CN107573961B - 胶粒反应裂解釜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶粒反应裂解釜，涉及胶粒裂解处理设备领域，其技术方案要点是，包括机架、安装在机架上的至少一级串联连接的裂解装置，每一级裂解装置均包括输送机和热媒筒体；输送机包括固定至机架上的且安装至热媒筒体内的筒体、设在筒体内的旋转轴、设置在旋转轴上的螺旋叶片和驱动旋转轴的驱动装置，旋转轴两端从筒体两端伸出并分别通过轴承座支撑，轴承座固定在设置于热媒筒体上的支架上；采用将热媒筒体和旋转轴的驱动装置的一端作为固定端，另一端采用滑动端，确保旋转轴在转动的同时，热媒筒体的膨胀不影响旋转轴。在停机时可冷却收缩回初始位置，保障了旋转轴和热媒筒体在受热与冷却时受力变形。

Description

胶粒反应裂解釜

技术领域

本发明涉及胶粒裂解处理设备领域，特别涉及一种胶粒反应裂解釜。

背景技术

目前，公开号为CN105542831A的中国专利公开了一种胶粒反应裂解釜，包括机架，机架为三层结构，每层安装一级裂解装置；每一级裂解装置均包括输送机和热媒筒体；所述输送机一端设有进料口a，另一端设有出料口b，第一级裂解装置的进料口a用于送入胶粒，第一级裂解装置的出料口b与第二级裂解装置的进料口a连接，第二级裂解装置的出料口b与第三级裂解装置的进料口a连接，第三级裂解装置的出料口b用于将裂解残渣输出；第二级裂解装置上设有油气出口f，在生产过程中产生的油气由此输出；所述热媒筒体套设在输送机外部，热媒筒体内壁与输送机外壁之间构成密封腔室，所述热媒筒体一端设有与密封腔室连通的热媒进口c，另一端设有与密封腔室连通的热媒出口d，第三级裂解装置的热媒进口c用于通入热媒介质，第三级裂解装置的热媒出口d与第二级裂解装置的热媒进口c连接，第二级裂解装置的热媒出口d与第一级裂解装置的热媒进口c连接，第一级裂解装置的热媒出口d用于将换热后的热媒介质输出。

上述的输送机采用螺旋输送机，其主要由筒体、旋转轴、螺旋叶片和电机减速机组成，所述筒体固定在机架上，筒体一端顶部设置进料口a，另一端底部设置出料口b；所述旋转轴设置在筒体内，旋转轴两端从筒体两端伸出并分别通过轴承座支撑，所述轴承座固定在支架上，所述支架固定在筒体两端；所述旋转轴与筒体之间设有密封组件，所述密封组件主要由密封套、密封填料和填料压盖组成，所述密封套用螺钉固定在筒体端部，密封填料填设在密封套内并用填料压盖压紧，所述填料压盖用螺钉连接在密封套上；所述旋转轴一端安装从动链轮，所述电机减速机设置在旋转轴一端旁侧，电机减速机的输出轴上安装主动链轮，所述主动链轮与从动链轮之间通过链条连接传动，旋转轴位于筒体内的部分安装螺旋叶片。

因为胶粒反应裂解釜的热媒筒体和输送机的筒体、旋转轴是由金属材料制成的，如不锈钢材料。不锈钢材料在不同温度会有不相同的膨胀系数，最大膨胀量为25mm左右。

胶粒反应裂解釜的系统环境下，热媒介质的温度在200℃左右时，开始对裂解炉热媒筒体循环加热。由于工艺条件限制，热媒介质的温度未达到500℃前不能进料生产。热媒介质的温度会随着时间需要升高至500℃并持续稳定在这一工作温度下。此时，胶粒反应裂解釜的热媒筒体随着温度的上升，膨胀量也慢慢变大至25mm左右。当外部的热媒筒体温度达到500℃时，中间的旋转轴的温度靠辐射热进来的温度会达到320℃左右。

所以热媒筒体的温度与旋转轴的环境温度是不同的，随之变化上升的膨胀系数也就不同。在这种情况下，热媒筒体和旋转轴容易伸长且造成弯曲，导致旋转轴和热媒筒体不能正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种胶粒反应裂解釜，其具有适应热媒筒体和旋转轴受热膨胀，保证旋转轴和热媒筒体正常工作的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种胶粒反应裂解釜，包括机架、安装在机架上的至少一级串联连接的裂解装置，每一级裂解装置均包括输送机和热媒筒体；

