CN201071356Y - 废塑料连续裂解设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种废塑料裂解的设备，特别涉及一种废塑料连续裂解的设备。它是在外壳内设置螺旋推进机构，外壳前部设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，后部设置有固态载热体及固态生成物出口。本实用新型采用合理高效的设备实现了塑料裂解的连续生产及其自动化。而且，本设备还为尾气处理及利用等后期处理进行了多方面的准备，使其能够达到环保要求，并实现了成本的降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种废塑料裂解的设备，特别涉及一种废塑料连续裂解的设备。
背景技术
塑料属于高分子碳氢聚合物，其本身是石油产品中的烃类经聚合反应构成的高分子聚合物，由于其难以在自然界中自然降解，对环境造成了极大的污染。现在可以通过裂解的方法将构成塑料的高分子聚合物大分子链打开，使其还原为小分子链的化合物，由于小分子化合物一般为符合燃油组分的碳氢化合物，经过分馏和精制一般可以得到汽油、柴油和燃气，这样就解决了废塑料对于环境的污染同时具有很高的经济价值和环保效益，也为解决现在日益严重的能源危机提供了新的途径。
但是现有的裂解方法一般采用将废塑料一次性置入反应釜内采用煤或电作为热源，在催化剂的催化下加热使其裂解，对裂解气进行分馏冷凝得到粗制燃油，而现有的反应釜一般只可以单次进行裂解，这样的方法及设备只能分批次处理废塑料，无法达到工业上要求的连续化生产，处理速度慢、所得油品质量很低；由于反应釜采用的是直接加热的方法，导致反应釜易燃易爆等问题的发生，同时由于反应釜直接受热会对反应釜造成过大的损耗减少整套设备的使用寿命增加生产的成本；由于现有设备无法进行连续化生产也就无法及时有效的对生产过程中产生的废气废渣进行处理，造成对环境的污染。现有技术中虽然提供了多种可连续工业化生产的废塑料油化装置，能够在一定程度上解决达到连续生产的目的，但是其在裂解过程中废塑料受热不均匀，造成塑料裂解不彻底影响了最终的油品收率，同时也会造成部分塑料受热过快而直接烧焦形成焦渣也会影响裂解反应的正常进行，同时增加生产过程中对于排渣处理和后期对大量废渣处理的成本。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的设备是根据在裂解器内与原料混合并同向运动的携带热量的固态载热体流对原料进行加热实现连续裂解的原理设计的，能够实现塑料裂解的连续生产及其自动化降低了生产的成本。
本实用新型所提供的裂解设备包括外壳，在外壳内设置螺旋推进机构，外壳前部设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，后部设置有固态载热体及固态生成物出口。该设备能够实现将原料及固态载热体的混合物推进，在其运动过程中完成裂解。
由于在裂解过程中生成裂解气，因此，应当在螺旋推进机构的叶片上设置通气孔，对裂解气进行疏导，以便排出；并且减少螺旋叶片间的气压，保证工作环境的安全稳定。
由于裂解器内原料与固态载热体的重量较大，且较粘稠，其运动阻力较大，可以在螺旋推进机构的叶片上设置向物料前进方向弯折的边缘，起到翻动和加强的作用。由于该结构能实现对原料的搅拌，帮助实现充分裂解，并且防止固态载热体在叶片的边缘处受到挤压，保证设备的正常运行。
要实现连续裂解，需要保证裂解器各部分的密封，对于原料的进出口处的密封，均可采有现有技术实现，为了达到最好的效果本实用新型采用了在原料进口处采用熔融料密封而在固态载热体进口则采用动态流体密封及料堆密封，可采用在该进料口处设置有倾斜的开口渐大的固态载热体输送斗的方式实现，特别是可以采用开口渐大的防架桥偏心输送斗，这种结构能够使固态载热体在输入口堆集而实现密封。
本实用新型中，对固态载热体的加热由与固态载热体输送斗的入口端接加热炉完成，加热炉包括带有螺旋通道的加热室，该螺旋加热室下底通过筛网连接残渣储斗，螺旋加热室上端的入口连接裂解器外壳上的固态载热体及固态生成物出口。对固态载热体的加热可以通过直烧的形式实现。如果能够达到所需的温度，直烧可以一次完成，也可以通过多级加热完成，例如，在螺旋加热室与固态载热体输送斗之间有装有油/气加热器的倾斜加热通道。在此对固态载热体二次直烧，提升其温度。在该结构中，在螺旋加热室与固态载热体输送斗之间有装有油/气加热器的倾斜加热通道。这样，在倾斜加热通道中形成两个或更多个腔体，使热气能够在其中回旋，从而充分对固态载热体进行加热。
