CN114008386A - 用于热塑性废料的蒸发的回转窑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使尺寸减小的塑料废料碎裂开来和蒸发的回转窑(1)，该回转窑由其壁能够被加热到相应的蒸发温度的圆柱形窑壳体(2)组成。窑壳体(2)被轴承安装成可绕纵向轴线(X‑X)旋转。在窑壳体(2)内，用于尺寸减小的塑料废料的固定定位的进料装置(5)被设置成在窑壳体的纵向方向上行进。进料装置(5)至少一侧地突出，装载部分(6)通过窑壳体(2)的端侧处的进料开口，该装载部分(6)可以连接到材料进料装置(7)。在与进料开口相对的端侧处，吸气开口(20)处于窑壳体(2)中。进料装置包括输送装置(5)和输送管(8)，该输送管沿着窑壳体(2)的全长延伸，在该进料装置中，用于尺寸减小的塑料废料的输送装置(5)被布置成使得塑料废料在纵向方向上从装载部分(6)移动通过窑壳体(2)。输送管(8)具有外衬套(10)，该外衬套被构造成使得在输送管(8)的内部中存在低于尺寸减小的塑料材料的熔化温度的操作温度。用于尺寸减小的塑料材料的出口开口(16、16a、16b、16c、16d、16e)被定位在包括衬套(10)的输送管(8)中，使得尺寸减小的塑料材料从出口开口(16、16a、16b、16c、16d、16e)中直接掉落到窑壳体(2)的相对内侧上。

Description

用于热塑性废料的蒸发的回转窑

本发明涉及一种用于使尺寸减小的塑料废料碎裂和蒸发的回转窑，该回转窑由其壁能够被加热到相应的蒸发温度的圆柱形窑壳体组成，并且其中窑壳体被轴承安装成可绕纵向轴线旋转，并且其中在窑壳体内，用于尺寸减小的塑料废料的固定定位的进料装置被设置成在窑壳体的纵向方向上行进，其中进料装置至少一侧地突出，装载部分通过窑壳体的端侧处的进料开口，该装载部分可以连接到材料进料装置，其中在与进料开口相对的端侧处，吸气开口处于窑壳体中。

例如，从DE 102014109579.0 A1和NL2015089中已知此回转窑。在这两件文献中，要蒸发的材料借助于喷枪被吹入窑壳体中，其中产生了朝向窑壳体内壁的定向材料流。该装置适用于使材料颗粒蒸发。从JPH09-279161中已知一种回转窑，在该回转窑中，塑料废料经由窑的端侧被引入窑空间。

本发明的目的是提供一种回转窑，其具有用于熔化小平板材料的改进的适应性，其中特别地使用了热塑性塑料材料。

根据本发明，该目的通过提供一种上述类型的回转窑来实现，其特征在于，进料装置包括输送装置和输送管，该输送管沿着窑壳体的全长延伸，在该进料装置中，用于尺寸减小的塑料废料的输送装置被布置成使得塑料废料在纵向方向上从装载部分移动通过窑壳体，其中输送管具有外衬套，该外衬套被构造成使得在输送管的内部中存在低于尺寸减小的塑料物料的熔化温度的操作温度，并且用于尺寸减小的塑料材料的出口开口被定位在包括衬套的输送管中，使得尺寸减小的塑料材料从出口开口直接掉落到窑壳体的相对内侧上。由于本发明，平板状材料可以以每小时至少1500kg的进料量在窑空间中被蒸发，从而获得对窑壳体的受热内壁的均匀覆盖。由于输送管内部中的操作温度被保持在颗粒状塑料材料的熔化温度以下，所以塑料颗粒可以以固体状态被供应到窑空间中，并且在输送管中几乎不形成任何粘附物或者没有粘附物。窑的温度优选被保持在大约700℃(意味着在690℃至710℃的范围内，优选从695℃至705℃)。窑的直径优选为0.9m至2m，并且塑料颗粒优选由90％的聚烯烃(特别是聚丙烯和聚乙烯)组成，并且具有的颗粒尺寸优选地为大约10×10mm，厚度大约为0.2mm。直径为0.9m的窑具有12m²的受热面。在另一种成分的塑料颗粒的情况下，可以选择窑空间和窑壁的另一种温度。

由于出口开口的构造和输送管的隔热，确保了避免出口开口的堵塞，以使大的保养间隔是可能的。为了该目的，出口开口优选地在纵向方向上一个接一个地布置，其中出口开口的尺寸在输送方向上增加，使得每个出口开口都有基本不变的出口量。

