CN208218771U - 一种废弃塑胶碳化裂解系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废弃塑胶碳化裂解系统，该系统利用熔盐炉为裂解炉提供加热的热量，使得裂解炉内的物料持续裂解，并将物料裂解产生的可燃气作为熔盐炉的燃料，以维持熔盐炉对熔盐的持续加热，熔盐在加热管和熔盐炉中循环流动，从而对裂解室进行持续的加热，由于熔盐的比热容较大，熔盐从熔盐炉中流出时的温度为500度左右，而熔盐回流至熔盐炉时其温度为480度左右，裂解温差仅在20度左右，从而使整个碳化裂解过程在一个非常稳定地温度区间内进行。这样一是能保证物料充分裂解；二是直接利用裂解产出的可燃气，使熔盐炉不需要消耗外界的可燃气，降低了碳化裂解系统的能耗，即提高了对物料的利用率。

Description

一种废弃塑胶碳化裂解系统

技术领域

本实用新型涉及废弃物回收利用技术领域，更具体地说，它涉及一种废弃塑胶碳化裂解系统。

背景技术

废弃塑胶属于高分子材料，具有不熔或难熔性，强耐热、耐机械性、耐生物，因此在自然状态下难以降解，几十年都不会自然消失掉，长期堆放在露天，不仅会占用大量土地，而且极易滋生蚊虫、传播疾病、引发火灾，从而污染环境，是工业有害废弃物中危害最大的垃圾之一。

废轮塑胶主要由合成橡胶和天然橡胶、防老剂、碳黑、增塑剂、硫磺等多种有机与无机物质组成，这些物质具有较高的经济价值，因此废旧轮胎的再利用具有巨大的市场潜力。

目前，废弃塑胶的回收利用方式包括：直接利用，例如轮胎翻新；粉碎后加工利用，如生产胶粉、再生胶；热能利用，如直接焚烧发电、热解。其中，热解是一种将废弃塑胶彻底地裂解为各种可用资源的技术，废弃塑胶热解后可获得高附加值的热解气、热解油和热解炭等，因此热解是目前废弃塑胶回收利用的最经济、最佳的途径之一。

现有技术中，对废弃塑胶的热解需要用热解炉，塑胶颗粒进入热解炉后在热解炉内的高温环境中开始裂解。热解炉采用的是独立的燃烧器加热或是电加热的方式，这种加热方式能耗较大且存在加热不均的问题，使裂解炉内的废弃塑胶颗粒热解不充分，所以造成原料的回收利用率不够高。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种废弃塑胶碳化裂解系统，其能提高对原料的利用率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种废弃塑胶碳化裂解系统，包括裂解炉，还包括熔盐炉，所述裂解炉具有原料进口、炭黑出口和油气出口，所述原料进口设置有密封进料器，所述炭黑出口设置有密封出料器，该系统还包括通过管路依次相连的油气冷凝器、增压风机、油气分离罐、脱硫塔和气罐，所述油气出口与油气冷凝器的进口连接，所述裂解炉具有内壳与外壳，其中内壳为裂解室，在内壳与外壳之间设置有加热管，所述加热管与内壳接触，所述加热管的两端分别连接熔盐炉的熔盐出口和熔盐进口，所述气罐通过燃气管路连接熔盐炉的燃烧室，所述燃气管路上装有用于将气罐内的燃气鼓入熔盐炉的燃气风机，所述油气冷凝器和油气分离罐的出油口通过油泵后连接油罐。

作为优选方案：所述裂解室内设置有至少两组螺旋推送机构，所述螺旋推送机构包括与裂解炉的壳体转动连接的螺旋杆以及用于驱动螺旋杆转动的电机，所述至少两组螺旋推送机构具有相反的推送方向。

作为优选方案：所述裂解室内设置有气压传感器，所述气压传感器与增压风机的控制器电连接。

作为优选方案：所述油气冷凝器内的油箱内设置有液位计，所述液位计与油泵的控制器电连接。

作为优选方案：所述加热管紧密缠绕在内壳的外表面上的，所述加热管的每一圈管体与相邻一圈的管体是接触的。

作为优选方案：所述加热管的形状为方管。

作为优选方案：所述加热管位于裂解炉外部的管段的外表面设置有保温隔热层。

作为优选方案：所述保温隔热层由内向外依次包括隔热层和热反射层，其中隔热层与加热管的外表面接触。

作为优选方案：该系统还包括第一提升机、第二提升机和炭黑料仓，所述第一提升机设置在密封进料器的进口处，所述炭黑料仓设置在密封出料器的出口处，所述第二提升机设置在密封出料器与炭黑料仓之间。