本实用新型设备的进料口及固态生成物出料口处的密封结构可以采用现有技术，也可采用下述结构：在进料口及固态生成物出料口处分别有输送管与其连接，输送管内装有螺旋推进机构空腔；与进料口连接的输送管为带有进、出口的空腔，输送管中的螺旋推进机构为螺距渐小的结构。这种结构保证了裂解器的密封效果，而且，进料口输送管的结构能够利用热载体在进入裂解器的同时对其进行预热，使原料在进入裂解器时能够成为熔融状态，以使裂解迅速完成、减小裂解器本身的设备投入、降低成本，还能实现对加热炉工作时产生的烟气中余热的利用，使本实用新型的整个设备更加完善。
本实用新型的裂解器采用了携带热量的固态载热体流进行直接加热的原理进行设计，在固态载热体与原料同向运动过程中，原料与固态载热体混合并粘附在其表面，使原料与固态载热体大面积直接接触并快速受热，从而解决了因塑料导热效果差而造成的废塑料受热不均匀、裂解不彻底的难题，还能够提高反应速度达到快速裂解。完成裂解后的固态载热体还会将生成的固态物带出裂解设备，同时解决了在裂解器中固体残留物结块成焦渣不利于工业化连续生产的问题。在固态载热体的在裂解器内的运动过程中，还能够将裂解后产生的固体残留物细化，以方便后期的处理。在上述过程中，可以直接将固态塑料原料送入裂解器内，但为了达到更好的效果，一般将原料预热至熔融状后进入裂解器内；裂解后的裂解气连续排出，之后可通过固定催化床或其它方式进一步进行催化裂解，然后进入分馏塔进行分馏，分馏所得不同组分的油气经冷凝塔冷凝后采用不同工艺加以调整即可得到各种较高品质的轻质油；对于不能冷凝的气体可作为燃料在本实用新型的加热炉中燃烧对固态载热体进行加热；在加热炉中固态载热体被加热，其表面附着的裂解残留可燃物会被迅速的燃烧，不燃物及灰分会随燃烧后产生的烟气排出燃烧炉外，为了达到无害排放的目的，烟气还需要通过除尘设备除去其中的有害物质，所得残留灰分及不燃物由于颗粒极小可作为建筑材料进行二次利用，通过除尘设备的烟气中依然含有大量的热能，因此可利用其对原料进行预热，这样就可以达到环保的要求，从而完成整个的生产过程。
本实用新型采用合理高效的裂解设备 ，使得处理速度和裂解所得的油品质量有了极大的提高，实现了塑料裂解的连续生产及其自动化，由于采用了固态载热体作为 载热体，大大降低了设备的损耗，延长的设备的使用寿命降低了成本。而且本设备还为尾气处理及利用等后期处理进行了多方面的完善的准备，使其能够达到环保要求，并实现了成本的降低。
附图说明
图1为实施例18中裂解器设备结构图；
图2为图1的B向视图；
图3为图1的A-A视图；
图4为实施例18中加热设备结构剖视图；
图5为实施例18中加热设备俯视图的部分剖视图；
其中，1、外壳，2、进料口，3、裂解气出口，4、螺旋推进机构，5、通气孔，6、反清扫螺旋片，7、固态载热体及固态生成物出口，8、固态载热体输入口，9、油/气加热器，10、导向螺旋片，11、旋带，12、螺旋加热室，13、烟气出口，14、固态载热体进口，15、筛网，16、蝶阀，17、残渣储斗，18、耐火板，19、倾斜加热通道，20、固态载热体输送斗，21、固态载热体出口，22、检修口。
具体实施方式
实施例1：
本实施例包括裂解器外壳，在其外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。
在使用时，原料由进料口不断进入外壳内，在螺旋推进机构的推动下连续运动，在此过程中，由固态载热体输入口连续进入的固态载热体与原料混合，并对原料进行加热，使其完成裂解。裂解后生成的裂解气由裂解器出口连续排出，生成的固态物质及固态载热体连续排出。本实施例的其它部分采用现有技术。
本实施例也可以用于不连续裂解工艺。
实施例2：
本实施例包括裂解器外壳，外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。在螺旋推进机构的叶片上带有通气孔。本实施例的其它部分采用现有技术。
