CN114196427A - 一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置及方法，装置包括进料斗、给料器、下料管、一级插板阀、储料管、二级插板阀、缓存仓、破拱装置、输送机、阻旋料位计；当下料位计反馈无料信号时，二级插板阀保持关闭，一级插板阀打开，废塑料通过进料斗进料口经给料器进入下料管进而落入储料管中，当三个上料位有两个反馈有料信号时，停止给料器运转，并关闭一级插板阀，使物料在储料管内堆积，然后打开二级插板阀，物料经缓存仓内破拱装置打散以后，经输送机输送至出料口，二级插板阀随之关闭，等待下料位计无料信号反馈时重复上述自动进料过程。

Description

一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置及方法

技术领域

本发明属于废塑料处理技术领域，具体涉及一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置及方法。

背景技术

我国是全球最大的塑料生产国和消费国，塑料制品产生量巨大且在逐年增加。传统上，可再生废塑料处理技术主要以造粒再生和改性再生为主，不可再生废塑料主要以填埋、焚烧、气化和热解为主。

其中，废塑料热解技术符合国家能源及环保战略和行业发展的需要，符合绿色循环经济的理念，可以有效地减少环境污染，充分实现废塑料的资源化利用，创造可观的收益，可为真正实现废塑料的无害化处理和资源化利用提供最终解决方案。

常用的废塑料给料装置有溜槽、皮带输送机、链板输送机、无轴螺旋及推杆等形式。

但是目前的这些给料装置存在容易搭桥堵塞、融黏堵塞及密封性差等问题。比如，溜槽、推杆等形式会由于废塑料的缠绕、搭桥而堵塞，影响给料的连续性和稳定性；对于皮带输送机、链板输送机及无轴螺旋等形式，由于密封性差会导致空气进入热解系统，破坏系统缺氧或绝氧状态，影响热解过程的顺利进行，并带来爆燃或爆炸等安全隐患。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种可供废塑料热解处理系统的给料装置及方法，具有更好的防搭桥堵塞、防融黏堵塞及自动化功能。

本方法的技术解决方案是：本发明提供一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置，该装置包括进料斗、给料器、下料管、一级插板阀、储料管、二级插板阀、缓存仓、破拱装置、输送机、阻旋料位计；

进料斗为竖直放置的锥形斗，其上部开口作为进料斗进料口，进料斗的下部与给料器的壳体进料口相连；

给料器的壳体一端为进料端，另一端为出料端，进料端壳体外壁上开有竖直向上的给料器壳体进料口，出料端为水平的出料口，出料口设有一圈外法兰，与下料管的进料口外法兰连接；

下料管为竖直放置的直圆管，在其侧壁中部位置开孔，开孔处设置外法兰进而与给料器壳体出料口外法兰连接，下料管的下部出口设有一圈外法兰，与一级插板阀上法兰相连；

一级插板阀下法兰与储料管的上部进口外法兰相连；

储料管为竖直放置的直圆管，下法兰与二级插板阀上法兰相连；

二级插板阀下法兰与缓存仓的上部进口外法兰相连；

缓存仓为不规则的大倾角箱式结构，上部进口为竖直放置的直圆管，顶端设有一圈外法兰，与二级插板阀下法兰相连，下部出口与输送机的壳体进料口相连；

破拱装置位于缓存仓内，沿落料方向竖直布置，用于将落料进行多级打散，使下落物料变得蓬松分散，减少输送机的卡阻发生概率；

输送机的壳体一端为进料端，另一端为出料端，进料端壳体外壁上开有竖直向上的壳体进料口，出料端为水平的出料口，末端设有外法兰，与下游热解设备法兰相连；

阻旋料位计，采用机电位控原理，对料位接触测量，分为上料位计和下料位计，上料位计于储料管上四分之一高度处水平均匀布置三个，下料位计于缓存仓靠近底部的位置布置一个。

优选地，所述的进料斗于进料口上方安装有密封门，并于内壁安装有振动破拱衬板。

优选地，所述给料器的壳体横截面为U形或圆形，壳体内壁铺设有耐磨合金衬板。

优选地，所述给料器及输送机壳体内设有螺旋叶片，叶片一端通过主轴伸出壳体进料端，另一端伸出出料口末端；主轴一端通过轴承座与电机及减速机相连，另一端与进料端壳体之间设有轴封，以保证主轴处的密封性。

