CN116870802A - 工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，包括釜体，所述釜体的内部通过轴承转动连接有传动轴，所述传动轴的底部设有驱动机构，所述传动轴的顶部固定连接有动力传输盘，所述动力传输盘的一侧固定连接有多个滑动环，多个所述滑动环的内部转动连接有反应釜，多个所述叉阀配合管的外侧固定连接有传动齿轮，所述釜体的内壁固定连接有内齿圈，所述内齿圈与传动齿轮啮合连接，通过设置多个反应釜和叉阀配合管，并且将叉阀配合管与裂解气混合旋转阀配合连接，混杂废塑料在反应釜内迅速裂解，产生的裂解气体经过动态反应釜裂解气无泄漏连续收集。

Description

工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备
技术领域
本发明涉及厢式裂解技术领域，具体为工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备。
背景技术
混杂废塑料的资源化利用目前行业内主要是利用传统的回转窑对其进行裂解处理，但混杂废塑料中含有大量的PVC，裂解过程中会产生大量的含氯化合物，会严重腐蚀设备导致裂解设备无法长期安全运行；并且裂解产生的有毒有害的气体极易泄漏到环境中，对大气、人体产生严重的威胁。由于回转窑体积较大，在混杂废塑料裂解过程中无法根据混杂废塑料的PVC特性，有针对性的调控裂解过程中的温度、压力等关键工艺参数，使的裂解过程中的含氯化合物大大降低了裂解产物的品质和产量。从而导致目前行业内混杂废塑料主要集中在减量化处理，裂解产物的品质无法达到精细化的调控的要求，只能通过对裂解温度(一般维持在550℃，无法改变裂解温度)和压力(一般微正压，压力范围无法调节)的粗控制实现整个裂解过程，导致裂解产物品质较差，收益较低。
发明内容
本发明的目的在于提供工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，包括釜体，所述釜体的内部通过轴承转动连接有传动轴，所述传动轴的底部设有驱动机构，所述传动轴的顶部固定连接有动力传输盘，所述动力传输盘的一侧固定连接有多个滑动环，多个所述滑动环的内部转动连接有反应釜，多个所述叉阀配合管的外侧固定连接有传动齿轮，所述釜体的内壁固定连接有内齿圈，所述内齿圈与传动齿轮啮合连接，所述反应釜的顶部和底部均转动连接有转动拨叉，所述转动拨叉的底部固定连接有反应釜盖，所述反应釜盖的顶部连接有叉阀，所述叉阀的顶部设有上下游动组件，所述上下游动组件的顶部设有叉阀配合管，所述叉阀配合管的远离叉阀的一端连接有裂解气混合旋转阀，所述裂解气混合旋转阀的顶部固定连接有裂解气收集组件。
作为优选，还包括排料管，所述釜体的一侧固定连接有排料管，所述排料管的内部转动连接有输送螺杆，所述输送螺杆的中部固定连接有螺杆挡板，所述传动轴的外侧固定连接有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮的外侧啮合连接有从动锥齿轮，所述从动锥齿轮与输送螺杆固定连接。
作为优选，所述传动轴的底部安装有小链轮调节阀，所述小链轮调节阀的底部安装有旋转接头，所述旋转接头的一侧连接有高温氮气入口和氮气出口。
作为优选，所述驱动机构包括小链轮和减速电机，所述小链轮安装在传动轴外侧，所述小链轮通过链条传动连接有大链轮，所述大链轮置于减速电机的输出端。
作为优选，所述动力传输盘的外侧设有电磁控制开关。
作为优选，所述釜体的侧边插有主加热管路和第二加热管路，所述第二加热管路的中部设有高温电磁阀，所述釜体的内部设有大通道和小通道，所述高温电磁阀与小通道连通，所述主加热管路与大通道连接。
作为优选，所述叉阀包括裂解气体沉降过滤组件，所述裂解气体沉降过滤组件置于反应釜盖的顶部，所述裂解气体沉降过滤组件的顶部设有活动配合组件，所述活动配合组件的内部滑动连接有活动密封组件。
