CN108085044B - 一种废弃柔性高分子物料连续进料工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废弃物裂解技术领域，具体涉及一种废弃柔性高分子物料连续进料工艺及设备，该工艺将废弃柔性高分子物料经压缩和切割打散后连续送入后续裂解装置，在压缩和切割打散过程中对废弃柔性高分子物料进行前处理，实现连续密封进料同时利用裂解油气对其进行预热和设备的自润滑；所采用的设备包括进料装置和物料打散装置以及螺旋送料器，物料在进料装置和物料打散装置中被压缩和切割分散落入螺旋送料器中，通过螺旋送料器中的裂解油气对其进行预热和热封，采用这种工艺可以对各种来源的废弃柔性高分子物料实施连续进料裂解，充分利用了裂解器内产生的油气温度进行预热和设备润滑，提高了裂解的效率，降低了设备的损耗和能耗。
Description
技术领域
本发明属于废弃物裂解技术领域，具体涉及一种废弃柔性高分子物料连续进料工艺及设备。
背景技术
目前，废旧橡胶和废塑料均属于是难以处理的废弃柔性高分子物料，其均有高分子聚合而成，这些材料的分子量较大，常规处理手段难以将其有效的处理，一般采用焚烧结合深埋的方式处理，但是这种处理方式会对环境造成更为严重的影响，因此如何对这部分物质进程处理是亟待解决的问题，现有技术中将这些物质通过高温裂解的方式进行处理是一个很好的选择，但是需要将这些物质打散后才能进行送料并进行后一步的处理，这部分物料为柔性物料，一旦经过压缩后就变得较为密实，打散和送料的难度较大，现有的方法一般均是在初期就用机械力将其直接粉碎，然后通过布料器进行分散，这样不但能耗增大，还会导致进料端难以达到密封，也就无法满足后期裂解的要求，同时为了对物料进行预热需要单独的预热单元，能耗高且设备损耗严重，严重制约了废旧橡胶和废塑料裂解技术的推广和应用，因此如何平衡上述问题成为现有技术亟待解决的问题之一。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种废弃柔性高分子物料连续进料工艺及设备，该工艺将废弃柔性高分子物料经压缩和切割打散后连续送入后续裂解装置，在压缩和切割打散过程中对废弃柔性高分子物料进行前处理，实现连续密封进料同时利用裂解油气对其进行预热和设备的自润滑；所采用的设备包括进料装置和物料打散装置以及螺旋送料器，物料在进料装置和物料打散装置中被压缩和切割分散落入螺旋送料器中，通过螺旋送料器中的裂解油气对其进行预热和热封，采用这种工艺可以对各种来源的废弃柔性高分子物料实施连续进料裂解，充分利用了裂解器内产生的油气温度进行预热和设备润滑，提高了裂解的效率，降低了设备的损耗和能耗。
本发明的具体技术方案是：
一种废弃柔性高分子物料连续进料工艺，该工艺包括将废弃柔性高分子物料经压缩和切割打散后连续送入后续裂解装置，在压缩和切割打散过程中对废弃柔性高分子物料进行前处理，实现连续密封进料同时利用裂解油气对其进行预热和设备的自润滑，具体步骤为：
将废弃柔性高分子物料连续进行压缩，并在压缩后进行切割打散，在打散过程中利用裂解产生的油气对物料进行预热，同时对油气进行冷凝，利用冷凝油液对后续送料设备进行自润滑；
其中所述的压缩通过两次压缩完成，所述的切割打散通过螺旋切割装置或其他切割装置完成，所述的后续送料设备为螺旋送料器；
所述的两次压缩优选为倾斜压缩和水平压缩结合；
更进一步的所述废弃柔性高分子物料选自废塑料或废轮胎，优选废塑料；