在使用时，原料由进料口不断进入裂解器内，在螺旋推进机构的推动下连续运动，在此过程中，由固态载热体输入口连续进入的固态载热体与原料混合，并对原料进行加热，使其完成裂解。裂解后生成的裂解气由裂解器出口连续排出，生成的固态物质及固态载热体连续排出。螺旋推进机构叶片上的通气孔用于在叶片之间导出裂解气，从而提高设备运行的安全性。
实施例3：
本实施例包括裂解器外壳，在其外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。螺旋推进机构的叶片上有向物料前进方向弯折的边缘。本实施例的其它部分采用现有技术。
与实施例1相比，本实施例对推进机构的叶片进行了改进，以促进原料和固态载热体的运动和混合，提高裂解效率，改善裂解效果。
实施例4：
本实施例包括裂解器外壳，在其外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。固态载热体输入口处设置有开口渐大的防架桥偏心输送斗。本实施例的其它部分采用现有技术。
在实施例1的基础上，本实施例进一步改善了固态载热体输入口处的结构，从而以合理的结构实现该处的密封。
实施例5：
本实施例包括裂解器外壳，在其外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。固态载热体输送斗的入口端接加热炉，加热炉包括带有螺旋通道的加热室，该螺旋加热室下底通过筛网接残渣储斗。螺旋加热室上端的入口接裂解器外壳上的固态载热体及固态生成物出口。本实施例的其它部分采用现有技术。
本实施例中采用了新式结构的固态载热体加热机构，该加热机构能够帮助实现裂解工艺的连续完成，并在对固态载热体的加热过程中将其上粘附的裂解生成物同时去除。
实施例6：
本实施例包括裂解器外壳，外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。在螺旋推进机构的叶片上带有通气孔。螺旋推进机构的叶片上有向物料前进方向弯折的边缘。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例7：
本实施例包括裂解器外壳，在其外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。螺旋推进机构的叶片上有向物料前进方向弯折的边缘。固态载热体输入口处设置有开口渐大的防架桥偏心输送斗。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例8：
本实施例包括裂解器外壳，在其外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。在螺旋推进机构的叶片上带有通气孔。固态载热体输送斗的入口端接加热炉，加热炉包括带有螺旋通道的加热室，该螺旋加热室下底通过筛网接残渣储斗，螺旋加热室上端的入口接裂解器外壳上的固态载热体及固态生成物出口。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例9：
本实施例包括裂解器外壳，在其外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。螺旋推进机构的叶片上带有通气孔。固态载热体输入口处设置有开口渐大的防架桥偏心输送斗。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例10：
本实施例包括其外壳，在其外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。螺旋推进机构的叶片上有向物料前进方向弯折的边缘。固态载热体输送斗的入口端接加热炉，加热炉包括带有螺旋通道的加热室，该螺旋加热室下底通过筛网接残渣储斗，螺旋加热室上端的入口接裂解器外壳上的固态载热体及固态生成物出口。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例11：
本实施例包括裂解器外壳，在其外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。固态载热体输入口处设置有开口渐大的固态载热体输送斗，它采用偏心的结构形式，其角度能够防止物料架桥现象的出现。固态载热体输送斗的入口端接加热炉，加热炉包括带有螺旋通道的加热室，该螺旋加热室下底通过筛网接残渣储斗，螺旋加热室上端的入口接裂解器外壳上的固态载热体及固态生成物出口。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例12：
