CN204897835U - 一种废塑料回收精炼装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种废塑料回收精炼装置，属于化工设备领域，包括反应装置、一级除尘装置和二级除尘装置，反应装置包括底部为倒锥形的管式反应器、裂解炉、双闸板闸阀、真空泵、气体收集室、第一压力表、第一电磁阀和第二电磁阀。管式反应器和裂解炉之间通过真空泵和空气压缩机制造压差，将管式反应器中熔融装废塑料压入裂解炉中，该法操作简单，工作效率高；并且反应装置在连续化生产中始终处于封闭状态，避免有害气体向外排出，有益环境保护。气体收集室收集的各种废气，集中处理，省时省力；具有暂存、缓冲作用，降低安全隐患。通过一级除尘装置和二级除尘装置除去反应后气体中粉尘杂质，除尘效果高。

Description

一种废塑料回收精炼装置

技术领域

本实用新型涉及一种搅拌机，尤其涉及一种废塑料回收精炼装置。

背景技术

随着科技文明的进步，人们愈来愈倚重石化工业的产物，例如塑料制品及汽油等。但由于石化工业所需使用的石油原油随着人们的倚重而日趋减少，因此世界各国均于近年来于发展经济的同时，亦致力研究如何减少石油原油的使用。

此外，人们亦需处理塑料制品经使用后所产生的废塑料。其中，若是将其直接掩埋，由于塑料难以分解的特性则将是万年不腐，亦会破坏土壤环境。因此，若将其直接掩埋则必会产生严重的环保问题。因此，随着环保意识日益高涨，世界各国均持续发展环保工业，且将环保处理的实质应用日趋商业化。

废旧塑料在外热式管式裂解炉内对塑料垃圾进行了高温热裂解，在裂解过程中添加超临界水，最后热解析出高温可燃气体，高温可燃气体进行多级精馏形成各类油品和可燃气体。在进行油化反应时，废旧塑料中如果包括聚苯乙烯、聚氯乙烯、氯乙烯树脂等含有氯的塑料，在热解反应过程中，裂解炉升温至90℃~160℃时，由于分解而生成氯化氢，会引起装置腐蚀的问题。并且氯化氢不可燃烧，混合在高温可燃气体中，会影响后续精馏。并且废旧塑料主要来源是工业垃圾、医疗垃圾或者生活垃圾等，其含有大量的杂质，而且高温可燃气体中混合大量的粉尘。在后续高温可燃气体分离工序中必须先除去高温可燃气体中的大颗粒粉尘，再用多级分离装置再次过滤其中的小颗粒粉尘，保证分离后的可燃气体的品质。

现有废塑料回收精炼装置主要先用氯分解装置将含氯废旧塑料中的氯元素分解成氯化氢，再转运到裂解炉中裂解。在裂解炉高温可燃气体管道出口处设置过滤网过滤掉大颗粒粉尘，再通过含有油气分离滤芯的板式塔分离油气中小颗粒粉尘杂质，分离后的油气通过再通过电加热得到干净的高温可燃气体。

上法装置的缺点是：1、氯分解装置和裂解炉之间有段距离，转运时氯分解装置中残留的氯化氢会直接排放到空气中，不但污染环境，而且氯化氢具有毒性，影响身体健康。并且氯分解装置中的部分废旧塑料处于熔融状态，给转运带来困难。2、由于要防止长链烃类遇冷液化成液态，给后续分离造成困难，裂解炉出口管道中的可燃气体通过保温手段处于高温状态，但是出口管道直径有限，过滤网面积受限。为保证过滤效果，采用设置多层过滤网或者增大出口管道的直径方式，但是多层过滤网的最低层滤网容易被堵塞，且更换滤网频繁，操作繁琐；增大出口管道的直径，要保证管道的可燃气体的温度，必须增大加热器功率，成本高。3、油气分离滤芯不能连续分离，更换频繁，不利于大批量生产；而且在分离过程中采取电加热方式，其加热管周围热量分布不均匀，油气分离滤芯温差大、压差大，易导致气液不平衡，影响油气分离滤芯的过滤效果。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种废塑料回收精炼装置，具体技术方案如下：