采用这种工艺后，废弃柔性高分子物料经过两次压缩后被压缩为规整密实的整体，该物料可进行连续切割打散，在切割打散过程中，裂解器的高温油气经过后续的送料设备逆流进入切割打散工段，在该工段内对物料进行预热，由于预热的作用使得密实的物料变得更加柔软，方便了切割和打散的操作，同时油气在这一工段内放热，部分油气冷凝为油液并回流到后续的送料设备中，实现了对该设备的自润滑，同时油液可以包裹在切割下来的物料表面，对物料进行进一步的预热，减少物料与裂解室的温度差，提高裂解的效率，同时未冷凝的油气从设备内排出，可以进入常规冷凝工艺对其进行回收，这样最大化的利用了油气所携带的热量，实现了进料装置与裂解装置之间的热能转化，避免了设备内极大温差的出现，实现了裂解过程的热封；通过这种工艺进行废弃柔性高分子物料连续进料，使得物料本身变为分散的薄片，且经过预热后降低了与裂解温度之间的差距，降低了过度裂解和结焦发生的概率，对于提高后续的裂解效率有极佳的效果；同时经过两次压缩还可以对废弃柔性高分子物料中的水分加以去除，并在进入裂解器之前被排出。
除此之外，本发明还提供了一种废弃柔性高分子物料连续进料设备，该设备包括进料装置和物料打散装置以及螺旋送料器，具体结构为：
进料装置由进料仓、倾斜料仓和腔体组成，倾斜料仓和腔体内均设置有送料活塞，腔体的出料端连接有物料打散装置，所述打散装置包括壳体和设置在壳体内的打散装置，所述的打散装置为螺旋切割装置；所述打散装置底部连接有螺旋送料器，所述螺旋送料器出料端与裂解器连接；
其中所述的进料装置由进料仓、倾斜料仓和腔体组成，其中进料仓设置在倾斜料仓上，所述腔体设置在倾斜料仓的底部，倾斜料仓顶部设置有倾斜送料活塞，腔体远离出料端的一侧设置有水平送料活塞，且腔体截面为圆形，所述倾斜送料活塞底部为与腔体截面适配的弧形凹陷；
所述腔体的出料端连接有物料打散装置，所述打散装置，包括壳体，所述壳体一侧设置有与腔体的出料端适配的进料口，壳体顶部设置有密封板，密封板上部设置有电机，所述电机下部设置有贯穿密封板的螺杆，所述螺杆上设置有螺旋，所述螺旋顶端开刃，螺杆和螺旋组成螺旋切割装置，且螺旋切割装置与进料口位置对应，所述壳体上还设置有油气出口；
所述的螺旋送料器进料端连接在打散装置壳体下部，出料端与裂解器连接，螺旋送料器内设置有连续的送料螺旋，且螺旋送料器外设置有驱动电机；
采用上述结构后，在开机前在腔体的出料端填充已经压缩好的废弃柔性高分子物料，这样可以实现出料端的密封，同时便于后续加入的废弃柔性高分子物料进行压缩；如果连续运行后停机则可不再补充压缩材料，由在腔体的出料端堆积的压缩物料实现密封；进行完上述操作后，废弃柔性高分子物料通过进料仓投入并进入倾斜料仓，在倾斜送料活塞的作用下，上述物料被送入腔体，且被倾斜送料活塞压缩成与腔体适配的形状，物料进入腔体后，在水平送料活塞的作用下，物料被水平向腔体的出料端压缩，由于腔体的出料端填满了已经压缩好的废弃柔性高分子物料，使得新进物料被进一步压缩，同时还可以将前端已经压缩好的废弃柔性高分子物料从出料端挤出一部分进入到后续的物料打散装置中进行后部的操作；采用上述结构，通过倾斜活塞和水平活塞的作用，将物料进行两次压缩，能够顺利的进入腔体并被压缩成密实的物料，实现了对腔体的密封，同时还可以对物料中的水分等进行挤压排除，这部分水分等物质可以通过在腔体远离出料端的一侧设置排水孔的方式排出，同时水平活塞还起到了送料的作用，适合连续工作使用；
上述已经压缩好的废弃柔性高分子物料通过进料口送入壳体后，电机带动螺杆旋转，螺杆上的开刃螺旋也随之旋转，从而形成螺旋切刀，当柔性压缩物料从进料口漏出一定长度后与螺旋切刀接触，在切刀的作用下，柔性压缩物料被切成薄片并随螺旋下落，由于螺旋的旋转使得物料被分散开，且变为薄片的物料在后续裂解时受热更快，提高了裂解效率，根据后续需要，所述的螺旋可以为间断螺旋，这样可以获得不连续的薄片，提高分散的效果；