作为优选，所述釜体的外侧固定连接有两个气缸支撑板，位于上方的所述气缸支撑板顶部固定连接有进料气缸，位于下方的所述气缸支撑板的底部固定连接有卸料气缸，且所述进料气缸的输出端转动连接有进料构件，所述卸料气缸的输出端转动连接有下料构件，所述进料构件与下料构件延伸至釜体内，且所述进料构件与反应釜上方的反应釜盖接触，所述下料构件与反应釜下方的反应釜盖接触。
作为优选，所述釜体的顶部设有厢式裂解炉盖固定板，所述釜体通过厢式裂解炉盖固定板安装有厢式裂解炉盖，所述厢式裂解炉盖的顶部固定连接有进料盖。
作为优选，所述釜体的底部固定连接有底座。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置多个反应釜和叉阀配合管，并且将叉阀配合管与裂解气混合旋转阀配合连接，混杂废塑料在反应釜内迅速裂解，产生的裂解气体经过动态反应釜裂解气无泄漏连续收集；通过一个动力源带动反应釜和输送螺杆运动，实现了裂解反应釜和裂解炭黑两个功能区的运动，减少了能源消耗通过系统中预设的混杂废塑料中各单体塑料所占比重所对应的进料量和裂解工艺条件对整个裂解过程进行精细化调控，从而实现对混杂废塑料裂解产物进行调控的目标，大大提高了混杂废塑料裂解产物的品质，提高其经济附加值；通过高温电磁阀与釜体中的小通道管路相连，厢式裂解炉主体系统温度达到预设温度后，通过高温电磁阀控制第二加热管路的通断，实时为釜体再次进行供热，避免受热不均匀的问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的卸料气缸结构示意图；
图3为本发明反应釜的结构示意图；
图4为本发明叉阀配合管的结构示意图；
图5为本发明的滑动环结构示意图；
图6为本发明的叉阀结构示意图；
图7为本发明A处放大图；
图8为本发明B处放大图；
图9为本发明的大通道与小通道结构示意图。
图中：1、主加热管路；2、第二加热管路；3、高温电磁阀；4、气缸支撑板；5、进料气缸；6、进料构件；7、厢式裂解炉盖；8、进料盖；9、厢式裂解炉盖固定板；10、大链轮；11、减速电机；12、链条；13、高温氮气入口；14、氮气出口；15、旋转接头；16、小链轮调节阀；17、小链轮；18、传动轴；19、釜体；20、底座；21、大通道；22、小通道；23、轴承；24、主动锥齿轮；25、内齿圈；26、传动齿轮；27、反应釜；28、转动拨叉；29、裂解气收集组件；30、上下游动组件；31、反应釜盖；32、从动锥齿轮；33、螺杆挡板；34、输送螺杆；35、滑动环；36、动力传输盘；37、电磁控制开关；38、叉阀；381、裂解气体沉降过滤组件；382、活动配合组件；383、活动密封组件；39、叉阀配合管；40、裂解气混合旋转阀；41、下料构件；42、卸料气缸；43、排料管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图9，本发明提供一种技术方案：工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，包括釜体19，釜体19的内部通过轴承23转动连接有传动轴18，传动轴18的底部设有驱动机构，传动轴18的顶部固定连接有动力传输盘36，动力传输盘36的一侧固定连接有多个滑动环35，多个滑动环35的内部转动连接有反应釜27，多个叉阀配合管39的外侧固定连接有传动齿轮26，釜体19的内壁固定连接有内齿圈25，内齿圈25与传动齿轮26啮合连接，反应釜27的顶部和底部均转动连接有转动拨叉28，转动拨叉28的底部固定连接有反应釜盖31，反应釜盖31的顶部连接有叉阀38，叉阀38的顶部设有上下游动组件30，上下游动组件30的顶部设有叉阀配合管39，叉阀配合管39的远离叉阀38的一端连接有裂解气混合旋转阀40，裂解气混合旋转阀40的顶部固定连接有裂解气收集组件29。