本实施例包括裂解器外壳，外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。在螺旋推进机构的叶片上带有通气孔。螺旋推进机构的叶片上有向物料前进方向弯折的边缘。固态载热体输入口处设置有开口渐大的防架桥偏心输送斗。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例13：
本实施例包括裂解器外壳，外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。在螺旋推进机构的叶片上带有通气孔。螺旋推进机构的叶片边缘处有向物料前进方向弯折的边缘。固态载热体输送斗的入口端接加热炉，加热炉包括带有螺旋通道的加热室，该螺旋加热室下底通过筛网接残渣储斗，螺旋加热室上端的入口接裂解器外壳上的固态载热体及固态生成物出口。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例14：
本实施例包括裂解器外壳，外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。螺旋推进机构的叶片上有向物料前进方向弯折的边缘。固态载热体输入口处设置有开口渐大的防架桥偏心输送斗。固态载热体输送斗的入口端接加热炉，加热炉包括带有螺旋通道的加热室，该螺旋加热室下底通过筛网连接残渣储斗，螺旋加热室上端的入口连接裂解器外壳上的固态载热体及固态生成物出口。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例15：
本实施例包括裂解器外壳，外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。在螺旋推进机构的叶片上带有通气孔。螺旋推进机构的叶片上有向物料前进方向弯折的边缘。固态载热体输入口处设置固态载热体输送斗，所述的固态载热体输送斗为开口渐大的防架桥偏心结构，其中邻近固态载热体输入口的部分与固态载热体输入口轴向一致，另一部分与垂直方向的夹角小于前述部分的夹角。固态载热体输送斗的入口端接加热炉，加热炉包括带有螺旋通道的加热室，该螺旋加热室下底通过筛网接残渣储斗，螺旋加热室上端的入口接裂解器外壳上的固态载热体及固态生成物出口。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例16：
本实施例包括裂解器外壳，外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。在螺旋推进机构的叶片上带有通气孔。螺旋推进机构的叶片的边缘向物料前进方向弯折。固态载热体输入口处设置固态载热体输送斗，所述的固态载热体输送斗为开口渐大的防架桥偏心结构，其中邻近固态载热体输入口的部分与固态载热体输入口轴向一致，另一部分与垂直方向的夹角小于前述部分的夹角。固态载热体输送斗的入口端接加热炉，加热炉包括带有螺旋通道的油/气加热室，该螺旋加热室下底通过筛网接残渣储斗，螺旋加热室上端的入口接裂解器外壳上的固态载热体及固态生成物出口。在螺旋加热室与固态载热体输送斗之间有装有油/气加热器的倾斜加热通道。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例17：
本实施例包括裂解器外壳，外壳内设置螺旋推进机构，外壳一端设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口。固态载热体输入口处设置有开口渐大的防架桥偏心输送斗。固态载热体输送斗的入口端接加热炉，加热炉包括带有螺旋通道的加热室，该螺旋加热室下底通过筛网连接残渣储斗，螺旋加热室上端的入口连接裂解器外壳上的固态载热体及固态生成物出口。在螺旋加热室与固态载热体输送斗之间有装有油/气加热器的倾斜加热通道。本实施例的其它部分采用现有技术。
实施例18：