出口开口可以具有彼此相同的形状或不同的形状，并且特别地具有矩形、圆形或椭圆形。

特别地，输送方向上的最后一个出口开口到窑壳体端侧的距离对应于窑壳体总内部长度的10％至20％。这确保了即使在窑的端侧，塑料颗粒也被供应到窑空间，然后这些颗粒将在窑中具有相对较短的停留时间，从而使得有可能形成高分子碳氢化合物诸如石蜡。早期被供应到窑中的塑料颗粒在窑中具有相对较长的停留时间，并且因此将被转化为相对低分子的碳氢化合物。

此外，通过控制窑壳体的壁的温度，所讨论的燃烧或蒸发产物可以得到控制，其中蒸发温度越高，形成的低分子碳氢化合物诸如气体越多，并且燃烧或蒸发温度越低，获得的高分子碳氢化合物诸如石蜡越多。

输送装置优选地包括带有链条的输送装置或带有螺杆的输送装置。特别地，带有链条的输送装置被证明是有利的，原因在于通过这种方式，可以以高度受控的方式获得颗粒供应的分配。为了该目的，输送装置包括盘元件，该盘元件以离彼此规则的距离被设置在链条上，并且相对于链条径向延伸，其中盘元件优选地具有基本上对应于输送管内径的直径。这意味着确定盘元件的尺寸，使得它们以最小公差连接到输送管的壁。以这种方式，每次盘之间的链条都限定了输送管中的输送室，颗粒状塑料材料的装载处于该输送室中，在链条移动时，这些颗粒状塑料材料通过输送管的开口在窑中排出。输送管优选地具有15cm至25cm的内径，并且相应地来确定盘的尺寸。盘之间的距离可以变化，并且甚至取决于出口开口的定位和尺寸，塑料颗粒通过该出口开口被排入窑中。1到3倍于盘直径的距离被证明为有效的。

在有利实施例中，考虑到横截面，输送管的出口开口从内向外变得更宽，形状像漏斗。结果是，随着出口开口在窑空间的方向上变宽，塑料颗粒能够容易地离开输送管。

输送管的外衬套优选地由包裹输送管的钢套管组成，其中在输送管与套管之间形成能够被填充冷却剂的中间空间，并且钢套管被隔热层封闭，其中隔热层被铝衬套层环绕，该铝套管层被钢外壳包围。这种构造确保了窑空间中输送管的适当隔热，并且使得有可能实现塑料颗粒移动通过的输送管的内部的冷却。

有利的是，出口开口的壁被构造有钢保护层，该钢保护层连接到输送管，并且经由隔热连接到外壳。

在有利实施例中，在装载部分的区域中，材料入口被设置在输送装置上方，以这种方式，使得有可能供应颗粒状塑料材料。

在窑壳体外侧，输送管优选地被构造成耐压的，使得其能够在过压下被填充气体介质。这使得有可能从输送管加压递送塑料颗粒，其结果是，在窑空间中的递送可以更有效地进行。

优选地，输送装置被构造作为循环链条。在窑壳体外侧，循环链条呈环形行进，并且用于冲洗和/或冷却该链条的冲洗装置和/或冷却站被设置在窑壳体后面。

从属权利要求中陈述了本发明的有利实施例。将基于附图中所示的示例性实施例来阐述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的回转窑的纵向截面；

图2示出了根据本发明的没有输送装置的输送管在图1中的相交线II-II处的横截面；以及

图3示出了根据本发明的回转窑的替代实施例的纵向截面。

在附图的各个图中，相同的部分每次都被提供具有相同的附图标记。

关于下面的描述，值得注意的是，本发明不限于示例性实施例，并且除此之外，不限于所描述的特征的组合中的所有或各种特征；相比之下，该示例性实施或每个示例性实施例的每个单独特征对于本发明的主题来说都是重要的，除了结合其本身描述的所有其他部分特征之外，还与另一示例性实施例的任何特征相结合。

图1示出了根据本发明的回转窑1，其至少包括要被间接加热的窑壳体2，该窑壳体被轴承安装成可绕窑纵向轴线X-X旋转。窑壳体2被构造作为中空圆柱体，并且在其两个端侧借助于窑盖3、4来封闭。借助于优选位于窑壳体外侧的加热装置，窑壳体被加热到一定温度，以通过蒸发使塑料废料颗粒碎裂开来，这些颗粒处于受热窑壳体的内侧上。在窑壳体2的纵向方向上延伸的输送装置5处于窑壳体内，其中由塑料废料制成的尺寸减小的塑料颗粒借助于该输送装置5被带到圆柱形窑壳体。该输送装置5行进通过由盖3封闭的端侧的中心，通过端侧的进料开口在纵向方向上进入窑壳体2，其中装载部分6从窑壳体突出，该装载部分可以连接到物料进料装置7。塑料废料颗粒是例如通过从成捆提供的材料中减小尺寸并且例如使用刀片粉碎机来减小尺寸而获得的小塑料板形式的合成热塑性材料。