输送机包括固定至机架上的且安装至热媒筒体内的筒体、设在筒体内的旋转轴、设置在旋转轴上的螺旋叶片和驱动旋转轴的驱动装置，旋转轴两端从筒体两端伸出并分别通过轴承座支撑，所述轴承座固定在设置于热媒筒体上的支架上；

热媒筒体的内壁与输送机的外壁之间构成密封腔室及分别位于热媒筒体两端的热媒进口、热媒出口；

所述热媒筒体的驱动装置一端与机架固定连接为固定端，且另一端作为滑动端与机架滑动连接，当热媒筒体受热朝向滑动端一侧膨胀；

所述旋转轴靠近滑动端一侧的轴承座轴向滑移连接，当旋转轴受热朝向滑动端一侧膨胀。

通过采用上述技术方案，热媒筒体温度达到500℃时，由于内部的旋转轴的温度靠辐射热量传导至本身上的转轴的温度会在320℃左右。所以热媒筒体的温度与旋转轴的温度不是同步上升，因此膨胀系数也就不同。实际工作中测得，当热媒筒体轴向膨胀伸长量达到25mm时，旋转轴的轴向膨胀伸长量大概在15mm左右。当系统生产时温度也会通过物料的温度传递到旋转轴内，此时，转动轴的轴向膨胀伸长量由原来的15mm升至22mm。通过将热媒筒体的自由端，供给在热媒筒体受热膨胀伸长的过程中的变形空间，冷却后也可收缩回初始状态；当旋转轴受热膨胀伸长时，通过与轴承座的轴向滑移连接，使旋转轴可轴向伸长，避免热膨胀时对轴体产生挤压应力，避免旋转轴弯曲，冷却后也可收缩回初始状态，解决受热膨胀影响旋转轴转动这一问题；另外，由于旋转轴与热媒筒体在自由端具有各自的伸长空间，确保两者不会干涉。

进一步设置：所述旋转轴靠近滑动端一侧的轴承座内设有第一滚动轴承及安装至第一滚动轴承内的滑动轴承，滑动轴承的外圈抵触至第一滚动轴承的内圈上一并作旋转运动，滑动轴承的内圈与旋转轴轴向滑动连接。

通过采用上述技术方案，通过在滚动轴承内部增设一滑动轴承，一方面保证旋转轴基础的旋转功能，同时，又能在受热膨胀时，保证旋转轴的轴体可以轴向伸长。

进一步设置：所述旋转轴靠近固定端一侧的轴承座内设有第二滚动轴承，第二滚动轴承与旋转轴之间设有紧定套。

通过采用上述技术方案，在第二滚动轴承一侧的旋转轴上设有紧定套，使得旋转轴在这一端被固定，单旋转轴受热膨胀后，朝向自由端一侧伸长。

进一步设置：所述机架为弧形架，弧形架沿热媒筒体轴向方向至少分布两个，热媒筒体的底部设有与弧形架配合的弧形垫片，靠向固定端的弧形垫片与机架固定连接，靠向滑动端的弧形垫片的厚度小于固定端的弧形垫片，使得该侧的弧形垫片与机架间隔设置。

通过采用上述技术方案，热媒筒体为一个筒状部件，筒体的壁厚相对于旋转轴的轴体较薄，因此，热媒筒体会有径向膨胀的量，活动端的弧形垫片留有其径向膨胀的伸长空间。

进一步设置：所述裂解装置为三级裂解装置，第一级裂解装置的进料口用于送入胶粒，第一级裂解装置的出料口与第二级裂解装置的进料口连接，第二级裂解装置的出料口与下一级裂解装置的进料口连接，最后一级裂解装置的出料口用于将裂解残渣输出；其中一级裂解装置上设有油气出口，在生产过程中产生的油气由此输出。

通过采用上述技术方案，三级裂解装置，在不改变物料热交换的长度下缩短了设备的整体长度，降低了设备的制作难度及制作成本；同时三级裂解装置在不同膨胀系数下，每级裂解装置的热媒筒体和旋转轴互不干涉。

进一步设置：最后一级裂解装置的热媒进口用于通入热媒介质，最后一级裂解装置的热媒出口与倒数第二级裂解装置的热媒进口连接，倒数第二级裂解装置的热媒出口与上一级裂解装置的热媒进口连接，第一级裂解装置的热媒出口用于将换热后的热媒介质输出。