作为优选方案：该系统还包括冷却输送机，所述冷却输送机与密封出料器连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：该系统利用熔盐炉为裂解炉提供加热的热量，使得裂解炉内的物料持续裂解，并将物料裂解产生的可燃气作为熔盐炉的燃料，以维持熔盐炉对熔盐的持续加热，熔盐在加热管和熔盐炉中循环流动，从而对裂解室进行持续的加热，由于熔盐的比热容较大，熔盐从熔盐炉中流出时的温度为500度左右，而熔盐回流至熔盐炉时其温度为480度左右，裂解温差仅在20度左右，小温差使得熔盐可以被再次快速加热至500度，这样在熔盐循环流动的过程中，其从熔盐炉流出时总是能维持500度左右的温度，保证裂解室内的加热温度十分稳定，使物料持续、稳定地裂解；另外，由于比热容大，当加热管有热量损失时，熔盐的温度不会明显降低，同样使加热管对裂解室的加热具有很高的稳定性、加热均匀，裂解室的温度的变化幅度很小，从而使整个碳化裂解过程在一个非常稳定地温度区间内进行。这样带来的好处：一是能保证物料充分裂解；二是直接利用裂解产出的可燃气，使熔盐炉不需要消耗外界的可燃气，降低了碳化裂解系统的能耗，即提高了对物料的利用率。

附图说明

图1为碳化裂解系统的结构示意图；

图2为裂解炉的内部结构第一视图；

图3为裂解炉的内部结构第二视图。

附图标记说明：1、密封进料器；2、裂解炉；201、外壳；202、内壳；203、加热管；204、电机；205、螺旋杆；a、原料进口；b、炭黑出口；c、油气出口；3、熔盐炉； 4、密封出料器；5、炭黑料仓；6、油气冷凝器；7、增压风机；8、油气分离罐；9、脱硫塔；10、气罐；11、燃气风机；12、油泵；13、油罐；14、气压传感器；15、冷却输送机； 16、第一提升机；17、第二提升机；18、液位计。

具体实施方式

参照图1和图2，一种废弃塑胶碳化裂解系统，包括裂解炉2和熔盐炉3，裂解炉2 具有原料进口a、炭黑出口b和油气出口c，在裂解炉2的原料进口a设置有密封进料器1，在裂解炉2的炭黑出口b设置有密封出料器4，该系统还包括通过管路依次相连的油气冷凝器6、增压风机7、油气分离罐8、脱硫塔9和气罐10，裂解炉2的油气出口c与油气冷凝器6的进口连接，裂解炉2具有内壳202与外壳201，其中内壳202为裂解室，在内壳202 与外壳201之间设置有加热管203，加热管203缠绕包覆于内壳202的外表面，加热管203 的两端分别连接熔盐炉3的熔盐出口和熔盐进口，气罐10通过燃气管路连接熔盐炉3的燃烧室，在燃气管路上装有用于将气罐10内的燃气鼓入熔盐炉3的燃气风机11，油气冷凝器 6和油气分离罐8的出油口通过油泵12后连接油罐13。

该碳化裂解系统的工作原理为：将轮胎、塑料等原料破碎成20mm颗粒状物料，将物料输送至密封进料器1，密封进料器1靠物料挤压实现不间断出料的同时实现密封的作用，在裂解炉2内添加适量的添加剂，物料被送入裂解炉2后，在裂解炉2内的高温的作用下开始裂解，裂解炉2的加热温度为450-500℃之间，在反应过程中，物料被转化成烃类气体和焦炭，烃类气体由油气导出管输送到油气冷凝器6，油气冷凝器6将烃类气体分馏成裂解油和可燃气。裂解油从油气冷凝器6的出油口流出并被油泵12泵入油罐13内；而可燃气则从油气冷凝器6的出气口流出并被增压风机7鼓入油气分离罐8，油气分离罐8将一些没有分离出来的悬浮油气物分离出来，分离出来的油气物从油气分离罐8的出油口流出并被油泵12泵入油罐13内，而可燃气则从油气分离罐8的出气口流出并流入脱硫塔9内，经过脱硫塔9的作用后得到干净的可燃气，干净的可燃气被送入气罐10内；焦炭则从裂解炉2的炭黑出口b排出并进入密封出料器4，由密封出料器4将焦炭送出至容器内，密封出料器4 通过物料料位来实现密封出料。