此时由于壳体下部连接的螺旋送料器与裂解器直接连接，裂解器内产生的高温油气会自动进入到螺旋送料器中，并进入到打散装置壳体内，由于此时打散装置内的物料处于常温状态，可从油气中吸收热量从而实现物料的预热，同时螺旋切割装置也会受热，这样就可以实现热刀切牛油的效果，减轻切割的阻力，同时放热的油气会发生冷凝，形成油液，这部分油液会回到螺旋送料器中，并聚集在螺旋送料器底部，这样在送料螺旋与送料器外壳之间形成了一层油膜，实现了螺旋送料器的自润滑；由于切割后的物料为薄片，掉落到螺旋送料器中后油液可以包裹在切割下来的物料表面，对物料进行进一步的预热，减少物料与裂解室的温度差，提高裂解的效率同时也便于螺旋的输送，而在打散装置壳体内未冷凝的油气则可以从壳体上的油气出口排出，进入常规冷凝工艺对其进行回收，同时由于上述油气预热的温度还达不到物料裂解的温度，可以避免物料在送料装置内就发生裂解，提高了后续裂解的产率，同时对物料的预热也使得还未被切割的压缩物料变得更加柔软，进一步提高了对腔体的出料端的密封，使得整个设备的密封性能大大提高；
采用这种设备可以很好的与本发明的工艺相配合，最大化的利用了油气所携带的热量，实现了进料装置与裂解装置之间的热能转化，对于提高后续的裂解效率有极佳的效果。
综上所述，本发明采用采用这种工艺和设备可以对各种来源的废弃柔性高分子物料实施连续进料裂解，充分利用了裂解器内产生的油气温度进行预热和设备润滑，提高了裂解的效率，降低了设备的损耗和能耗。
附图说明
图1为本发明所述废弃柔性高分子物料连续进料设备的外形示意图；
图2为本发明所述废弃柔性高分子物料连续进料设备去除倾斜料仓后的内部结构示意图；
图3为本发明所述进料装置的俯视图；
图4为本发明所述进料装置的侧视图；
图中：1为壳体，2为密封板，3为电机，4为腔体出料端，5为水平送料活塞，6为腔体，7为倾斜料仓，8为进料仓，9为水平送料活塞活塞杆，10为螺杆，11为螺旋，12为已经压缩好的废弃柔性高分子物料，13为废弃柔性高分子物料，14为倾斜送料活塞活塞杆，15为倾斜送料活塞，16为油气出口，17为螺旋送料器，18为送料螺旋，19为驱动电机。
具体实施方式
工艺实施例1
一种废弃柔性高分子物料连续进料工艺，该工艺包括将废弃柔性高分子物料经压缩和切割打散后连续送入后续裂解装置，在压缩和切割打散过程中对废弃柔性高分子物料进行前处理，实现连续密封进料同时利用裂解油气对其进行预热和设备的自润滑，具体步骤为：
将废弃柔性高分子物料连续进行压缩，并在压缩后进行切割打散，在打散过程中利用裂解产生的油气对物料进行预热，同时对油气进行冷凝，利用冷凝油液对后续送料设备进行自润滑；
其中所述的压缩通过两次压缩完成，所述的切割打散通过螺旋切割装置完成，所述的后续送料设备为螺旋送料器；
所述废弃柔性高分子物料选自废塑料。
工艺实施例2
一种废弃柔性高分子物料连续进料工艺，该工艺包括将废弃柔性高分子物料经压缩和切割打散后连续送入后续裂解装置，在压缩和切割打散过程中对废弃柔性高分子物料进行前处理，实现连续密封进料同时利用裂解油气对其进行预热和设备的自润滑，具体步骤为：
将废弃柔性高分子物料连续进行压缩，并在压缩后进行切割打散，在打散过程中利用裂解产生的油气对物料进行预热，同时对油气进行冷凝，利用冷凝油液对后续送料设备进行自润滑；
其中所述的压缩通过两次压缩完成，所述的切割打散通过螺旋切割装置或可旋转刀架完成，所述的后续送料设备为螺旋送料器；
所述废弃柔性高分子物料选自废轮胎。
设备实施例
一种废弃柔性高分子物料送料装置，该设备包括进料装置和物料打散装置以及螺旋送料器，其中进料装置由进料仓8、倾斜料仓7和腔体6组成，倾斜料仓7和腔体6内均设置有送料活塞，腔体6的出料端4连接有物料打散装置，所述打散装置包括壳体和设置在壳体内的打散装置，所述的打散装置为螺旋切割装置，所述打散装置底部连接有螺旋送料器17，所述螺旋送料器17出料端与裂解器连接；
其中所述的进料装置由进料仓8、倾斜料仓7和腔体6组成，其中进料仓8设置在倾斜料仓7上，所述腔体6设置在倾斜料仓7的底部，倾斜料仓7顶部设置有倾斜送料活塞15，腔体6远离出料端的一侧设置有水平送料活塞5，且腔体6截面为圆形，所述倾斜送料活塞15底部为与腔体截面适配的弧形凹陷；