本实施例包括裂解器外壳1，外壳1内设置螺旋推进机构4，外壳1一端设置有进料口2和固态载热体输入口8，上部设置裂解气出口3，另一端设置有固态载热体及固态生成物出口7。在螺旋推进机构4的叶片上带有通气孔5。螺旋推进机构4的叶片边缘处有向物料前进方向弯折的边缘。固态载热体输入口8处设置有固态载热体输送斗20，固态载热体输送斗20为开口渐大的防架桥偏心结构，其邻近固态载热体输入口8的部分与固态载热体输入口8轴向一致。固态载热体输送斗20的入口端接加热炉。加热炉包括带有螺旋通道的油/气加热室，该螺旋加热室12下底通过筛网15接残渣储斗17，螺旋加热室12的固态载热体进口14接裂解器外壳1上的固态载热体及固态生成物出口7。在螺旋加热室12与固态载热体输送斗20之间有装有油/气加热器9的倾斜加热通道19。倾斜加热通道19上表面沿其长度方向设置有相隔一段距离、向下延伸高度依次变化的一组回流板。在裂解完成后固态载热体与裂解残留物一同由闭路系统卸出后分离，固态载热体被输送至高温烟气加热室，与从裂解残留物及不凝气燃烧炉送入的高温烟道气逆向运动接触而受热，实现对固态载热体的远程加热，充分保证了系统运行的安全性。本实施例的其它部分采用现有技术。
本实施例的工艺原理是：携带热量的固态载热体流进行直接加热的原理。在固态载热体与原料同向运动过程中，原料与固态载热体混合并粘附在其表面，使原料与固态载热体大面积直接接触并快速受热，从而解决了因塑料导热效果差而造成的废塑料受热不均匀、裂解不彻底的难题，还能够提高反应速度达到快速裂解。完成裂解后的固态载热体还会将生成的固态物带出裂解设备。在固态载热体的在裂解器内的运动过程中，还能够将裂解后产生的固体残留物细化。在上述过程中，可以直接将固态塑料原料送入裂解器内，但为了达到更好的效果，一般将原料预热至熔融状后进入裂解器内；裂解后的裂解气连续排出，之后可通过固定催化床或其它方式进一步进行催化裂解，然后进入分馏塔进行分馏，分馏所得不同组分的油气经冷凝塔冷凝后采用不同工艺加以调整即可得到各种较高品质的轻质油；对于不能冷凝的气体可作为燃料在本实用新型的加热炉中燃烧对固态载热体进行加热；在加热炉中固态载热体被加热，其表面附着的裂解残留可燃物会被迅速的燃烧，不燃物及灰分会随燃烧后产生的烟气排出燃烧炉外，为了达到无害排放的目的，烟气还需要通过除尘设备除去其中的有害物质，所得残留灰分及不燃物由于颗粒极小可作为建筑材料进行二次利用，通过除尘设备的烟气中依然含有大量的热能，因此可利用其对原料进行预热，这样就可以达到环保的要求，从而完成整个的生产过程。
实施例19：
本实施例是在上述实施例1至18中任意一种情况下对其进料口及固态生成物出料口处的改进。其进料口及出料口的输送结构为安装在输送管中的螺旋杆，螺旋杆的末端与送料管末端之间留有空腔。与进料口连接的输送管中的螺杆螺距渐小，且输送管本身为带有热介质流动腔的双层结构，在流动的热载体能够在原料入裂解器中输送的同时对其进行预热，使原料在进入裂解器时能够成为熔融状态。
Claims (8)
1.一种废塑料连续裂解设备，包括裂解器外壳，其特征是：外壳内设置螺旋推进机构，外壳前部设置有进料口和固态载热体输入口，上部设置裂解气出口，后部设置有固态载热体及固态生成物出口。
2.根据权利要求1所述的废塑料连续裂解设备，其特征是：所述的螺旋推进机构的叶片上带有通气孔。
3.根据权利要求1或2所述的废塑料连续裂解设备，其特征是：螺旋推进机构叶片的边缘向物料前进方向弯折。
4.根据权利要求1所述的废塑料连续裂解设备，其特征是：固态载热体输入口处设置有开口渐大的防架桥偏心输送斗。
5.根据权利要求1或2所述的废塑料连续裂解设备，其特征是：固态载热体输送斗的入口端接加热炉，加热炉包括带有螺旋通道的加热室，该螺旋加热室下底通过筛网连接残渣储斗，螺旋加热室上端的入口连接裂解器外壳上的固态载热体及固态生成物出口。
6.根据权利要求5所述的废塑料连续裂解设备，其特征是：在螺旋加热室与固态载热体输送斗之间有装有油/气加热器的倾斜加热通道。
7.根据权利要求1或6所述的废塑料连续裂解设备，其特征是：倾斜加热通道上表面沿其长度方向设置有相隔一段距离、向下延伸高度依次变化的一组回流板。
8.根据权利要求1所述的废塑料连续裂解设备，其特征是：在进料口及固态生成物出料口处分别有输送管与其连接，输送管内装有螺旋推进机构空腔；与进料口连接的输送管为带有进、出口的空腔，输送管中的螺旋推进机构为螺距渐小的结构。
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