可以理解的是，通过裂解气混合旋转阀40来实现的，在反应釜27中会持续产生裂解气体，为了防止其泄漏，叉阀38与叉阀38配合管会一直随着反应釜27的旋转而旋转，此时是通过裂解气混合旋转阀40来实现的，裂解气混合旋转阀40与b1出口管路中存在密封结构，是通过b1出口管路与裂解气混合旋转阀40接触部分b1出口管路焊接螺纹迷宫结构并在裂解气混合旋转阀40相应部位加装石墨盘根实现其旋转过程中的动态密封,减速电机11通过大链轮10将动力传递到链条12上，链条12的另一端与小链轮17连接将动力传递到传动轴18上，传动轴18与动力传输盘36通过螺栓连接将动力传递到滑动环35上，滑动环35与反应釜27配合实现反应釜27的运动；反应釜27的运动称之为“公转”，在公转动力的带动下，通过内齿圈25，传动齿轮26及滑动环35实现反应釜27的自转。
参阅图3，还包括排料管43，釜体19的一侧固定连接有排料管43，排料管43的内部转动连接有输送螺杆34，输送螺杆34的中部固定连接有螺杆挡板33，传动轴18的外侧固定连接有主动锥齿轮24，主动锥齿轮24的外侧啮合连接有从动锥齿轮32，从动锥齿轮32与输送螺杆34固定连接。
可以理解的是，传动轴18在传动过程中通过主动锥齿轮24传递到从动锥齿轮32然后传递到螺杆挡板33和输送螺杆34，实现裂解炭黑的输送。
参阅图5，传动轴18的底部安装有小链轮调节阀16，小链轮调节阀16的底部安装有旋转接头15，旋转接头15的一侧连接有高温氮气入口13和氮气出口14。
可以理解的是，并将其通入旋转接头15中的高温氮气入口13，在通过传动轴18中的高温氮气通道经过动力传输盘36中的高温氮气通道，并通过电磁控制开关37控制高温氮气通道的开启与关闭将其经过滑动环35中的高温氮气通道持续通入反应釜27中，反应釜27为上下对称分布结构，分别与水平面呈25～35°夹角，上下部分比中间部分薄15～25％，从而反应釜内部呈现流线型倒三角结构，有利于混杂废塑料的快速进入和裂解残渣的快速卸出。
参阅图3、图7，驱动机构包括小链轮17和减速电机11，小链轮17安装在传动轴18外侧，小链轮17通过链条12传动连接有大链轮10，大链轮10置于减速电机11的输出端。
可以理解的是，减速电机11通过大链轮10将动力传递到链条12上，链条12的另一端与小链轮17连接将动力传递到传动轴18上，传动轴18与动力传输盘36通过螺栓连接将动力传递到滑动环35上，滑动环35与反应釜27配合实现反应釜27的运动；同时在传动轴18的相应位置安装锥齿轮，并通过锥齿轮将运动传递到输送螺杆34，实现裂解炭黑的输送过程。
参阅图5，动力传输盘36的外侧设有电磁控制开关37。
可以理解的是，通过高温电磁阀3控制第二加热管路2的通断，辅助为釜体19再次进行供热，使得反应釜27达到450℃的温度；根据混杂废塑料的组分不同，导致各反应釜27都有不同的裂解温度需求，此时需要通过高频电阻加热常温氮气使得氮气温度升高到600℃，在3.2Mpa压力的作用下，如果需要升高的温度更高则需要进一步提高压力即可，并将其通入旋转接头15中的高温氮气入口13，在通过传动轴18中的高温氮气通道经过动力传输盘36中的高温氮气通道，并通过电磁控制开关37控制高温氮气通道的开启与关闭将其经过滑动环35中的高温氮气通道持续通入反应釜27中，使其维持系统预设的裂解温度，旦高温氮气经过反应釜27后，会在随着滑动环35中的氮气循环回路途径动力传输盘36、传动轴18中的氮气循环回路进入旋转接头15中氮气出口14到氮气加热系统中继续加热循环。
参阅图1、图9，釜体19的侧边插有主加热管路1和第二加热管路2，第二加热管路2的中部设有高温电磁阀3，釜体19的内部设有大通道21和小通道22，高温电磁阀3与小通道22连通，主加热管路1与大通道21连接。
可以理解的是，大通道21的热量入口是小通道22热量的出口，并且小通道22的加热长度是梯级变化的，从大通道21出口出最长，依次递减，每次递减小通道22长度的3-5％作用，直至递减到大通道21长度中间，然后在重新按照小通道22加热长度变化规律循环。