通过采用上述技术方案，热媒在流动过程中对螺旋输送中的物料进行加热，给物料的裂解提供热量。

进一步设置：所述驱动装置包括位于安装至旋转轴固定端一侧的从动链轮、安装在驱动装置的输出轴上的主动链轮和连接主动链轮与从动链轮的链条，还包括联动主动链轮旋转的防爆电机，且防爆电机设置在热媒筒体的固定端的旁侧。

通过采用上述技术方案，驱动装置用于驱动旋转轴旋转，利用上述机械构造能承受较大的热量，确保安全。

进一步设置：所述旋转轴的热膨胀伸长量的△L=a(t1-t2)L，式中，

a为旋转轴的材料的线膨胀系数；

t1为旋转轴运行时的介质温度(℃)；

t2为旋转轴安装时的温度(℃)；

L为计算旋转轴管段的长度(m)。

通过采用上述技术方案，利用上述公式计算出旋转轴的轴向膨胀伸长量，方便确定滑动轴承所需设定的轴向长度。

进一步设置：所述热媒筒体的热膨胀伸长量的△L=a(t1-t2)L，式中，

a为热媒筒体的材料的线膨胀系数；

t1为热媒筒体运行时的介质温度(℃)；

t2为热媒筒体安装时的温度(℃)；

L为计算热媒筒体管段的长度(m)；

所述的热媒筒体的材料的线膨胀系数a =ΔV/(V*ΔT)，式中，

ΔT为温度变化量；

ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变；

V为物体体积。

通过采用上述技术方案，利用上述公式计算出旋转轴的轴向膨胀伸长量和径向膨胀量，方便确定的弧顶垫板与弧形支架之间的间隔大小。

综上所述，本发明具有以下有益效果：为了解决温度、位置、加热时间的不同产生的不同膨胀系数，采用将热媒筒体和旋转轴的驱动装置的一端作为固定端，另一端采用滑动端，确保旋转轴在转动的同时，热媒筒体的膨胀不影响旋转轴。同时三级裂解装置在不同膨胀系数下又互不干涉。在停机时可冷却收缩回初始位置，保障了旋转轴和热媒筒体在受热与冷却时受力变形。

附图说明

图1是实施例的主视图；

图2是实施例的驱动端放大图；

图3是实施例滑动端轴承座结构示意图；

图4是实施例固定端轴承座结构示意图。

图中，1、机架；2、输送机；3、热媒筒体；4、进料口；5、出料口；6、油气出口；7、弧形垫片；8、热媒进口；9、热媒出口；21、筒体；22、旋转轴；23、螺旋叶片；24、驱动装置；241、从动链轮；242、主动链轮；243、链条；244、防爆电机；25、轴承座；251、第一滚动轴承；252、第二滚动轴承；253、滑动轴承；254、紧定套。

实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种胶粒反应裂解釜，如图1所示，包括机架1、安装在机架1上的三级串联连接的裂解装置，每一级裂解装置均包括输送机2和热媒筒体3。

输送机2一端设有进料口4，另一端设有出料口5，第一级裂解装置的进料口4用于送入胶粒，第一级裂解装置的出料口5与第二级裂解装置的进料口4连接，第二级裂解装置的出料口5与第三级裂解装置的进料口4连接，第三级裂解装置的出料口5用于将裂解残渣输出。第二级裂解装置上设有油气出口6，在生产过程中产生的油气由此输出。

热媒筒体3的驱动装置24一端与机架1固定连接为固定端，且另一端作为滑动端与机架1滑动连接，当热媒筒体3受热朝向滑动端一侧膨胀；

机架1为弧形架，弧形架沿热媒筒体3轴向方向至少分布两个，热媒筒体3的底部设有与弧形架配合的弧形垫片7，靠向固定端的弧形垫片7与机架1固定连接，靠向滑动端的弧形垫片7的厚度小于固定端的弧形垫片7，使得该侧的弧形垫片7与机架1间隔设置。

热媒筒体3的热膨胀伸长量的△L=a(t1-t2)L，式中，

a为热媒筒体3的材料的线膨胀系数；

t1为热媒筒体3运行时的介质温度(℃)；

t2为热媒筒体3安装时的温度(℃)；

L为计算热媒筒体3管段的长度(m)；

热媒筒体3的材料的线膨胀系数a =ΔV/(V*ΔT)，式中，

ΔT为温度变化量；

ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变；

V为物体体积。

利用上述公式计算出热媒筒体3的轴向膨胀伸长量和径向膨胀量，方便确定弧形垫片7与弧形架之间的间隔大小。

由于采用裂解装置采用的三级结构，每一级的热媒筒体3温度不是同步上升，因此，热媒筒体3的膨胀量也有不同程度的差异。当常温物料第一级裂解装置后，物料吸收热媒筒体3部分热量，同时阻碍了对热媒筒体3的热量传递。加热后的物料输送进入第二级裂解装置和第三级裂解装置后，在第一级裂解装置加热后的物料在二、三级裂解装置中起到了传热介质的作用，所以，第一级裂解装置的热媒筒体3的温度比二、三级裂解装置中的热媒筒体3的温度低，膨胀系数相对小一点。