优选地，所述的一级插板阀、二级插板阀以与下料管垂直方向安装，执行机构为电机或气源，密封形式为有活动金属合页保护的软密封，通过执行机构驱动丝杠进而带动闸板在阀体内做水平往复运动，并有冗余设计的限位开关控制阀板闭合程度。

优选地，所述的破拱装置为有轴螺旋结构，跨居于缓存仓，由电机及减速机作为执行机构驱动旋转，螺旋叶片自两端以相反旋向向中间聚集，将落料进行多级打散，使下落物料变得蓬松分散，减少输送机的卡阻发生概率。

优选地，上述废塑料热解处理系统的密封自动给料装置还包括防焦水冷夹套，所述的防焦水冷夹套，位于输送机的壳体出料端，与壳体焊接相连，冷却水自夹套底部进入，自夹套上部流出。

优选地，上述废塑料热解处理系统的密封自动给料装置还包括测温热电偶，所述的测温热电偶，位于输送机的壳体出料端，于测点位置将热电极插入壳体，监测出料端壳体温度。

优选地，上述废塑料热解处理系统的密封自动给料装置还包括两处检修口，分别设置于下料管侧壁和缓存仓下部。

优选地，上述废塑料热解处理系统的密封自动给料装置还包括两处保护气喷吹，分别为设置于储料管内的隔离保护气喷吹口和设置于输送机壳体出料端的灭火保护气喷吹口；隔离保护气喷吹口位于储料管下四分之一高度处，用于对储料管内物料中的空气进行置换；灭火保护气喷吹口设置于输送机壳体出料端的灭火保护气喷吹口，用于辅助消防灭火。

优选地，上述废塑料热解处理系统的密封自动给料装置还包括支柱，分别布置在给料器壳体的底部、缓存仓侧部和输送机壳体的底部，用于支撑限高。

本发明的另一个技术方案是：一种废塑料热解处理系统的密封自动给料方法，该方法包括如下自动进料步骤：

S1、当下料位计无料信号反馈时，二级插板阀保持关闭，一级插板阀和隔离保护气喷吹打开，废塑料通过进料斗进料口经给料器进入下料管进而落入储料管中；

S2、当三个上料位有两个反馈有料信号时，停止给料器运转，并关闭一级插板阀和隔离保护气喷吹，使物料在储料管内堆积，然后打开二级插板阀，物料经缓存仓内破拱装置打散以后，经输送机输送至出料口，二级插板阀随之关闭，等待下料位计无料信号反馈时，重新回到步骤S1进入下一轮自动进料步骤。

上述废塑料热解处理系统的密封自动给料方法，还包括给料装置多级故障预警处理步骤：

当下料位计反馈的有料信号超过预设时长时，代表可能出现架桥或堵料故障，通过下料管及缓存仓开设的检修口对故障进行处理；

通过采用储料管内的隔离保护气喷吹口及输送机壳体出料端的灭火保护气喷吹口对出现的涉火意外进行及时的灭火处理。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)、本发明给料装置实现了废塑料的连续稳定输送。通过阻旋料位计对料位的测量控制及破拱装置的打散功能，降低了废塑料搭桥堵塞的风险；通过测温热电偶对输送机出料端的壳体温度监测及防焦水冷夹套的降温效果降低了废塑料融黏堵塞的风险，从而提高了给料的连续性和稳定性。

(2)、本发明给料装置实现了对下游设备的绝氧密封。一级插板阀、二级插板阀上设置有密封措施，由于一级插板阀和二级插板阀的交替工作，辅以隔离保护气的喷吹置换，储料管内的物料将始终处于绝氧密封状态，并可以保证下游热解设备的缺氧或绝氧环境，避免空气泄漏进入下游热解设备，保证热解过程的顺利进行，避免爆燃或爆炸等安全隐患。