进料装置或输送装置5包括输送管8，该输送管在纵向方向上穿过窑壳体2的中心。至少在一侧，输送管8从窑壳体2突出，并且行进到材料进料装置7的材料进料7下方。优选地，在两侧，输送装置在其端侧的位置处行进到窑壳体2外，并且从盖3、4行进到窑壳体2外侧的部分彼此连接，从而形成循环输送装置。

处于输送方向y上并且行进到外侧靠近盖4的部分也可以替代地用作溢流口，在该位置处，多余的材料被带走。

输送管8有效地由钢制成，特别地由不锈钢制成，并且特别地具有15cm至20cm的内径。特别地，输送管8至少在窑壳体2的内部空间中被隔热外衬套10包裹，该外衬套设有钢套管11，其中，钢套管11被设置在离输送管8一定距离处，以使两个部件之间存在一定距离，并且因此存在中间空间。在该中间空间12中，可以引入冷却剂，例如水，以使该冷却剂可以从输送管8的一个外端泵送到另一个外端。有效地，使用了软化水。特别地，钢套管11被绝缘层13包裹。有效地，绝缘层13由矿物材料组成，例如岩棉。此外，当绝缘层13被铝膜的衬套层14包裹时，这将是有利的。由于其低放射能力，所述衬套层14确保减少IR辐射。衬套层14被特别地由钢制成的外壳15封闭。所述外壳15暴露于存在于窑壳体2的内部空间中的温度。

有效地，窑壳体的壁具有600℃至700℃的壁温。圆柱形窑壳体2的内径例如为70cm至100cm。窑壳体2绕固定定位的输送装置5旋转的窑壳体2的转数例如为每分钟10至20转。包括外衬套10的输送装置5的外径优选为30cm。出口开口16、16a、16b、16c、16d和16e在纵向上一个接一个地在输送管8和外衬套10中形成。所述出口开口16、16a、16b、16c、16d和16e的尺寸不同，其中这些出口开口16、16a、16b、16c、16d和16e的尺寸在输送装置的输送方向y上增加。出口开口16、16a、16b、16c、16d和16e可以具有彼此相同或不同的形状，并且特别地具有矩形、圆形或椭圆形。就尺寸而言，出口开口16、16a、16b、16c、16d和16e有利地在输送管8的内圆周处相对于彼此偏移设置。

输送装置5处于输送管8的内部空间8a中，该输送装置特别地被构造作为带有链条5a的输送装置。可替代地，见图3，所述输送装置5还可以被构造作为带有螺杆的输送装置。带有链条5a的输送装置的速度为1m/min至20m/min，特别地为18m/min。

借助于过压，例如惰性气体或天然气，要从材料入口9以小材料板的形式输送的材料被引入输送管8中，并且被设置在输送装置5上。经由材料进料8引入的量例如是每秒350g。在这种情况下，带有链条5a的输送装置是例如在输送管8中的环形轨道上行进的循环链条，以使输送管8本身也位于环形轨道上。在这种情况下，带有链条5a的输送装置在穿过回转窑1之后，例如还穿过清洗站和冷却站。带有链条5a的输送装置具有离彼此一定距离行进的盘5b，特别地垂直于输送方向y，其中该距离例如为20cm。所述盘5b适合于输送管8的内部空间的横截面。盘5b防止气体回到输送管8的内部空间。盘5b各自连接到带有链条5a的输送装置的链条5c上。盘5b例如具有15cm的直径，就像输送管8的内径一样。

在横截面上，出口开口16、16a、16b、16c、16d和16e在横截面上被构造成漏斗形，向外变宽。在它们的内壁处，出口开口16、16a、16b、16c、16d和16e涂有保护层，特别是钢保护层。在一端侧，所述保护层17连接到输送管8。在保护层17与外壳15之间的过渡处的另一端侧处，形成了隔热18，从而将外壳15连接到保护层17。所述隔热18防止外壳15的温度朝向输送管8传导。所述隔热可以例如由陶瓷材料组成。

特别地，输送方向y上最后一个的出口开口16e到窑壳体2的相对端侧的距离特别对应于窑壳体2的总内部长度的10％至20％。根据本发明的回转窑1的长度例如为7m。在此炉长度的情况下，在纵向方向上最后一个的出口开口16e例如被设置在窑壳体2的端侧之前1m的位置。在最后一个的出口开口16e与窑壳体2的端侧之间存在后处理部分19，在该后处理部分中，例如形成了蜿蜒的管道，因为在窑壳体2的端侧处的吸气开口之前的区域中，两个横向壁21离彼此一定距离设置。

