CN201746512U - 一种改良的环保节能型裂解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改良的环保节能型裂解装置，该裂解装置包括进料器，裂解器本体，排渣器，废水、废气处理加热炉；所述的裂解器本体包括旋转内筒体、旋转外筒体和两端不动封头，旋转内筒体两端穿出旋转外筒体和两端不动封头之外；所述的旋转内筒体外壁设有空心螺旋叶片；所述的空心螺旋叶片的两端与旋转内筒体内腔内螺旋风道相通，并在该处设导风板；所述的裂解器本体中段的空心螺旋叶片上还设有导气孔。本实用新型的有益效果：使热能得到最大化利用，裂解器本体自清洁功能防止物料粘壁，设计理念先进，结构科学、新颖、高效、节能、安全、环保，体积小、造价低、能方便实现大规模连续化生产的裂解装置。

Description

一种改良的环保节能型裂解装置

技术领域

本实用新型涉及一种环保节能型裂装置，特别涉及一种改良的环保节能的废塑料、橡胶裂解设备，属循环经济技术领域。

背景技术

随着社会工业的不断发展，废塑料、废橡胶大量产生给社会带来严重的危害，如何将它们变废为宝，回收利用已得到国家和社会重视，并投入大量人力、物力去研究探索，而废塑料、废橡胶热裂解回收相关资源技术已得到公众认可，但目前社会上热裂解设备还存在很多不理想的地方，如在设备安全方面、环保方面、造价方面、效率方面等都有各种各样的缺点存在，难以在市场广泛推广应用。申请人在上报之前在这方面也做了一些摸索和实践，并与2009年8月申请了实用新型专利200920188554.3，但随着研究的深入，发现该专利设备还存在不完善的地方：

1、进料系统设加热风道，虽然对热能利用有益，但若在裂解系统高温时，很难控制进料系统高温导致料封失效而发生高温油气外泄事故，且料斗没有搅拌器和接近开关，有些物料无法下落产生料封不够或无料料封状态而发生高温油气外泄事故，再者特别是开机或停机时要求进料系统始终保持低温以维持料封状态，而该专利设置加热风道起了反作用，三者均增加生产实施难度影响安全生产，有发生爆炸危险或不能生产及停产结果。

2、由于采用固定外加热方式，导致外筒体局部高温，炉体寿命短，热能利用不充分，物料粘在螺轴或叶片上而无法受热裂解，导致生产效率低下或严重者停产。

3、排渣系统虽有水冷夹套，但由于焦渣温度高达600～700℃冷却不够，水冷夹套负荷过重，高温状态下极易损坏排渣系统之螺轴叶片。

申请人一直坚持不懈地进行有关研发和实践，着力解决存在缺点，提高裂解效率和热能利用，完善操作程序，提高设备安全系数。

发明内容

本实用新型遵从国家《可再生能源法》、《国家发展循环经济的若干意见》、《废塑料回收技术规范》以及各级政府号召节能减排降耗的精神，按照全社会倡导的“低碳经济”理念，本着“变废为宝，造福人类”的宗旨，在专利200920188554.3的基础上改良，提供一种设计理念先进，结构科学新颖、高效、节能、安全、环保，体积小、造价低，能方便实现大规模连续化生产的裂解装置。

为了实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种改良的环保节能型裂解装置，该裂解装置包括进料器，裂解器本体，排渣器，废水、废气处理加热炉；所述的裂解器本体包括旋转内筒体、旋转外筒体和两端不动封头，旋转内筒体两端穿出旋转外筒体和两端不动封头之外；所述的旋转内筒体外壁设有空心螺旋叶片；所述的空心螺旋叶片的两端与旋转内筒体内腔内螺旋风道相通，并在该处设导风板；所述的裂解器本体中段的空心螺旋叶片上还设有导气孔。

