物料，也可以通过外置加热装置等方式预热进料装置1内的物料；同时参见图1和图2，裂解釜2包括裂解釜内筒7、裂解釜外筒8、热风入口9、热风出口(图中未示出)、螺旋推进器10、进料口11和出渣口12，裂解釜内筒7位于裂解釜外筒8内，与裂解釜外筒8形成夹套，螺旋推进器10安装在裂解釜内筒7内，并且贯穿整个裂解釜内筒7，热风入口9与所述热风出口均设在裂解釜外筒8上，在本实施例中热风入口9和所述热风出口设在在裂解釜外筒8的同一高度，图中热风入口8被热风入口9遮挡，仅能看到热风入口9，进料口11位于裂解釜内筒7的一端并连通裂解釜内筒7与进料装置1；参见图2，出渣装置4位于裂解釜内筒7的另一端；反应塔3设在裂解釜外筒8上，通过裂解釜内筒7上的油气析出口16与裂解釜内筒7连通。
本发明实施例提供的裂解装置工作时，首先通过进料装置1对物料进行预热，物料被预热至微融状态通过进料口11进入裂解釜2内，裂解釜2内的螺旋推进器10推进物料旋转，同时通过热风入口9进入裂解釜2夹套的热风给物料加热，使微融状态的物料进一步融化裂解，如图4所示，物料裂解产生的油气通过油气析出口16进入反应塔3，在反应塔3内的催化剂作用下进一步裂解成可回收利用产品，裂解剩下的碳渣从出渣口12进入出渣装置4，由出渣装置4输送到炭黑车间进行炭黑加工工序。
本发明实施例提供的裂解装置，通过使用内旋式结构的裂解釜，使轮胎或塑料物料在裂解釜内受热时不断受到螺旋推进器的搅动，均匀受热裂解，避免了局部温度过高产生局部焦化的问题；同时通过给进料装置预热，使物料在进入裂解釜之前受热融化，进而使进入裂解釜的物料呈微融状态，该微融状态物料在内螺杆的搅动下能密封裂解釜，尤其是密封裂解釜两端螺旋推进器的安装位置，提高了裂解釜的密封性，有效防止了油气从裂解釜两端泄漏的现象，进而避免了安全隐患；本发明实施例提供的裂解装置通过改变反应塔内的催化剂及吸附剂等即可实现该装置对废橡胶及废塑料的裂解工艺的转换，使废橡胶及废塑料能使用同一裂解装置。
具体地，参见图3，本发明实施例的进料装置1包括进料螺旋13、进料装置外筒14和进料装置内筒15。进料装置外筒14位于进料装置内筒15外，与进料装置外筒14形成夹套即预热通道5，在本实施例中，进料装置外筒14比进料装置内筒15短，进料装置内筒15左右两端均位于进料装置外筒14的包裹之外，进料螺旋13设在进料装置内筒15内并贯穿进料装置内筒15，进料装置内筒15的左端为进料端，右端为出料端，所述出料端与进料口11连接。
本发明实施例提供的裂解装置通过设置成内外双筒的形式，内筒进料，夹套内通热气对内筒内的物料进行预热，该预热通道结构简单、制造方便、成本较低，同时可以利用裂解釜的热气源，有效地节省了能源。
具体地，热风入口9与所述热风出口位于裂解釜外筒8的两端，所述热风出口位于靠近进料口11的一端。
通过将热风出口与热风入口设在裂解釜的两端，使热风流向与物料运动方向相反，实现了热风与物料的逆向运动，逆向运动使热风与物料之间进行的热交换更加彻底，充分利用了热风的热能，提高了热能的利用率，有效地节约了能源。
所述热风出口通过进料装置外筒14上的开口6与预热通道5连通，并且连通处即开口6位于靠近进料口11的一端。
由于裂解釜热风出口处的热风可使预热通道5的温度达到160-200℃，该温度足以使废轮胎或废塑料等物料微融发粘，因此通过将裂解釜的热风出口与进料装置的预热通道连通，可以利用裂解釜利用过的尾气作为预热通道的热源，进一步利用了热风的热能，并且达到了节能减排的环保效果；将连通处设在靠近进料口的一端，使进料装置内的物料与热风逆向运动使热风与物料之间进行的热交换更加彻底，充分利用了热风的热能，提高了热能的利用率。
如图1所示，本发明实施例中裂解釜外筒8为切面呈8字型的上下两腔连通的筒状结构，裂解釜内筒7位于裂解釜外筒8的下半腔内。
裂解釜外筒将整个裂解釜内筒包裹在其内，通过将裂解釜外筒设计成具有上下两个腔的8字型桶状结构，使裂解釜内筒与裂解釜外筒形成的夹套的热风容积及受热面积均最大，热风在夹套内流动加温，热交换能力强，有利于裂解釜内筒内物料的裂解反应充分进行。
进一步地，参见图5，进料装置1还包括缓冲仓17、螺旋输送机18和进料斗19，缓冲仓17与所述进料端连接，进料斗19通过螺旋输送机与缓冲仓17连接。