窑壳体2被轴承安装成可绕固定定位的输送管8旋转，并且两个部件之间的移动间隙被密封，使得窑的内部空间中存在的介质无法逸出。

由于出口开口16、16a、16b、16c、16d和16e的尺寸彼此不同，其中出口开口16、16a、16b、16c、16d和16e的尺寸在朝向窑壳体侧端的方向上增加，因此实现了沿着输送管8的长度获得不变的出口量。以这种方式，窑壳体2在出口开口16、16a、16b、16c、16d和16e区域中的总长度被落在窑内壁上的小板均匀覆盖，从而实现它们的均匀蒸发。根据本发明的小板的尺寸使得实现了基于1cm的最大直径计算的表面积尺寸，误差10％。小板的厚度特别是100μ，误差10％。

根据本发明，小板的出口量和窑壳体2的转数实现了覆盖窑壳体2的内壁的表面区域，特别是10×10cm的表面区域，其中小板的总重量特别地为1g。板在窑壳体2的受热内壁上的反应时间特别地为1秒。

特别地，窑壳体2外侧的输送管8被构造成耐压到一定程度，使得其能够在过压下被填充气体介质。所述压力介质增强了小板从出口开口16、16a、16b、16c、16d和16e的排出。

存在于输送管中的温度被设定如此，并且通过隔热来保证，使得存在于内部空间中的温度不会导致由塑料组成并且由输送装置5来输送的小板被塑化。根据本发明，特别地处理了热塑性的小板，其中输送管8中的温度低于90℃。特别地，温度应明显低于90℃，例如在50℃。小板例如由聚乙烯或聚丙烯组成。

如图3所指示，根据本发明，带有螺杆25的输送装置也可以用作输送装置5，包括螺杆的该输送装置经由未示出的驱动单元来驱动。带有螺杆25的输送装置开始于材料入口9的下方，并且结束于输送管8的处于输送方向y上、从盖4中出来的部分处。关于其他特征的实施例和回转窑1的实施例，其对应于上面关于图1和图2描述的回转窑1。

为了操作根据本发明的回转窑1，来自成捆热塑性废料的第一材料借助于粉碎机，特别是刀片粉碎机，被尺寸减小成小板，其中基于不超过1cm的直径，误差10％，小板具有对应的表面积尺寸和100μm的厚度，误差10％。小材料板在很大程度上已经被脱气，因为成捆的材料在切碎之前被压缩。在根据本发明的回转窑1中，小板通过热处理被加热并且被蒸发到一定程度，使得取决于温度，可以形成各种燃料类型，例如气体、液体气体、石蜡或发动机燃料。在使用窑壳体2中的输送装置5进行输送的过程中，小板在低于其塑化温度，特别是50℃的自身温度下在窑壳体2的纵向方向上被输送，并且落到均匀旋转的窑壳体2的相对内表面上，它们被布置成在表面上均匀分布，其中窑壳体2的内壁的表面温度有利地为600℃至700℃，其结果是，小板被蒸发。由小板的蒸发形成的气体经由吸气开口20被吸出回转窑1的内部空间，并且可以被受到后续的后处理，特别是热后处理。形成的灰作为废料产物经由螺杆装置被输送出窑，并且被冷却。

根据本发明的回转窑1能够使进料量每小时蒸发至少1500kg。

有效地，输送管8被构造成在窑壳体2外侧是耐压的。

图1至图3所示的根据本发明的回转窑水平放置，这对于根据本发明的操作是至关重要的。

本发明不限于所示出和描述的示例性实施例，而是还包括在本发明的精神下操作相同的所有实施例。此处要强调的是，示例性实施例不限于彼此结合的所有特征，而是相反，除了所有其他部分特征之外，每个单独的部分特征本身也可以具有发明意义。此外，本发明不限于权利要求1中限定的特征的组合，而是还可以由所有所公开的特征中的特定特征的任何其他组合来限定。这意味着，原则上，权利要求1的几乎每一个单独的特征都可以被省略或者被本申请中其他地方描述的至少任何其他单独的特征所替代。

附图标记列表

1 回转窑

2 窑壳体

3、4 窑盖

5 输送装置

5a 带有链条的输送装置

5b 盘

5c 带有链条的输送装置

6 装载部分

7 材料进料

8 输送管

8a 8的内部空间

9 材料入口

10 外衬套

11 钢套管

12 中间空间

13 隔热层

14 套管层

15 外壳

16、16a-16e 出口开口

17 保护层

18 隔热

19 后处理部分

Claims (15)