所述的旋转外筒体外壁设有外螺旋风道，并与加热炉相通；所述的旋转外筒体外壁圆周设有若干个相互间隔的圆环状挡风板，圆环状挡风板使风在风道内形成螺旋状运动，每个挡风板与外螺旋风道的单个风道相对应，且挡风板位于外螺旋风道的单个风道与螺旋外筒之间的空隙处，外螺旋风道外设置有一层圆筒状的保温盖；

所述的两端不动封头包括进料端不动封头和排渣端不动封头，进料端不动封头设进料口与进料器相通；出渣端不动封头设上下对应的出气口和排渣口，出渣口与排渣器相连；出气口与冷凝设备相连；所述的排渣端不动封头出气口和排渣口还设有挡灰板；

所述的进料口和排渣器均设空心螺轴、空心变距螺旋叶片、水冷夹套；所述的空心变距螺旋叶片在两端端部与空心螺轴内腔相通；所述的空心螺轴、空心变距螺旋叶片和水冷夹套的冷却介质为冷水；所述的进料器出料端还设有重油回流口；

所述的废水、废气处理加热炉内设有有机废水蒸发焚烧器和废气燃烧喷嘴；

所述的进料器上的料斗内下方装有搅拌器和接近开关，所述的排渣器内进料端设高温接近开关；所述的接近开关与进料器的减速机、驱动电机相连；高温接近开关与排渣器的减速机、驱动电机相连；

所述的旋转外筒与不动封头和外螺旋风道之间均采用耐高温填料动密封连接；

所述的旋转外筒和旋转内筒的进料端外圆周各设有圆周链条齿并通过链条与减速机、驱动电机相连；所述的旋转内筒体和旋转外筒体两端均架设在两组托滚上。

本实用新型的有益效果：1、本实用新型在进料器和排渣器上均设置了多处冷却装置和接近开关，始终维持料封状态，在自动化连续生产时很大程度上避免了开停机、进料和排渣时漏气事故，保证了生产安全，提高生产安全系数和稳定性，同时使局部温度下降，降低了设备因高温腐浊损坏的发生，大大延长了设备使用寿命和减少日常维护。2、本实用新型由于采用内外螺旋式加热的方式，通过燃烧废气、废水进一步提供了大量的裂解能量，即杜绝了废气、废水排放引起了二次污染，环境友好，又使加热炉的热量得到最大化利用，节省了大量燃料，生产效率极高，真正做到节能减排，环保，符合“低碳”经济。3、本实用新型采用内外螺旋加热并以空心螺旋叶片通进高温热风的方式使物料受热更均匀，更全面，使裂解器本体具有自清洁功能，杜绝了“粘壁”现象的发生，使物料充分裂解，使生产连续进行无后顾之忧，几乎适用于可用螺旋机进料的全部废塑料、废橡胶、有机生物质及煤质的热裂解，还可以将纽扣边角料用于实践生产。4、本实用新型由于体积小而采用耐高温填料动密封，因此设备在运行时能适应比较大的径向和轴向窜动，结构简单、维护方便、寿命长、效果好。5、本实用新型若在相关位置设置温度检测点并连接各相关接近开关和驱动电机、引风机及炉门，形成动态连锁关系，用以PLC控制系统很方便实现高度自动化生产。

附图说明：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的旋转内筒、空心螺旋叶片和两端高温热风进出口组合部分示意图；