(3)、本发明给料装置实现了进料过程的全流程自动控制。通过给料器、两级插板阀、输送机的控制及阻旋料位计的应用，可以实现自动进料。

(4)、本发明给料装置通过多级故障预警处理系统，对可能发生的故障和安全事故可以进行及时有效的处理。

附图说明

图1为本发明给料装置示意图。

图中：1进料斗、2给料器、3下料管、4一级插板阀、5储料管、6二级插板阀、7缓寸仓、8破拱装置、9输送机、10防焦水冷夹套、11测温热电偶、12阻旋料位计、13支柱、1-1密封门、1-2振动破拱衬板、2-1给料器电机及减速机、2-2给料器轴封、5-1隔离保护气、8-1破拱装置电机及减速机、9-1输送机电机及减速机、9-2输送机轴封、9-3灭火保护气、12-1上料位计、12-2下料位计、1A进料斗进料口、3A下料管检修口、7A缓存仓检修口、9A输送机出料口。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示的一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置，包括进料斗1、给料器2、下料管3、一级插板阀4、储料管5、二级插板阀6、缓存仓7、破拱装置8、输送机9、防焦水冷夹套10、测温热电偶11、阻旋料位计12和支柱13。

所述的进料斗1为竖直放置的大倾角锥形，其上部开口作为进料斗进料口1A，下部与给料器2的壳体进料口相连；进料口1A上方安装有密封门1-1，当物料投入进料斗1后，可关闭密封门与外界空气切断；进料斗1内壁安装有振动破拱衬板1-2，当物料在料斗内发生搭桥结拱时，可通过其进行疏通；

所述的给料器2壳体横截面为U形或圆形，内壁铺设有耐磨合金衬板，壳体一端为进料端，另一端为出料端，进料端壳体外壁上开有竖直向上的进料口与进料斗1下部开口相连，出料端为水平的出料口，出料口设有一圈外法兰，与下料管3的进料口外法兰连接。壳体底部设有支柱13用于支撑限高。在壳体内设有螺旋叶片，叶片一端通过主轴伸出壳体进料端，另一端伸出出料口末端；主轴一端通过轴承座与电机及减速机2-1相连，另一端与进料端壳体之间设有轴封2-2，以保证主轴处的密封性。

所述的下料管3为竖直放置的直圆管，侧壁进料口与给料器2壳体出料口外法兰连接，下部出口与一级插板阀4法兰相连；侧壁设置检修口3A。

所述的一级插板阀4上下均为法兰连接型式，上法兰与下料管3的下部出口外法兰相连，下法兰与储料管5的上部进口外法兰相连；执行机构为电机或气源，密封形式为有活动金属合页保护的软密封；通过执行机构驱动丝杠进而带动闸板在阀体内做水平往复运动，并有冗余设计的限位开关控制阀板闭合程度。

所述的储料管5为竖直放置的直圆管，上下端均为法兰连接型式，上法兰与一级插板阀4下法兰相连，下法兰与二级插板阀6上法兰相连；储料管5内部包含隔离保护气5-1，位于其下四分之一高度处，用于对物料中的空气进行置换，并作为辅助消防措施；还包括阻旋料位计12，于上四分之一高度处水平均匀布置三个上料位计12-1，采用机电位控原理，对料位进行接触测量。

所述的二级插板阀6上下均为法兰连接型式，上法兰与储料管5的下部出口外法兰相连，下法兰与缓存仓7的上部进口外法兰相连；执行机构为电机或气源，密封形式为有活动金属合页保护的软密封；通过执行机构驱动丝杠进而带动闸板在阀体内做水平往复运动，并有冗余设计的限位开关控制阀板闭合程度。

所述的缓存仓7为不规则的大倾角箱式结构，上部进口为竖直放置的直圆管，顶端设有一圈外法兰，与二级插板阀6下法兰相连，下部出口与输送机9的壳体进料口相连；缓存仓下部设置检修口7A；还包括阻旋料位计12，于靠近底部的位置布置一个下料位计12-2，采用机电位控原理，对料位进行接触测量；还包括支柱13，于缓存仓侧部起支撑作用。