1.一种用于使尺寸减小的塑料废料破碎和蒸发的回转窑(1)，所述回转窑由其壁能够被加热到相应的蒸发温度的圆柱形窑壳体(2)组成，并且其中所述窑壳体(2)被轴承安装成可绕纵向轴线(X-X)旋转，并且其中在所述窑壳体(2)内，用于所述尺寸减小的塑料废料的固定定位的进料装置(5)被设置成在所述窑壳体(2)的所述纵向方向上行进，其中所述进料装置(5)至少一侧地突出，装载部分(6)通过所述窑壳体(2)的端侧处的进料开口，所述装载部分(6)可以连接到材料进料装置(7)，其中在与所述进料开口相对的所述端侧处，吸气开口(20)处于所述窑壳体(2)中，其特征在于，所述进料装置包括输送装置(5)和输送管(8)，所述输送管沿着所述窑壳体(2)的全长延伸，在所述进料装置中，用于所述尺寸减小的塑料废料的所述输送装置(5)被布置成使得所述塑料废料在纵向方向上从所述装载部分(6)移动通过所述窑壳体(2)，其中所述输送管(8)具有外衬套(10)，所述外衬套被构造成使得在所述输送管(8)的内部存在低于所述尺寸减小的塑料材料的熔化温度的操作温度，并且用于所述尺寸减小的塑料材料的出口开口(16、16a、16b、16c、16d、16e)被定位在包括所述衬套(10)的所述输送管(8)中，使得所述尺寸减小的塑料材料从所述出口开口(16、16a、16b、16c、16d、16e)中直接掉落到所述窑壳体(2)的所述相对内侧上。

2.根据权利要求1所述的回转窑(1)，其特征在于，所述出口开口(16、16a、16b、16c、16d、16e)在纵向上一个接一个地布置，其中所述出口开口(16、16a、16b、16c、16d、16e)在输送方向上的尺寸增加，使得每个出口开口(16、16a、16b、16c、16d、16e)具有不变的出口量。

3.根据权利要求2所述的回转窑(1)，其特征在于，所述出口开口(16、16a、16b、16c、16d、16e)具有彼此相同的形状或不同的形状，并且特别地具有矩形、圆形或椭圆形。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的回转窑(1)，其特征在于，输送方向上的最后一个出口开口(16e)到所述窑壳体端侧的距离对应于所述窑壳体(2)的总内部长度的10％至20％。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的回转窑(1)，其特征在于，所述输送装置(5)包括带有链条(5a)的输送装置或带有螺杆(25)的输送装置。

6.根据权利要求5所述的回转窑(1)，其特征在于，所述输送装置(5)包括链条(5a)，相对于所述链条径向延伸的盘元件(5b)以离彼此规则的距离地附接到所述链条(5a)。

7.根据权利要求6所述的回转窑(1)，其特征在于，所述盘元件(5b)具有的直径基本上对应于所述输送管(8)的内径。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的回转窑(1)，其特征在于，考虑到横截面，所述出口开口(16、16a、16b、16c、16d、16e)从内向外变得更宽，形状像漏斗。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的回转窑(1)，其特征在于，所述外衬套(10)由包裹所述输送管的钢套管(11)组成，其中在所述输送管(8)与所述套管(11)之间形成能够被填充冷却剂的中间空间(12)，并且所述钢套管(11)被隔热层(13)封闭，其中所述隔热层(13)被铝衬套层(14)环绕，所述铝衬套层被外壳(15)包围。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的回转窑(1)，其特征在于，所述出口开口(16、16a、16b、16c、16d、16e)的壁被构造有钢保护层(17)，所述钢保护层连接到所述输送管(8)并且经由隔热(18)连接到所述外壳(15)。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的回转窑(1)，其特征在于，在所述装载部分(6)的所述区域中，材料入口(9)被设置在所述输送装置(5)的上方。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的回转窑(1)，其特征在于，所述窑壳体(2)外侧的所述输送管8被构造成耐压到一定程度，使得其能够在过压下被填充气体介质。

13.根据权利要求1至12中任意一项所述的回转窑(1)，其特征在于，所述输送装置(5)被构造作为循环链条。

14.根据权利要求13所述的回转窑，其特征在于，在所述窑壳壳体(2)外侧，所述链条呈环形行进。

15.根据权利要求14所述的回转窑，其特征在于，用于冲洗和/或冷却所述链条的冲洗装置和/或冷却站被放置在所述窑壳体(2)的后面。

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