一种废塑料回收精炼装置，包括反应装置、一级除尘装置和二级除尘装置，反应装置包括底部为倒锥形的管式反应器、裂解炉、双闸板闸阀、真空泵、气体收集室、第一压力表、第一电磁阀和第二电磁阀，管式反应器设置在裂解炉的上方，双闸板闸阀的两端分别于管式反应器的底部和裂解炉的顶部连通，第一电磁阀的一端和裂解炉的底部连通，第一电磁阀与裂解炉的接口处设置有可拆卸的第一过滤网，真空泵的进气端和第一电磁阀的另一端连通，真空泵的出气端和气体收集室的一端连通，第二电磁阀的两端分别与气体收集室的另一端和管式反应器的顶部连通；所述一级除尘装置与二级除尘装置串联，一级除尘装置与裂解炉的顶端连通。

作为上述技术方案的改进，所述一级除尘装置包括排料管道、第三电磁阀、内部中空的圆台形过滤芯、加热器、第二压力表、第四电磁阀和空气压缩机和第五电磁阀，排料管道设置在裂解炉的上方，排料管道与裂解炉的顶端连通，过滤芯设置在排料管道进口处的正上方，过滤芯的侧面和上底面设置有第二过滤网，过滤芯的下底面边缘处设置有翻边，排料管道的内壁与翻边连接，第三电磁阀设置在过滤芯的上方，加热器设置在排料管道的外侧，空气压缩机与第四电磁阀的一端连通，第四电磁阀的另一端与第三电磁阀连通，第二压力表与第三电磁阀连通，第五电磁阀设置在排料管道的出口处。

作为上述技术方案的改进，所述二级除尘装置包括板式塔、储油罐和喷淋装置，板式塔底部设置有进气口，进气口与第五电磁阀连通，板式塔的顶端设置有排气口，板式塔内部中央设置有填料层；储油罐设置在板式塔的正下方，储油罐的顶端和板式塔的底端连通，储油罐外设置有加热夹套；所述喷淋装置包括保温管道和设置在板式塔内部的液体分布器，液体分布器的底端设置有多个喷嘴，喷嘴设置在填料层的正上方，保温管道的一端与液体分布器连通，保温管道的另一端与储油罐的底端连通，保温管道中间设置有第一管道泵，保温管道和储油罐之间设置有第六电磁阀。

作为上述技术方案的改进，所述二级除尘装置设置有回流管道，回流管道的一端与排气口连通，回流管道的另一端与储油罐的底部连通，回流管道中间设置有第二管道泵，回流管道和排气口接口处设置有第七电磁阀。

作为上述技术方案的改进，所述反应装置设置有第八电磁阀，第八电磁阀的一端与空气压缩机连通，第八电磁阀的另一端与管式反应器的顶端连通。

作为上述技术方案的改进，所述储油罐和加热夹套之间设置有熔盐。

作为上述技术方案的改进，所述填料层为鲍尔环填料层。

本实用新型有益技术效果：通过将管式反应器设置在裂解炉上方，管式反应器和裂解炉之间通过真空泵和空气压缩机制造压差，将管式反应器中熔融装废塑料压入裂解炉中，该法操作简单，工作效率高；并且反应装置在连续化生产中始终处于封闭状态，避免有害气体向外排出，有益环境保护。

气体收集室收集的各种废气，包含大量的氯化氢气体，当达到一定数量时，集中处理，省时省力。并且如果裂解炉发生堵塞，管式反应器和气体收集室起到缓冲作用，可以宣泄部分裂解炉内部的压力，降低安全隐患。

圆台形的过滤芯，增大过滤芯的过滤面积；过滤芯侧面的内部与排料管道内壁间无死角，方便后续清理集聚的灰尘；在压缩空气和重力的作用下清理过滤芯内部集聚的粉尘，简单方便。