所述的破拱装置8位于缓存仓7内，沿落料方向竖直布置两台；其为有轴螺旋结构，跨居于缓存仓，由电机及减速机8-1作为执行机构驱动旋转，螺旋叶片自两端以相反旋向向中间聚集，可将落料进行多级打散，使下落物料变得蓬松分散，减少输送机的卡阻发生概率。

所述的输送机9壳体横截面为U形或圆形，内壁铺设有耐磨合金衬板，壳体一端为进料端，另一端为出料端，进料端壳体外壁上开有竖直向上的进料口与缓存仓7下部出口相连，出料端为水平的出料口9A，出料口9A设有一圈外法兰，与下游热解设备法兰相连。壳体底部设有支柱13用于支撑限高。在壳体内设有螺旋叶片，叶片一端通过主轴伸出壳体进料端，另一端伸出出料口9A末端；主轴一端通过轴承座与电机及减速机9-1相连，另一端与进料端壳体之间设有轴封9-2，以保证主轴处的密封性。壳体出料端包括灭火保护气9-3喷吹口，可对出现的涉火意外进行灭火处理。壳体出料端还包括测温热电偶11，用于检测出料端壳体温度，防止废塑料的熔融黏连。

所述的防焦水冷夹套10位于输送机9的壳体出料端，与壳体焊接相连，冷却水自夹套底部进入，自夹套上部流出。

本发明给料装置通过阻旋料位计12对料位的测量控制及破拱装置8的打散效果降低了废塑料搭桥堵塞的风险，通过测温热电偶11对输送机9出料端的壳体温度监测及防焦水冷夹套10的降温效果降低了废塑料融黏堵塞的风险，从而提高了给料的连续性和稳定性。

本发明给料装置通过一级插板阀4和二级插板阀6的循环交替工作及隔离保护气5-1的喷吹置换，使储料管5中物料始终处于绝氧密封状态，避免空气泄漏进入下游热解设备，保证下游热解设备的缺氧或绝氧环境，保证热解过程的顺利进行，避免爆燃或爆炸等安全隐患。

本发明给料装置通过给料器2、一级插板阀4、二级插板阀6、输送机9的控制及阻旋料位计12的应用，实现了进料过程的全流程自动控制。

本发明给料装置通过多级故障预警处理系统，包括下料位计12-2的有料信号反馈长时间存在，代表可能出现架桥或堵料故障，于下料管3及缓存仓7开设的检修口3A、7A可有效地对故障进行处理；储料管5内的隔离保护气5-1喷吹口及输送机9壳体出料端的灭火保护气9-3喷吹口可对出现的涉火意外进行及时的灭火处理，对可能发生的故障和安全事故及时进行有效处置。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (11)

1.一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置，其特征在于包括进料斗、给料器、下料管、一级插板阀、储料管、二级插板阀、缓存仓、破拱装置、输送机、阻旋料位计；

进料斗为竖直放置的锥形斗，其上部开口作为进料斗进料口，进料斗的下部与给料器的壳体进料口相连；

给料器的壳体一端为进料端，另一端为出料端，进料端壳体外壁上开有竖直向上的给料器壳体进料口，出料端为水平的出料口，出料口设有一圈外法兰，与下料管的进料口外法兰连接；