参阅6，叉阀38包括裂解气体沉降过滤组件381，裂解气体沉降过滤组件381置于反应釜盖31的顶部，裂解气体沉降过滤组件381的顶部设有活动配合组件382，活动配合组件382的内部滑动连接有活动密封组件383。
可以理解的是，通过叉阀38与叉阀38配合管相互配合实现，在反应釜27上方焊接叉阀38，叉阀38由部分组成，分别是裂解气体沉降过滤组件381和活动配合组件382；活动密封组件383，在反应釜盖31的开启过程中活动配合组件382外表面的棱型结构与叉阀38配合管中的内凹结构相互配合，能够实现叉阀38在反应釜盖31的开启过程中上下运动，为了防止裂解气在叉阀38上下运动过程中的泄漏，必须要通过活动密封组件383中加入石墨盘根结构，石墨盘根结构的定位与安装是在叉阀38配合管内部，通过活动配合组件382与活动密封组件383相互配合从而实现叉阀38在反应釜盖31的开启过程中上下运动。在上述结构中裂解气体沉降过滤组件381主要是过滤裂解气体中的残渣及未分解的废塑料残片，通过该装置使其再次落入反应釜27中。
参阅图1、图2，釜体19的外侧固定连接有两个气缸支撑板4，位于上方的气缸支撑板4顶部固定连接有进料气缸5，位于下方的气缸支撑板4的底部固定连接有卸料气缸42，且进料气缸5的输出端转动连接有进料构件6，卸料气缸42的输出端转动连接有下料构件41，进料构件6与下料构件41延伸至釜体19内，且进料构件6与反应釜27上方的反应釜盖31接触，下料构件41与反应釜27下方的反应釜盖31接触。
可以理解的是，待反应釜27内混杂废塑料裂解完全后运动到进料构件6下方，进料气缸5带动进料构件6作用于反应釜盖31，反应釜盖31绕转动拨叉28转动运动，呈现反应釜盖31打开，将混杂废塑料沿a进口至进料盖8进入到反应釜27内实现混杂废塑料的进料；与此同时，在进料气缸5带动进料构件6作用于反应釜盖31之前的5～10秒，具体时间根据反应釜27内混杂混杂废塑料总量来定，卸料气缸42通过卸料气缸42将反应釜27底部的反应釜盖31顶开，其运动过程与上述过程相同，实现裂解炭黑的迅速卸出。
参阅图1、图2，釜体19的顶部设有厢式裂解炉盖固定板9，釜体19通过厢式裂解炉盖固定板9安装有厢式裂解炉盖7，厢式裂解炉盖7的顶部固定连接有进料盖8，釜体19的底部固定连接有底座20。
可以理解的是，厢式裂解炉盖7的顶部安装有b出口，裂解气收集组件29顶部设有b1出口，所述厢式裂解炉盖7顶部设有b2出口，且b1出口与b2出口与b出口连接，在反应釜27打开与关闭过程中，会有一部分裂解气体进入釜体19内，为此，反应釜27与釜体19内裂解气体收集装置，在厢式裂解炉盖7分别开设b1出口和b2出口，其中b1出口主要用于收集反应釜27中产生的裂解气体，b2出口主要用于收集釜体19内的裂解气体
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，包括釜体(19)，其特征在于：所述釜体(19)的内部通过轴承(23)转动连接有传动轴(18)，所述传动轴(18)的底部设有驱动机构，所述传动轴(18)的顶部固定连接有动力传输盘(36)，所述动力传输盘(36)的一侧固定连接有多个滑动环(35)，多个所述滑动环(35)的内部转动连接有反应釜(27)，多个所述叉阀配合管(39)的外侧固定连接有传动齿轮(26)，所述釜体(19)的内壁固定连接有内齿圈(25)，所述内齿圈(25)与传动齿轮(26)啮合连接，所述反应釜(27)的顶部和底部均转动连接有转动拨叉(28)，所述转动拨叉(28)的底部固定连接有反应釜盖(31)，所述反应釜盖(31)的顶部连接有叉阀(38)，所述叉阀(38)的顶部设有上下游动组件(30)，所述上下游动组件(30)的顶部设有叉阀配合管(39)，所述叉阀配合管(39)的远离叉阀(38)的一端连接有裂解气混合旋转阀(40)，所述裂解气混合旋转阀(40)的顶部固定连接有裂解气收集组件(29)。