鲍尔环填料除尘能力大、阻力强、操作弹性大；利用鲍尔环填料和喷淋装置除去混合油气中的粉尘杂质；利用储油罐完成喷淋循环，并且为板式塔提供稳定的热量和气压以保证气液平衡，提高除尘效率。

附图说明

图1为本实用新型所述一种废塑料回收精炼装置结构示意图；

图2为本实用新型所述过滤芯结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，图1为本实用新型所述的一种废塑料回收精炼装置结构示意图。所述废塑料回收精炼装置，包括反应装置、一级除尘装置和二级除尘装置，所述反应装置包括底部为倒锥形的管式反应器11、裂解炉12、双闸板闸阀13、真空泵14、气体收集室15、第一压力表16、第一电磁阀17和第二电磁阀18，管式反应器11设置在裂解炉12的上方，双闸板闸阀13的两端分别于管式反应器11的底部和裂解炉12的顶部连通，双闸板闸阀13具有阀杆锁定装置，保证运行安全，控制准确、安全、可靠。第一电磁阀17的一端和裂解炉12的底部连通，真空泵14的进气端和第一电磁阀17的另一端连通，真空泵14的出气端和气体收集室15的一端连通，第二电磁阀18的两端分别与气体收集室15的另一端和管式反应器11的顶部连通。

废塑料在裂解炉12中经过裂解反应后生成由可燃气体、烃类油组成的第一混合油气，在高温下，第一混合油气为气态，第一混合油气中含有大量粉尘。一级除尘装置用来除去第一混合油气中的大颗粒粉尘后得到第二混合油气，二级除尘装置用来除去第二混合油气中剩余的小颗粒粉尘得到洁净的第三混合油气。所述一级除尘装置与二级除尘装置串联，一级除尘装置与裂解炉12的顶端连通。

为防止在真空泵14工作时，裂解炉12中残留的废渣从第一电磁阀17与裂解炉12的接口处进入，被吸入真空泵14中，由于废渣会影响真空泵14的工作，在第一电磁阀17与裂解炉12的接口处设置有可拆卸的第一过滤网121。在真空泵14工作时，当第一压力表16数值无明显变化时，说明第一过滤网121被堵塞，需及时更换第一过滤网121，保证及时生产。

所述一级除尘装置包括排料管道21、第三电磁阀22、内部中空的圆台形过滤芯23、加热器24、第二压力表25、第四电磁阀26、空气压缩机27和第五电磁阀28，排料管道21设置在裂解炉12的上方，排料管道21与裂解炉12的顶端连通，过滤芯23设置在排料管道21进口处的正上方；所述过滤芯23用来过滤裂解反应后裂解炉12中的第一混合油气中的大颗粒粉尘杂质。为避免粉尘集聚第三电磁阀22内部，影响第三电磁阀22的开度精确性，在过滤芯23的上方设置有用于控制排料管道21开度的第三电磁阀22。为保证排料管道21中的第一混合油气或第二混合油气处于高温状态，排料管道21的外侧设置有加热器24。空气压缩机27与第四电磁阀26的一端连通，第四电磁阀26的另一端与第三电磁阀22连通，第二压力表25与第三电磁阀22连通。空气压缩机27用来制作压缩空气，该压缩空气压力大，流速快。第五电磁阀28设置在排料管道21的出口处。

如图2所示，图2为本实用新型所述过滤芯结构示意图。所述过滤芯23的侧面和上底面设置有第二过滤网231，所述第二过滤网231的目数为500目~800目。为方便安装，过滤芯23的下底面边缘处设置有翻边232，排料管道21的内壁与翻边232连接。

排料管道21中的第一混合油气中的大颗粒粉尘在过滤芯23的过滤下，过滤芯23的表面集聚有大量的粉尘，为防止过滤芯23表面上的粉尘堵塞过滤网，通过压缩空气除去过滤芯23表面上的粉尘。