下料管为竖直放置的直圆管，在其侧壁中部位置开孔，开孔处设置外法兰进而与给料器壳体出料口外法兰连接，下料管的下部出口设有一圈外法兰，与一级插板阀上法兰相连；

一级插板阀下法兰与储料管的上部进口外法兰相连；

储料管为竖直放置的直圆管，下法兰与二级插板阀上法兰相连；

二级插板阀下法兰与缓存仓的上部进口外法兰相连；

缓存仓为不规则的大倾角箱式结构，上部进口为竖直放置的直圆管，顶端设有一圈外法兰，与二级插板阀下法兰相连，下部出口与输送机的壳体进料口相连；

破拱装置位于缓存仓内，沿落料方向竖直布置，用于将落料进行多级打散，使下落物料变得蓬松分散，减少输送机的卡阻发生概率；

输送机的壳体一端为进料端，另一端为出料端，进料端壳体外壁上开有竖直向上的壳体进料口，出料端为水平的出料口，末端设有外法兰，与下游热解设备法兰相连；

阻旋料位计，采用机电位控原理，对料位接触测量，分为上料位计和下料位计，上料位计于储料管上四分之一高度处水平均匀布置三个，下料位计于缓存仓靠近底部的位置布置一个。

2.根据权利要求1所述的一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置，其特征在于所述的进料斗于进料口上方安装有密封门，于内壁安装振动破拱衬板，防止物料搭桥。

3.根据权利要求2所述的一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置，其特征在于所述的给料器、输送机壳体内设有螺旋叶片，叶片一端通过主轴伸出壳体进料端，另一端伸出出料口末端；主轴一端通过轴承座与电机及减速机相连，另一端与进料端壳体之间设有轴封，以保证主轴处的密封性。

4.根据权利要求3所述的一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置，其特征在于所述的一级插板阀、二级插板阀以与下料管垂直方向安装，执行机构为电机或气源，密封形式为有活动金属合页保护的软密封，通过执行机构驱动丝杠进而带动闸板在阀体内做水平往复运动，并有冗余设计的限位开关控制阀板闭合程度。

5.根据权利要求4所述的一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置，其特征在于所述的破拱装置为有轴螺旋结构，跨居于缓存仓，由电机及减速机作为执行机构驱动旋转，螺旋叶片自两端以相反旋向向中间聚集，将落料进行多级打散，使下落物料变得蓬松分散，减少输送机的卡阻发生概率。

6.根据权利要求5所述的一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置，其特征在于还包括防焦水冷夹套，所述的防焦水冷夹套，位于输送机的壳体出料端，与壳体焊接相连，冷却水自夹套底部进入，自夹套上部流出。

7.根据权利要求6所述的一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置，其特征在于还包括测温热电偶，所述的测温热电偶，位于输送机的壳体出料端，于测点位置将热电极插入壳体，监测出料端壳体温度。

8.根据权利要求7所述的一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置，其特征在于还包括两处检修口，分别设置于下料管侧壁和缓存仓下部。

9.根据权利要求8所述的一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置，其特征在于还包括两处保护气喷吹，分别为设置于储料管内的隔离保护气喷吹口和设置于输送机壳体出料端的灭火保护气喷吹口；隔离保护气喷吹口位于储料管下四分之一高度处，用于对储料管内物料中的空气进行置换；灭火保护气喷吹口设置于输送机壳体出料端的灭火保护气喷吹口，用于辅助消防灭火。

10.基于权利要求9所述的一种废塑料热解处理系统的密封自动给料方法，其特征在于包括如下自动进料步骤：

S1、当下料位计无料信号反馈时，二级插板阀保持关闭，一级插板阀和隔离保护气喷吹打开，废塑料通过进料斗进料口经给料器进入下料管进而落入储料管中；

S2、当三个上料位有两个反馈有料信号时，停止给料器运转，并关闭一级插板阀和隔离保护气喷吹，使物料在储料管内堆积，然后打开二级插板阀，物料经缓存仓内破拱装置打散以后，经输送机输送至出料口，二级插板阀随之关闭，等待下料位计无料信号反馈时，重新回到步骤S1进入下一轮自动进料步骤。

11.基于权利要求10所述的一种废塑料热解处理系统的密封自动给料装置及方法，其特征在于还包括给料装置的多级故障预警处理步骤：

当下料位计反馈的有料信号超过预设计时长时，代表可能出现架桥或堵料故障，通过下料管及缓存仓开设的检修口对故障进行处理；

通过采用储料管内的隔离保护气喷吹及输送机壳体出料端的灭火保护气喷吹对出现的涉火意外进行及时的灭火处理。

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