所述腔体的出料端4连接有物料打散装置，所述打散装置，包括壳体1，所述壳体1一侧设置有与腔体的出料端4适配的进料口，壳体1顶部设置有密封板2，密封板2上部设置有电机3，所述电机3下部设置有贯穿密封板2的螺杆10，所述螺杆10上设置有螺旋11，所述螺旋11顶端开刃，螺杆10和螺旋11组成螺旋切割装置，且螺旋切割装置与进料口位置对应，所述壳体1上还设置有油气出口16；
所述的螺旋送料器17进料端连接在打散装置壳体1下部，出料端与裂解器连接，螺旋送料器17内设置有连续的送料螺旋18，且螺旋送料器17外设置有驱动电机19；
使用时在开机前在腔体的出料端4填充已经压缩好的废弃柔性高分子物料12，这样可以实现出料端的密封，同时便于后续加入的废弃柔性高分子物料13进行压缩；如果连续运行后停机则可不再补充压缩材料，由在腔体的出料端堆积的压缩物料实现密封。
Claims (8)
1.一种废弃柔性高分子物料连续进料工艺，其特征在于：包括将废弃柔性高分子物料经压缩和切割打散后连续送入后续裂解装置，在压缩和切割打散过程中对废弃柔性高分子物料进行前处理，实现连续密封进料同时利用裂解油气对其进行预热和设备的自润滑，具体步骤为：
将废弃柔性高分子物料连续进行压缩，并在压缩后进行切割打散，在打散过程中利用裂解产生的油气对物料进行预热，同时对油气进行冷凝，利用冷凝油液对后续送料设备进行自润滑；
所述的压缩通过两次压缩完成，所述的切割打散通过螺旋切割装置或其他切割装置完成，所述的后续送料设备为螺旋送料器。
2.根据权利要求1所述废弃柔性高分子物料连续进料工艺，其特征在于：
所述废弃柔性高分子物料选自废塑料或废轮胎。
3.根据权利要求2所述废弃柔性高分子物料连续进料工艺，其特征在于：
所述废弃柔性高分子物料选自废塑料。
4.根据权利要求1所述废弃柔性高分子物料连续进料工艺，其特征在于：
所述的两次压缩为倾斜压缩和水平压缩。
5.一种废弃柔性高分子物料连续进料设备，其特征在于：包括进料装置和物料打散装置，其中进料装置由进料仓（8）、倾斜料仓（7）和腔体（6）组成，倾斜料仓（7）和腔体（6）内均设置有送料活塞，腔体（6）的出料端（4）连接有物料打散装置，所述打散装置包括壳体（1）和设置在壳体内的打散装置，所述的打散装置为螺旋切割装置，所述打散装置底部连接有螺旋送料器（17），所述螺旋送料器（17）出料端与裂解器连接。
6.根据权利要求5所述废弃柔性高分子物料连续进料设备，其特征在于：所述的进料装置由进料仓（8）、倾斜料仓（7）和腔体（6）组成，其中进料仓（8）设置在倾斜料仓（7）上，所述腔体（6）设置在倾斜料仓（7）的底部，倾斜料仓（7）顶部设置有倾斜送料活塞（15），腔体（6）远离出料端的一侧设置有水平送料活塞（5），且腔体（6）截面为圆形，所述倾斜送料活塞（15）底部为与腔体截面适配的弧形凹陷。
7.根据权利要求5所述废弃柔性高分子物料连续进料设备，其特征在于：所述打散装置，包括壳体（1），所述壳体（1）一侧设置有与腔体的出料端（4）适配的进料口，壳体（1）顶部设置有密封板（2），密封板（2）上部设置有电机（3），所述电机（3）下部设置有贯穿密封板（2）的螺杆（10），所述螺杆（10）上设置有螺旋（11），所述螺旋（11）顶端开刃，螺杆（10）和螺旋（11）组成螺旋切割装置，且螺旋切割装置与进料口位置对应。
8.根据权利要求5所述废弃柔性高分子物料连续进料设备，其特征在于：
所述的螺旋送料器（17）进料端连接在打散装置壳体（1）下部，出料端与裂解器连接，螺旋送料器（17）内设置有连续的送料螺旋（18），且螺旋送料器（17）外设置有驱动电机（19）。
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