所述二级除尘装置包括板式塔310、储油罐320和喷淋装置，板式塔310底部设置有进气口311，进气口311与第五电磁阀28连通，为防止第二混合油气中的气体液化，不利于后期分离，用加热器24给排料管道21加热，让排料管道21保持高温，排料管道21中的第二混合油气始终保持在气态状态，该高温状态的第二混合油气从进气口311进入板式塔310内部，板式塔310的顶端设置有排气口312，第二混合油气只剩余小颗粒粉尘杂质，其经过板式塔310内部过滤得到第三混合油气从排气口312排出。板式塔310内部中央设置有填料层313，填料层313用以除去高温状态的第二混合油气中的小颗粒粉尘杂质。填料层313选择成本较低、应用较广的鲍尔环填料组成的填料层。鲍尔环填料具有通量大、阻力小、分离效率高及操作弹性大等优点。

储油罐320设置在板式塔310的正下方，储油罐320的顶端和板式塔310的底端连通，储油罐320外设置有加热夹套321，储油罐320和加热夹套321之间设置有熔盐322，采用熔盐322对储油罐320加热优点是：能在较低的运行压力下，获得较高的工作温度，供热温度稳定，能精确地进行调整，热效率高。

所述喷淋装置包括保温管道332和设置在板式塔310内部的液体分布器331，液体分布器331底端设置有多个喷嘴3311，喷嘴3311设置在填料层313的正上方。液体分布器331作用是为了减少由于液体不良分布所引起的放大效应，把液体均匀地分布于多个喷嘴3311中，使得液体均匀的分散在填料层313顶部。保温管道332的一端与液体分布器331连通，保温管道332的另一端与储油罐320的底端连通，保温管道332中间设置有第一管道泵333，保温管道332和储油罐320之间设置有第六电磁阀334。

所述废塑料回收精炼装置使用方法：废塑料先在管式反应器11加热到90℃~160℃，废塑料变成熔融状，废塑料受热分解而生成氯化氢。当反应完毕，管式反应器11内部有大量氯化氢气体，打开第二电磁阀18，氯化氢被气体收集室15收集存储。当氯化氢气体收集完毕后，开启真空泵14，打开第一电磁阀17，使得裂解炉12内部气体被抽出，形成负压；裂解炉12内部气体主要是上次反应过程残留的可燃气体，该可燃气体不能直接向外排出，通过真空泵14向气体收集室15输入，气体收集室15起缓冲、暂存作用。继续对管式反应器11加热，使得废塑料全部变成熔融状，先关闭第一电磁阀17，再打开双闸板闸阀13。由于管式反应器11和裂解炉12之间存在压差，并且管式反应器11的底部倒锥形，熔融状废塑料在压力和重力的双重作用下非常容易得从管式反应器11的底部滑入裂解炉12中。

当熔融状废塑料全部滑入裂解炉12中，关闭双闸板闸阀13，废塑料在裂解炉12中开始热裂解反应，反应得到第一混合油气。

当裂解炉12中的反应完成后，打开第三电磁阀22，裂解炉12内的气态第一混合油气从排料管道21排出，在过滤芯23过滤下，第一混合油气中的大粒径粉尘被过滤芯23过滤得到第二混合油气，第二混合油气通过进气口311进入板式塔310的内部。当第一压力表16与第二压力表25之间差值达到一定范围后，说明过滤芯23的内表面上的淤积大量粉尘，等裂解炉12中的第一混合油气排完后，开启空气压缩机27制造高压压缩空气，先关闭第五电磁阀28，再打开第四电磁阀26，在压缩空气喷吹下，过滤芯23内表面上的粉尘被吹到裂解炉12中，和反应后的废渣一起清理。