通过将热媒筒体3的自由端，供给在热媒筒体3受热膨胀伸长的过程中的变形空间，冷却后也可收缩回初始状态。因为热媒筒体3为一个筒状部件，筒体21的壁厚相对于轴体较薄，因此，热媒筒体3会有一些径向膨胀的量，活动端的弧形垫片7留有其径向膨胀的伸长空间。

热媒筒体3套设在输送机2外部，热媒筒体3内壁与输送机2外壁之间构成密封腔室，热媒筒体3一端设有与密封腔室连通的热媒进口8，另一端设有与密封腔室连通的热媒出口9，第三级裂解装置的热媒进口8用于通入热媒介质，第三级裂解装置的热媒出口9与第二级裂解装置的热媒进口8连接，第二级裂解装置的热媒出口9与第一级裂解装置的热媒进口8连接，第一级裂解装置的热媒出口9用于将换热后的热媒介质输出。

上述的输送机2为螺旋输送机2，其主要由筒体21、旋转轴22、螺旋叶片23和驱动装置24组成，筒体21安装至机架1上的热媒筒体3内，筒体21一端顶部设置进料口4，另一端底部设置出料口5。旋转轴22设置在筒体21内，旋转轴22两端从筒体21两端伸出并分别通过轴承座25支撑，轴承座25固定在设置于热媒筒体3上的支架上，支架固定在筒体21两端。

如图1和图2所示，驱动装置24安装在旋转轴22的固定端一侧，驱动装置24包括从动链轮241、主动链轮242和连接主动链轮242与从动链轮241的链条243，从动链轮241安装旋转轴22一端，旋转轴22位于筒体21内的部分安装螺旋叶片23。驱动装置24还包括联动主动链轮242旋转的防爆电机244，且设置在热媒筒体3的固定端的旁侧。防爆电机244的输出轴上安装主动链轮242。

如图3和图4所示，旋转轴22靠近滑动端一侧的轴承座25内设有第一滚动轴承251及安装至第一滚动轴承251内的滑动轴承253，滑动轴承253的外圈抵触至第一滚动轴承251的内圈上一并作旋转运动，滑动轴承253的内圈与旋转轴22轴向滑动连接。旋转轴22靠近固定端一侧的轴承座25内设有第二滚动轴承252，第二滚动轴承252与旋转轴22之间设有紧定套254。旋转轴22靠近滑动端一侧实现轴向滑移连接，当旋转轴22受热朝向滑动端一侧膨胀。

旋转轴22的热膨胀伸长量的△L=a(t1-t2)L，式中，

a为旋转轴22的材料的线膨胀系数；

t1为旋转轴22运行时的介质温度(℃)；

t2为旋转轴22安装时的温度(℃)；

L为计算旋转轴22管段的长度(m)。

利用上述公式计算出旋转轴22的轴向膨胀伸长量，方便确定滑动轴承253所需设定的轴向长度。

由于采用裂解装置采用的三级结构，每一级的旋转轴22温度不是同步上升，因此，旋转轴22的膨胀量也有不同程度的差异。当常温物料第一级裂解装置后，物料吸收旋转轴22部分热量，同时阻碍了对旋转轴22的热量传递。加热后的物料输送进入第二级裂解装置和第三级裂解装置后，在第一级裂解装置加热后的物料在二、三级裂解装置中起到了传热介质的作用，所以，第一级裂解装置的旋转轴22的温度比二、三级裂解装置中的旋转轴22的温度低，膨胀系数相对小一点。

通过与轴承座25的轴向滑移连接，使每一级的旋转轴22可轴向伸长，避免热膨胀时对轴体产生挤压应力，避免旋转轴22弯曲，冷却后也可收缩回初始状态，解决受热膨胀影响旋转轴22转动这一问题；另外，由于各个旋转轴22是独立的，在自由端具有各自的伸长空间，确保每一级的旋转轴22的膨胀伸长不会相互干涉。

