CN114540066A - 废塑料快速热解反应器 - Google Patents
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Abstract
废塑料快速热解反应器，包括反应釜，反应釜包括釜体、釜体的内腔设有搅拌装置，釜体的壁上设有加热装置，釜体的上部设有釜盖，釜体的底部设有物料排出口，釜体的内腔与氮气输送管的出气口相通，氮气输送管从釜体的侧壁或釜盖处穿出，釜体内腔的上部与热解油气输送管的进气口相通，热解油气输送管从釜体的侧壁或釜盖处穿出，釜体的上部或釜盖上设有进料口，釜体内腔的中下部填充有熔盐。其目的在于提供一种可实现废塑料快速升温、充分热解，有效解决在废塑料在热解过程中因受热不均产生结焦和热解不完全问题的废塑料快速热解反应器。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光热发电领域，具体地说涉及一种废塑料快速热解反应器。
背景技术
目前，对垃圾中废塑料的处理方式主要有填埋、焚烧、材料再生和化学回收4种方式，其中的化学回收法不仅能获得用途广泛的化工基础原料及燃料，而且污染较小，环保和经济效益明显。化学回收法包括热裂解、气化、液–气加氢等，其中废塑料热解制油是比较有前途的发展方向。
常见的废塑料包括PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)等。废塑料的完全热解产物中生物炭比例极低，主要产物是以C4～C12脂肪烃和环烃类以及C10～C22的链烷、环烷或芳烃为主的热解油，C1～C4的小分子热解气。通过调节反应速率、传热载体和传热方式可有效调节热解产热解油、热解气和生物炭的产品产率。但现有的废塑料热解都存在热解不够充分的问题，由于在废塑料在热解过程中因受热不均，会产生结焦和热解不完全，导致相当数量的塑料材料被作为废物排出，进而造成污染和浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可实现废塑料快速升温、充分热解，有效解决在废塑料在热解过程中因受热不均产生结焦和热解不完全问题的废塑料快速热解反应器。
本发明的废塑料快速热解反应器，包括反应釜，反应釜包括釜体、釜体的内腔设有搅拌装置，釜体的壁上设有加热装置，釜体的上部设有釜盖，釜体的底部设有物料排出口，釜体的内腔与氮气输送管的出气口相通，氮气输送管从釜体的侧壁或釜盖处穿出，釜体内腔的上部与热解油气输送管的进气口相通，热解油气输送管从釜体的侧壁或釜盖处穿出，釜体的上部或釜盖上设有进料口，釜体内腔的中下部填充有熔盐。
优选地，所述熔盐为硝酸钾和硝酸钠混合组成的硝酸二元熔盐。
优选地，所述釜体的外侧壁上设有保温层，所述加热装置为电加热装置。
优选地，所述釜体的外侧壁上设有耐高温液位开关。
优选地，所述进料口处设有进料管，进料管的出料口处设有密封门，密封门通过拨簧片安装在进料管的出料口处，密封门可在拨簧片的作用下向上翻转关闭进料管的出料口，密封门可在进料管中物料的下压作用下向下翻转打开进料管的出料口。
优选地，所述进料管的进料口与废塑料螺旋输送机的出料口相通。
优选地，所述进料口处设有进料管，进料管的出料口处设有密封门，密封门采用转销轴安装在进料管的出料口处，转销轴上设有扭簧，密封门可在扭簧的作用下向上翻转关闭进料管的出料口，密封门可在进料管中物料的下压作用下向下翻转打开进料管的出料口。
优选地，所述进料管的进料口与废塑料螺旋输送机的出料口相通。