在储油罐320内输入经过处理的不含粉尘的液态裂解油323，液态裂解油323是上次生产的第三混合油气液化形成的。启动加热夹套321，通过熔盐322对储油罐320加热至350℃~380℃，储油罐320内的液态裂解油323处于沸腾状态，打开第六电磁阀334，在第一管道泵333的作用下，沸腾的液态裂解油323被输送到液体分布器331中，沸腾的液态裂解油323从喷嘴3311喷向正下方的填料层313，沸腾的液态裂解油323在液体分布器331和喷嘴3311作用下均匀分散到填料层313的上方。与此同时，第二混合油气在加热器24的加热下，从进气口311进入板式塔310内部；由于储油罐320中的液态裂解油323处于沸腾状态，液态裂解油323蒸发产生的蒸汽对板式塔310的底部传热，板式塔310的内部包括填料层313都处于高温状态，避免高温状态的第二混合油气遇到填料层313发生大量液化。

由于第二混合油气中的粉尘等杂质不易液化或凝固。当第二混合油气从板式塔310底部通入到填料层313，由于填料层313间存在沸腾状态的液态裂解油323，而液态裂解油323的成分与第二混合油气中的有效成分（除却小颗粒杂质后的其他气体成分）相同，第二混合油气与液态裂解油323呈逆流连续通过填料层313的空隙，在填料层313表面上，气液两相密切接触进行传质和传热，第二混合油气中的有效成分在液化的同时蒸发部分，而粉尘杂质由于不能被液化或凝固，当通过有液态裂解油323存在的填料层313时，粉尘杂质一部分将会被液态裂解油323固定下来，另一部分则被填料层313固定下来。由于第二混合油气中的粉尘杂质被填料层313和液态裂解油323除去，得到“洁净”的第三混合油气在蒸汽压的作用下从排气口312排出，进入下一步工序。

第二混合油气进入板式塔310后，由于一部分第二混合油气的有效成分会冷凝成液体形成液态裂解油323，其在重力的作用下流入储油罐320中，再经过加热夹套321对储油罐320加热，使得储油罐320内的液态裂解油323始终保持沸腾状态，其蒸汽向上蒸发，为板式塔310底部提供蒸汽压和热量，使板式塔310中的气、液形成一个平衡。

当液态裂解油323沿填料层313向下流动时，有逐渐向板式塔310的塔壁集中的趋势，使得板式塔310的塔壁附近的液流量逐渐增大，产生壁流效应，在重力的作用下和填料层313中的液态裂解油323一起流向储油罐320暂时储存，储油罐320中的液态裂解油323在第一管道泵333的作用下循环工作。

由于液态裂解油323在使用过程中，被大量蒸发，其蒸汽在填料层313中完成传质，所以使用一段时间后液态裂解油323的含量会降低。因此，所述二级除尘装置还设置有回流管道340，回流管道340的一端与排气口312连通，回流管道340的另一端与储油罐320的底部连通，回流管道340中间设置有第二管道泵341，回流管道340和排气口312接口处设置有第七电磁阀342。打开第七电磁阀342，在第二管道泵341抽取下，经过二级过滤后得到的第三混合油气，其中一部分被输入储油罐320中，补充储油罐320中的液态裂解油323的消耗。