图3是本实用新型的旋转外筒和旋转外筒之间空心螺旋叶片以及上导气孔组合部分示意图；

图4是本实用新型的排渣器、进料器的空心螺轴和空心螺旋叶片组合部分示意图；

图5是本实用新型的填料动密封结构示意图；

图6是本实用新型的加热炉内废水处理装置；

具体实施方式

如图1所示：本实用新型由进料器、裂解器本体，排渣器，废气废水处理加热炉共同组成的。进料器包括料斗101、搅拌器102、接近开关103、水冷夹套104、空心螺旋变距叶片105、空心螺轴106、驱动电机107、料筒109。物料从料斗101通过搅拌器102下落到进料器本体内，接近开关103发出指令由驱动电机带动空心螺轴106和变距空心螺旋叶片105，将物料连续不断向前边推移边被变距空心螺旋叶片105压紧成饼状在料筒109内形成料材，前进到裂解器本体进料口201内，物料在进入进料口201后可与来自重油回流管110的重油混合裂解，完成全封闭连续进料过程。在生产过程中由于裂解器本体温度的影响有可能使进料器温度升高，此时宜开启进料器水冷功能以保持低温状态杜绝料筒109内里料封失效；再者若料斗101无料，接近开关103发出指令让驱动电机107停止工作，始终保持有效料筒109内料封。旋转内筒和旋转外筒不同速反向旋转，在旋转内筒外壁设有空心螺旋叶片并与内筒内螺旋风道相通，在旋转外筒外壁设外螺旋风道。

裂解器本体包括旋转内筒203，旋转外筒213和两端不动封头216、217，旋转内筒203两端横穿出旋转外筒213和两端不动封头216、217之外，旋转内筒203为小圆形管状结构，外壁设有空心螺旋叶片204，空心螺旋叶片204在裂解器本体中段设有导气孔(图3)，裂解气由此通过到出气口，空心螺旋叶片204两端端部通过将旋转内筒203局部开口与旋转内筒203内腔内螺旋风道210相通，并在相应开口处设导风板206、207(图2)，引导高温热风进入空心螺旋叶片204内部进行加热。旋转外筒213外壁与风道保温盖219共同组成外螺旋风道406，并在相应的风道墙与旋转外筒外壁间隙设挡风板407，以阻挡热风直线引出形成螺旋风道。不动封头217设进料口201通过动密封504与旋转外筒213相连，通过动密封502与旋转内筒203相连，不动封头216包括出气口218、出渣口209、温度表214、压力表215、防爆阀220，出气口218与冷凝设备相连，出渣口209与排渣器相连，不动封头216通关过动密封501与旋转内筒203相连，通过动密封503与旋转外筒213相连，物料从进料口201处进入，在驱动电机211、212带动下以旋转外筒213转速小于旋转内筒203的原则下，推移物料从低温区向高温区边裂解边翻滚前进，由于内外螺旋加热使物料全方位受热，不粘壁、效率高很快将物料裂解气化焦化，气体部分通过导气孔快速向出气口218移出，焦渣(粉状焦渣部分在挡灰板作用下)在螺旋的推移下向出渣口209方向移动进入排渣器。

排渣器的功能是使焦渣安全地连续排出，它包括接近开关301，水冷夹套302变距空心螺旋叶片303，空心螺轴304，排渣口307，驱动电机306，渣筒308。焦渣由出渣口209进入排渣器内，由接近开关301发出指令由驱动电机306带动空心螺轴304和变距空心螺旋叶片303，将焦渣连烧不断的向前推移，边推移边被变距空心螺旋叶片303压紧致密形成在渣筒308内渣封，杜绝空气进入和油气外漏，并逐渐推移至排渣口。在生产过程中由于焦渣温度很高，必须使在渣筒308内的焦渣温度很快下降，因此一般情况在生产时必须同时开启排渣器水冷功能以保护排渣稳定，安全工作，同时也杜绝高温渣排出引起燃烧，再者若出渣口209无渣下落，下面接近开关301发出指令让驱动电机306停止工作，始终保持有效的渣筒308内渣封。

废水、废气处理加热炉，主要是应环保和节能的要求，它包括加热炉401、废水蒸发焚烧器402、废水导管404、燃烧喷嘴403、废气导管405；加热炉401上水平横置有裂解器本体之旋转外筒213一部分直烧区，供能。加热炉401工作时，废气导管405将废气引入燃烧喷嘴403内有氧燃烧，用废水导管404将废水引入废水蒸发焚烧器402高温蒸发后经过高温煤层裂解为大量H、O助燃(图6)，废水废气的充分燃烧达到助燃和二次供能的作用，符合节能减排的具体要求，加热炉401设两路风道出口分别与外螺旋风道406和内螺旋风道210相通，出来已供能的热风经冷却脱硫除尘达标排放。