本发明的废塑料快速热解反应器，其釜体内采用高温熔盐作为载热体，并通过搅拌装置让熔盐与废塑料更加充分地直接接触，由于熔盐比热较大储存热量较多，配合搅拌装置，可在两者接触瞬间可实现迅速均匀传热，并可让废塑料在反应器中有足够的停留时间，可完全热解，由于熔盐会将废塑料碎片包裹，由此可以更彻底实现绝氧热解，让塑料的热解更加充分彻底，并可有效避免现有热解装置中因物料受热不均和热解不完全而产生的结焦的问题。另外，本发明反应器结构相对简单且常规，加工制造成本低。因此，本发明的废塑料快速热解反应器具有可实现废塑料快速升温、充分热解，有效解决在废塑料在热解过程中因受热不均和热解不完全产生的结焦问题，避免残留的废塑料对环境造成污染的特点。
下面结合附图及实施例详述本发明。
附图说明
图1为本发明的废塑料快速热解反应器的结构示意图的主视图；
图2为本发明的废塑料快速热解反应器上进料管和拨簧片部分的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的废塑料快速热解反应器，包括反应釜，反应釜包括釜体1、釜体1的内腔设有搅拌装置2，釜体1的壁上设有加热装置3，釜体1的上部设有釜盖4，釜体1的底部设有物料排出口5，釜体1的内腔与氮气输送管6的出气口相通，氮气输送管6从釜体1的侧壁或釜盖4处穿出，釜体1内腔的上部与热解油气输送管7的进气口相通，热解油气输送管7从釜体1的侧壁或釜盖4处穿出，釜体1的上部或釜盖4上设有进料口8，釜体1内腔的中下部填充有熔盐。
本发明可让废塑料碎片与熔盐直接接触并彻底隔绝氧气，加上搅拌装置2的搅拌，让传热均匀且迅速，可以达到让废塑料快速热解，并且反应器的结构简单且常规，制造成本也很低。
本发明废塑料快速热解反应器，采用熔盐作为热载体，熔盐与废塑料直接接触，配合搅拌模块，可实现废塑料快速升温、充分热解，有效解决了因受热不均产生的结焦问题。
作为本发明的进一步改进，上述熔盐为硝酸钾和硝酸钠混合组成的硝酸二元熔盐。
作为本发明的进一步改进，上述釜体1的外侧壁上设有保温层，所述加热装置3为电加热装置。
作为本发明的进一步改进，上述釜体1的外侧壁上设有耐高温液位开关。
作为本发明的进一步改进，上述进料口8处设有进料管9，进料管9的出料口处设有密封门12，密封门12通过拨簧片13安装在进料管9的出料口处，密封门12可在拨簧片13的作用下向上翻转关闭进料管9的出料口，密封门12可在进料管9中物料的下压作用下向下翻转打开进料管9的出料口，进料管9的进料口与废塑料螺旋输送机10的出料口相通。
上述设计的目的是为了在进料结束后自动关闭进料管9的出料口，切断釜体1内腔与外界空气的接触，实现进料阶段的绝氧。
作为本发明的进一步改进，上述进料口8处设有进料管9，进料管9的出料口处设有密封门12，密封门12采用转销轴安装在进料管9的出料口处，转销轴上设有扭簧，密封门12可在扭簧的作用下向上翻转关闭进料管9的出料口，密封门12可在进料管9中物料的下压作用下向下翻转打开进料管9的出料口，进料管9的进料口与废塑料螺旋输送机10的出料口相通。
上述设计的目的是为了在进料结束后自动关闭进料管9的出料口，切断釜体1内腔与外界空气的接触，实现进料阶段的绝氧。
本发明的废塑料快速热解反应器，其密封门12可在拨簧片13的作用下向上翻转关闭进料管9的出料口，密封门12可在进料管9中物料的下压作用下向下翻转打开进料管9的出料口，可在进料结束后自动关闭进料管9的出料口，切断釜体1内腔与外界空气的接触，实现进料阶段的绝氧。
实施例1
某企业废聚苯乙稀(PS)、聚乙烯(PE)1:1混合物经干燥后分碎至2cm粒径，在最高温度为410℃(250～410℃的加热速率为15℃/10min)下进行热解，采用固定床热解反应器，设定热解温度为410℃，并用分馏装置对汽油、石脑油、煤油、柴油、燃油和不凝气进行分级收集，最终的油品产率为68％、气体产率为19％、由于废聚苯乙稀(PS)、聚乙烯(PE)中的碳元素结焦造成的固体残渣为13％。