为进一步增大管式反应器11和裂解炉12之间的压差，保证管式反应器11内的熔融状废塑料顺利进入裂解炉12中。所述反应装置设置有第八电磁阀19，第八电磁阀19的一端与空气压缩机27连通，第八电磁阀19的另一端与管式反应器11的顶端连通。当管式反应器11内的熔融状废塑料顺利进入裂解炉12中的速率下降时，启动空气压缩机27，关闭第四电磁阀26，打开第八电磁阀19，空气压缩机27制造的高压压缩空气从管式反应器11的顶端冲入，管式反应器11内部的压强增大，管式反应器11和裂解炉12之间的压差增高，管式反应器11内的熔融状废塑料顺利进入裂解炉12中的速率提高，工作效率提升。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种废塑料回收精炼装置，其特征在于：包括反应装置、一级除尘装置和二级除尘装置，所述反应装置包括底部为倒锥形的管式反应器（11）、裂解炉（12）、双闸板闸阀（13）、真空泵（14）、气体收集室（15）、第一压力表（16）、第一电磁阀（17）和第二电磁阀（18），管式反应器（11）设置在裂解炉（12）的上方，双闸板闸阀（13）的两端分别于管式反应器（11）的底部和裂解炉（12）的顶部连通，第一电磁阀（17）的一端和裂解炉（12）的底部连通，第一电磁阀（17）与裂解炉（12）的接口处设置有可拆卸的第一过滤网（121），真空泵（14）的进气端和第一电磁阀（17）的另一端连通，真空泵（14）的出气端和气体收集室（15）的一端连通，第二电磁阀（18）的两端分别与气体收集室（15）的另一端和管式反应器（11）的顶部连通；所述一级除尘装置与二级除尘装置串联，一级除尘装置与裂解炉（12）的顶端连通。

2.根据权利要求1所述的一种废塑料回收精炼装置，其特征在于：所述一级除尘装置包括排料管道（21）、第三电磁阀（22）、内部中空的圆台形过滤芯（23）、加热器（24）、第二压力表（25）、第四电磁阀（26）和空气压缩机（27）和第五电磁阀（28），排料管道（21）设置在裂解炉（12）的上方，排料管道（21）与裂解炉（12）的顶端连通，过滤芯（23）设置在排料管道（21）进口处的正上方，过滤芯（23）的侧面和上底面设置有第二过滤网（231），过滤芯（23）的下底面边缘处设置有翻边（232），排料管道（21）的内壁与翻边（232）连接，第三电磁阀（22）设置在过滤芯（23）的上方，加热器（24）设置在排料管道（21）的外侧，空气压缩机（27）与第四电磁阀（26）的一端连通，第四电磁阀（26）的另一端与第三电磁阀（22）连通，第二压力表（25）与第三电磁阀（22）连通，第五电磁阀（28）设置在排料管道（21）的出口处。

3.根据权利要求2所述的一种废塑料回收精炼装置，其特征在于：所述二级除尘装置包括板式塔（310）、储油罐（320）和喷淋装置，板式塔（310）底部设置有进气口（311），进气口（311）与第五电磁阀（28）连通，板式塔（310）的顶端设置有排气口（312），板式塔（310）内部中央设置有填料层（313）；储油罐（320）设置在板式塔（310）的正下方，储油罐（320）的顶端和板式塔（310）的底端连通，储油罐（320）外设置有加热夹套（321）；所述喷淋装置包括保温管道（332）和设置在板式塔（310）内部的液体分布器（331），液体分布器（331）的底端设置有多个喷嘴（3311），喷嘴（3311）设置在填料层（313）的正上方，保温管道（332）的一端与液体分布器（331）连通，保温管道（332）的另一端与储油罐（320）的底端连通，保温管道（332）中间设置有第一管道泵（333），保温管道（332）和储油罐（320）之间设置有第六电磁阀（334）。

4.根据权利要求3所述的一种废塑料回收精炼装置，其特征在于：所述二级除尘装置设置有回流管道（340），回流管道（340）的一端与排气口（312）连通，回流管道（340）的另一端与储油罐（320）的底部连通，回流管道（340）中间设置有第二管道泵（341），回流管道（340）和排气口（312）接口处设置有第七电磁阀（342）。

5.根据权利要求2所述的一种废塑料回收精炼装置，其特征在于：所述反应装置设置有第八电磁阀（19），第八电磁阀（19）的一端与空气压缩机（27）连通，第八电磁阀（19）的另一端与管式反应器（11）的顶端连通。

6.根据权利要求3所述的一种废塑料回收精炼装置，其特征在于：所述储油罐（320）和加热夹套（321）之间设置有熔盐（322）。

7.根据权利要求3所述的一种废塑料回收精炼装置，其特征在于：所述填料层（313）为鲍尔环填料层。