2.根据权利要求1所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，其特征在于：还包括排料管(43)，所述釜体(19)的一侧固定连接有排料管(43)，所述排料管(43)的内部转动连接有输送螺杆(34)，所述输送螺杆(34)的中部固定连接有螺杆挡板(33)，所述传动轴(18)的外侧固定连接有主动锥齿轮(24)，所述主动锥齿轮(24)的外侧啮合连接有从动锥齿轮(32)，所述从动锥齿轮(32)与输送螺杆(34)固定连接。
3.根据权利要求1所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，其特征在于：所述传动轴(18)的底部安装有小链轮调节阀(16)，所述小链轮调节阀(16)的底部安装有旋转接头(15)，所述旋转接头(15)的一侧连接有高温氮气入口(13)和氮气出口(14)。
4.根据权利要求1所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，其特征在于：所述驱动机构包括小链轮(17)和减速电机(11)，所述小链轮(17)安装在传动轴(18)外侧，所述小链轮(17)通过链条(12)传动连接有大链轮(10)，所述大链轮(10)置于减速电机(11)的输出端。
5.根据权利要求1所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，其特征在于：所述动力传输盘(36)的外侧设有电磁控制开关(37)。
6.根据权利要求1所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，其特征在于：所述釜体(19)的侧边插有主加热管路(1)和第二加热管路(2)，所述第二加热管路(2)的中部设有高温电磁阀(3)，所述釜体(19)的内部设有大通道(21)和小通道(22)，所述高温电磁阀(3)与小通道(22)连通，所述主加热管路(1)与大通道(21)连接。
7.根据权利要求1所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，其特征在于：所述叉阀(38)包括裂解气体沉降过滤组件(381)，所述裂解气体沉降过滤组件(381)置于反应釜盖(31)的顶部，所述裂解气体沉降过滤组件(381)的顶部设有活动配合组件(382)，所述活动配合组件(382)的内部滑动连接有活动密封组件(383)。
8.根据权利要求1所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，其特征在于：所述釜体(19)的外侧固定连接有两个气缸支撑板(4)，位于上方的所述气缸支撑板(4)顶部固定连接有进料气缸(5)，位于下方的所述气缸支撑板(4)的底部固定连接有卸料气缸(42)，且所述进料气缸(5)的输出端转动连接有进料构件(6)，所述卸料气缸(42)的输出端转动连接有下料构件(41)，所述进料构件(6)与下料构件(41)延伸至釜体(19)内，且所述进料构件(6)与反应釜(27)上方的反应釜盖(31)接触，所述下料构件(41)与反应釜(27)下方的反应釜盖(31)接触。
9.根据权利要求1所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，其特征在于：所述釜体(19)的顶部设有厢式裂解炉盖固定板(9)，所述釜体(19)通过厢式裂解炉盖固定板(9)安装有厢式裂解炉盖(7)，所述厢式裂解炉盖(7)的顶部固定连接有进料盖(8)。
10.根据权利要求1所述的工业连续化精准调控混杂废塑料厢式裂解装备，其特征在于：所述釜体(19)的底部固定连接有底座(20)。
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