采用本发明废塑料快速热解反应器进行热解反应，设定熔盐加热终温为410℃时，热解油的产率约91％，热解气产率约9％，无固体残留。
实施例2
聚丙烯(PP)塑料颗粒在外加热式搅拌反应釜中，使用100rpm的搅拌速度加强换热，在440℃温度下热解，热解不完全，釜壁上有结焦现象，最终热解油产率约83％、热解气产率约11％。
采用本发明废塑料快速热解反应器进行热解反应，温度设定在420℃，热解后经冷凝，最终热解油产率约90％、热解气产率约10％，无固体残留。
本发明的废塑料快速热解反应器，其釜体1内采用高温熔盐作为载热体，并通过搅拌装置2让熔盐与废塑料更加充分地直接接触，由于熔盐比热较大储存热量较多，配合搅拌装置，可在两者接触瞬间可实现迅速均匀传热，并可让废塑料在釜体1内有足够的停留时间，可完全热解，由于熔盐会将废塑料碎片包裹，由此可以更彻底实现绝氧热解，让塑料的热解更加充分彻底，并可有效避免现有热解装置中因物料受热不均和热解不完全而产生的结焦的问题。另外，本发明反应器结构相对简单且常规，加工制造成本低。因此，本发明的废塑料快速热解反应器具有可实现废塑料快速升温、充分热解，有效解决在废塑料在热解过程中因受热不均和热解不完全产生的结焦问题，避免残留的废塑料对环境造成污染的特点。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.废塑料快速热解反应器，其特征是：包括反应釜，反应釜包括釜体(1)、釜体(1)的内腔设有搅拌装置(2)，釜体(1)的壁上设有加热装置(3)，釜体(1)的上部设有釜盖(4)，釜体(1)的底部设有物料排出口(5)，釜体(1)的内腔与氮气输送管(6)的出气口相通，氮气输送管(6)从釜体(1)的侧壁或釜盖(4)处穿出，釜体(1)内腔的上部与热解油气输送管(7)的进气口相通，热解油气输送管(7)从釜体(1)的侧壁或釜盖(4)处穿出，釜体(1)的上部或釜盖(4)上设有进料口(8)，釜体(1)内腔的中下部填充有熔盐。
2.如权利要求1所述的废塑料快速热解反应器，其特征是：所述熔盐为硝酸钾和硝酸钠混合组成的硝酸二元熔盐。
3.如权利要求2所述的废塑料快速热解反应器，其特征是：所述釜体(1)的外侧壁上设有保温层，所述加热装置(3)为电加热装置。
4.如权利要求3所述的废塑料快速热解反应器，其特征是：所述釜体(1)的外侧壁上设有耐高温液位开关。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的废塑料快速热解反应器，其特征是：所述进料口(8)处设有进料管(9)，进料管(9)的出料口处设有密封门(12)，密封门(12)通过拨簧片(13)安装在进料管(9)的出料口处，密封门(12)可在拨簧片(13)的作用下向上翻转关闭进料管(9)的出料口，密封门(12)可在进料管(9)中物料的下压作用下向下翻转打开进料管(9)的出料口。
6.如权利要求5所述的废塑料快速热解反应器，其特征是：所述进料管(9)的进料口与废塑料螺旋输送机的出料口相通。
7.如权利要求1至4中任何一项所述的废塑料快速热解反应器，其特征是：所述进料口(8)处设有进料管(9)，进料管(9)的出料口处设有密封门(12)，密封门(12)采用转销轴安装在进料管(9)的出料口处，转销轴上设有扭簧，密封门(12)可在扭簧的作用下向上翻转关闭进料管(9)的出料口，密封门(12)可在进料管(9)中物料的下压作用下向下翻转打开进料管(9)的出料口。
8.如权利要求7所述的废塑料快速热解反应器，其特征是：所述进料管(9)的进料口与废塑料螺旋输送机的出料口相通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220527 |