上述实施列中均采用耐高温填料动密封(图5)，它包括压盖圆圈1、调节螺丝2、旋转部分3、不动部分4、耐高温填料5；设备在运转时根据实际密封状况灵活调节螺丝松紧度以达到理想的密封效果；因此设备在运转时能适应较大范围内的轴向和径向窜动，结构简单，维护方便，效果好，寿命长，使生产连续性得到很大的保障。

上述实施列中若采用将温度检测点、各接近开关、各驱动电机、引风机和炉门形成动态连锁关系，加以PLC控制模块很方便实现高度自动化安全生产。

上述实施列中的有机废水处理原理是经过高温蒸发雾化后再经1000℃以上高位煤层进行裂解助燃处理有机废水的，适用于各种浓度，不同种类的有机废水环保式处理；构思独到，创意新颖，实用性强，凡有废塑料、废橡胶、有机生物质及煤质的热裂解设备应用类同原理和结构应列为本案保护之例。

Claims (7)

1.一种改良的环保节能型裂解装置，其特征在于：该裂解装置包括进料器，裂解器本体，排渣器，废水、废气处理加热炉；所述的裂解器本体包括旋转内筒体、旋转外筒体和两端不动封头，旋转内筒体两端穿出旋转外筒体和两端不动封头之外；所述的旋转内筒体外壁设有空心螺旋叶片；所述的空心螺旋叶片的两端与旋转内筒体内腔内螺旋风道相通，并在该处设导风板；所述的裂解器本体中段的空心螺旋叶片上还设有导气孔。

2.根据权利要求1所述的一种改良的环保节能型裂解装置，其特征在于：所述的旋转外筒体外壁设有外螺旋风道，并与加热炉相通；所述的旋转外筒体外壁圆周设有若干个相互间隔的圆环状挡风板，圆环状挡风板使风在风道内形成螺旋状运动，每个挡风板与外螺旋风道的单个风道相对应，且挡风板位于外螺旋风道的单个风道与螺旋外筒之间的空隙处，外螺旋风道外设置有一层圆筒状的保温盖。

3.根据权利要求2所述的一种改良的环保节能型裂解装置，其特征在于：所述的两端不动封头包括进料端不动封头和排渣端不动封头，进料端不动封头设进料口与进料器相通；出渣端不动封头设上下对应的出气口和排渣口，出渣口与排渣器相连；出气口与冷凝设备相连；所述的排渣端不动封头出气口和排渣口还设有挡灰板。

4、根据权利要求3所述的一种改良的环保节能型裂解装置，其特征在于：所述的进料口和排渣器均设空心螺轴、空心变距螺旋叶片、水冷夹套；所述的空心变距螺旋叶片在两端端部与空心螺轴内腔相通； 所述的空心螺轴、空心变距螺旋叶片和水冷夹套的冷却介质为冷水；所述的进料器出料端还设有重油回流口。

5.根据权利要求4所述的一种改良的环保节能型裂解装置，其特征在于：所述的废水、废气处理加热炉内设有有机废水蒸发焚烧器和废气燃烧喷嘴。

6.根据权利要求5所述的一种改良的环保节能型裂解装置，其特征在于：所述的进料器上的料斗内下方装有搅拌器和接近开关，所述的排渣器内进料端设高温接近开关；所述的接近开关与进料器的减速机、驱动电机相连；高温接近开关与排渣器的减速机、驱动电机相连。

7.根据权利要求6所述的一种改良的环保节能型裂装置，其特征在于：所述的旋转外筒与不动封头和外螺旋风道之间均采用耐高温填料动密封连接。

8.根据权利要求7所述的一种改良的环保节能型裂解装置，其特征在于：所述的旋转外筒和旋转内筒的进料端外圆周各设有圆周链条齿并通过链条与减速机、驱动电机相连；所述的旋转内筒体和旋转外筒体两端均架设在两组托滚上。 

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