进料时，使用大倾角输送带将物料送入进料斗中，再通过螺旋输送机将物料送入缓冲仓内，整个过程物料不容易泄漏，同时通过设置缓冲仓使进入预热管道内的物料流量更均匀，有利于物料在预热管道内均匀受热。
所述出渣装置包括滚筒出渣器和双板卸料器21，所述滚筒出渣器包括出渣滚筒20和螺旋输送装置，所述螺旋输送装置贯穿整个出渣滚筒20，安装在出渣器螺旋主轴22上，所述滚筒出渣器的一端与出渣口12连接，另一端与双板卸料器21连接。
出渣过程通过双板卸料器与滚筒出渣器的结合，能有效的避免粉尘污染问题。
具体地，参见图4，本实施例提供的裂解装置共有三个反应塔3，三个反应塔3等间距均匀设置在裂解釜外筒8上。
裂解废轮胎时反应塔装填的是催化剂和吸附剂，裂解废塑料时反应塔装填的是脱蜡剂和吸附剂，反应塔的塔容量是依据单位时间内裂解油气最大产出量时催化剂和吸附剂(脱蜡剂和吸附剂)的处理能力需要的数量而定，本发明实施例提供的裂解装置，通过在裂解釜上均匀设置多个反应塔，能进一步保证充分反应裂解产生的油气，并使裂解釜各段的油气都能及时排除裂解釜。
进料装置1与出渣装置4均采用变频控制技术控制。
通过变频控制技术控制进料与出渣，可以实现自动进料自动出渣，使裂解工艺可持续进行，也方便了整套设备的自动化控制。
本发明实施例提供的裂解装置所使用的螺旋的驱动均采用摆线针轮减速器与变频器相结合的调速方法。螺旋轴的转速0-2r/min通过摆线针轮减速器进行减速，可以在有效的范围内进行连续调速，可以保证物料裂解过程的自由调速，调速范围广，实现无跳跃连续调速。
此外，本发明实施例提供的裂解装置的反应塔与燃油收集罐连接，从反应塔出来的产物进入燃油收集罐中，燃油收集罐与集气瓶连接，产物中的不凝可燃性气体进入集气瓶，不凝可燃性气体采用全封闭运行，连续回收到供热系统杜绝污染，节约燃料消耗。
本发明实施例提供的裂解装置加工工艺简单、制造成本低、受热面积大、热传导速度快、物料升温快，可直接利用裂解釜排出的尾气，效率高、充分利用热能，减少热气排放，节能减排。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种裂解装置，其特征在于，所述装置包括进料装置、裂解釜、反应塔及出渣装置；所述进料装置设有预热通道；所述裂解釜包括裂解釜内筒、裂解釜外筒、热风入口、热风出口、螺旋推进器、进料口和出渣口，所述裂解釜内筒位于所述裂解釜外筒内，与所述裂解釜外筒形成夹套，所述螺旋推进器贯穿所述裂解釜内筒，所述热风入口与所述热风出口均设在所述裂解釜外筒上，所述进料口位于所述裂解釜内筒的一端并连通所述裂解釜内筒与所述进料装置；所述出渣装置位于所述裂解釜内筒的另一端；所述反应塔设在所述裂解釜外筒上，并与所述裂解釜内筒连通。
2.根据权利要求1所述的裂解装置，其特征在于，所述进料装置包括进料螺旋、进料装置外筒和进料装置内筒，所述进料装置外筒位于所述进料装置内筒外，与所述进料装置外筒形成夹套即所述预热通道，所述进料螺旋贯穿所述进料装置内筒，所述进料装置内筒的一端为进料端，另一端为出料端，所述出料端与所述进料口连接。
3.根据权利要求1所述的裂解装置，其特征在于，所述热风入口与所述热风出口位于所述裂解釜外筒的两端，所述热风出口位于靠近所述进料口的一端。
4.根据权利要求2所述的裂解装置，其特征在于，所述热风出口与所述预热通道连通。
5.根据权利要求4所述的裂解装置，其特征在于，所述热风出口与所述预热通道的连通处位于靠近所述进料口的一端。
6.根据权利要求1所述的裂解装置，其特征在于，所述裂解釜外筒为切面呈8字型的上下两腔连通的筒状结构，所述裂解釜内筒位于所述裂解釜外筒的下半腔内。
7.根据权利要求2所述的裂解装置，其特征在于，所述进料装置还包括缓冲仓、螺旋输送机和进料斗，所述缓冲仓与所述进料端连接，所述进料斗通过螺旋输送机与所述缓冲仓连接。
8.根据权利要求1所述的裂解装置，其特征在于，所述出渣装置包括滚筒出渣器和双板卸料器，所述滚筒出渣器的一端与所述出渣口连接，另一端与所述双板卸料器连接。
9.根据权利要求1所述的裂解装置，其特征在于，所述反应塔共有三个，等间距设置在所述裂解釜外筒上。
10.根据权利要求1所述的裂解装置，其特征在于，所述进料装置与所述出渣装置均采用变频控制技术控制。
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