另外，由于旋转轴22与热媒筒体3在自由端具有各自的伸长空间，每一级的旋转轴22与热媒筒体3的膨胀伸长不会相互干涉。

上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种胶粒反应裂解釜，包括机架（1）、安装在机架（1）上的至少一级串联连接的裂解装置，每一级裂解装置均包括输送机（2）和热媒筒体（3）；

输送机（2）包括固定至机架（1）上的且安装至热媒筒体（3）内的筒体（21）、设在筒体（21）内的旋转轴（22）、设置在旋转轴（22）上的螺旋叶片（23）和驱动旋转轴（22）的驱动装置（24），旋转轴（22）两端从筒体（21）两端伸出并分别通过轴承座（25）支撑，所述轴承座（25）固定在设置于热媒筒体（3）上的支架上；

热媒筒体（3）的内壁与输送机（2）的外壁之间构成密封腔室及分别位于热媒筒体（3）两端的热媒进口（8）、热媒出口（9）；

其特征在于：所述热媒筒体（3）的驱动装置（24）一端与机架（1）固定连接为固定端，且另一端作为滑动端与机架（1）滑动连接，当热媒筒体（3）受热朝向滑动端一侧膨胀；

所述旋转轴（22）靠近滑动端一侧的轴承座（25）轴向滑移连接，当旋转轴（22）受热朝向滑动端一侧膨胀；

所述旋转轴（22）靠近滑动端一侧的轴承座（25）内设有第一滚动轴承（251）及安装至第一滚动轴承（251）内的滑动轴承（253），滑动轴承（253）的外圈抵触至第一滚动轴承（251）的内圈上一并作旋转运动，滑动轴承（253）的内圈与旋转轴（22）轴向滑动连接；所述旋转轴（22）靠近固定端一侧的轴承座（25）内设有第二滚动轴承（252），第二滚动轴承（252）与旋转轴（22）之间设有紧定套（254）；所述机架（1）为弧形架，弧形架沿热媒筒体（3）轴向方向至少分布两个，热媒筒体（3）的底部设有与弧形架配合的弧形垫片（7），靠向固定端的弧形垫片（7）与机架（1）固定连接，靠向滑动端的弧形垫片（7）的厚度小于固定端的弧形垫片（7），使得该侧的弧形垫片（7）与机架（1）间隔设置。

2.根据权利要求1所述的胶粒反应裂解釜，其特征在于：所述裂解装置为三级裂解装置，第一级裂解装置的进料口（4）用于送入胶粒，第一级裂解装置的出料口（5）与第二级裂解装置的进料口（4）连接，第二级裂解装置的出料口（5）与下一级裂解装置的进料口（4）连接，最后一级裂解装置的出料口（5）用于将裂解残渣输出；其中一级裂解装置上设有油气出口（6），在生产过程中产生的油气由此输出。

3.根据权利要求2所述的胶粒反应裂解釜，其特征在于：最后一级裂解装置的热媒进口（8）用于通入热媒介质，最后一级裂解装置的热媒出口（9）与倒数第二级裂解装置的热媒进口（8）连接，倒数第二级裂解装置的热媒出口（9）与上一级裂解装置的热媒进口（8）连接，第一级裂解装置的热媒出口（9）用于将换热后的热媒介质输出。

4.根据权利要求1所述的胶粒反应裂解釜，其特征在于：所述驱动装置（24）包括位于安装至旋转轴（22）固定端一侧的从动链轮（241）、安装在驱动装置（24）的输出轴上的主动链轮（242）和连接主动链轮（242）与从动链轮（241）的链条（243），还包括联动主动链轮（242）旋转的防爆电机（244），且防爆电机（244）设置在热媒筒体（3）的固定端的旁侧。

5.根据权利要求1所述的胶粒反应裂解釜，其特征在于：所述旋转轴（22）的热膨胀伸长量的△L=a(t1-t2)L，式中，

a为旋转轴（22）的材料的线膨胀系数；

t1为旋转轴（22）运行时的介质温度(℃)；

t2为旋转轴（22）安装时的温度(℃)；

L为计算旋转轴（22）管段的长度(m)。

6.根据权利要求5所述的胶粒反应裂解釜，其特征在于：所述热媒筒体（3）的热膨胀伸长量的△L=a(t1-t2)L，式中，

a为热媒筒体（3）的材料的线膨胀系数；

t1为热媒筒体（3）运行时的介质温度(℃)；

t2为热媒筒体（3）安装时的温度(℃)；

L为计算热媒筒体（3）管段的长度(m)；

所述的热媒筒体（3）的材料的线膨胀系数a =ΔV/(V*ΔT)，式中，

ΔT为温度变化量；

ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变；

V为物体体积。