在工作的过程中，燃气风机11将气罐10内的可燃气源源不断地送入熔盐炉3的燃烧室，以维持熔盐炉3对熔盐的持续加热。熔盐在加热管203和熔盐炉3中循环流动，从而对裂解室进行持续的加热，由于熔盐的比热容较大，熔盐从熔盐炉3中流出时的温度为500度左右，而熔盐回流至熔盐炉3时其温度为480度左右，裂解温差仅在20度左右，小温差使得熔盐可以被再次快速加热至500度，这样在熔盐循环流动的过程中，其从熔盐炉3流出时总是能维持500度左右的温度，保证裂解室内的加热温度十分稳定，使物料持续、稳定地裂解；另外，由于比热容大，当加热管203有热量损失时，熔盐的温度不会明显降低，同样使加热管203对裂解室的加热具有很高的稳定性、加热均匀，裂解室的温度的变化幅度很小，从而使整个碳化裂解过程在一个非常稳定地温度区间内进行。这样带来的好处：一是能保证物料充分裂解；二是直接利用裂解产出的可燃气，使熔盐炉3不需要消耗外界的可燃气，降低了碳化裂解系统的能耗，即提高了对物料的利用率。

参照图3，本实施例中，裂解炉2的裂解室内设置有两组螺旋推送机构，螺旋推送机构包括与裂解炉2的壳体转动连接的螺旋杆205以及用于驱动螺旋杆205转动的电机204，两组螺旋推送机构具有相反的推送方向。

在裂解过程中，两组螺旋推送机构将物料来回循环推动，使得物料充分搅动、充分均匀地受热，从未使物料更加充分地裂解，进一步提高了物料的裂解效率。

如图1所示，在裂解炉2上还设置有气压传感器14，气压传感器14位于裂解室内，气压传感器14与增压风机7的控制器电连接，在裂解过程中，气压传感器14对裂解室内的油气压力进行检测，并将检测结果反馈至增压风机7的控制器，风机的控制器根据反馈结果控制增压风机7的转速，从而控制油气管路的导气流量，实现了对裂解室内的气压的动态调节，使裂解过程的气压维持在微负压-100～-300pa的范围内，避免裂解炉2内的气压过高而出现油气泄漏，生产过程实现零泄漏。

本实施例中，还在油气冷凝器6内的油箱内设置有液位计18，液位计18与油泵12的控制器电连接，液位计18对油箱内的油位进行检测，并将检测结果反馈至油泵12的控制器，油泵12的控制器根据反馈结果控制油泵12的转速，从而控制导油量，防止油气冷凝器 6的油箱内积留过多的裂解油。

参照图2，加热管203是紧密缠绕在内壳202的外表面上的，即加热管203的每一圈管体与相邻一圈的管体是接触的，这样可以在内壳202上缠绕更多圈的加热管203，大大增加了内壳202的受热面积，使裂解炉2整体受热更均匀，有助于维持裂解室的稳定温度，利用物料的充分裂解。

在此基础上，加热管203的形状为方管，相比于圆管，方管与内壳202的外表面具有更大的接触面积，进一步增大了内壳202的受热面积。

为减小熔盐在加热管203内流动时的热量损失，本实施例中，在加热管203位于裂解炉2外部的管段的外表面设置有保温隔热层，保温隔热层可以阻止加热管203内的热量向外扩散、流失，从而使熔盐在加热管203内循环流动时的温度变化更小。

本实施例中，保温隔热层为两层结构，由内向外依次包括隔热层和热反射层，其中隔热层与加热管203的外表面接触。这里的隔热层采用的是岩棉层，而热发射层为包覆在岩棉层外部的铝箔层。

岩棉层能承受600度以上的温度，其具有良好的保温性能，可以有效阻止加热管203 内的热量散失，而铝箔层具有发射热量的作用，其可以将透过岩棉层的热量发射回去。通过岩棉层和铝箔层的配合，可以发挥出极佳的保温隔热性能。

该碳化裂解系统还包括第一提升机16、第二提升机17和炭黑料仓5，第一提升机16设置在密封进料器1的进口处，其用于将粉碎机制得的颗粒状物料提升至密封进料器1的进口，送入密封进料器1内；炭黑料仓5设置在密封出料器4的出口处，第二提升机17设置在密封出料器4与炭黑料仓5之间，当焦炭从密封出料器4排出时，其落入第二提升机17 的料斗内并被第二提升机17提升至炭黑料仓5的上部的开口，第二提升机17随后将焦炭倒入炭黑料仓5内。

该碳化裂解系统还包括冷却输送机15，冷却输送机15与密封出料器4连接，焦炭从密封出料器4中排出后进入冷却输送机15中，冷却输送机15将高温物料冷却至80度以下，便于输送和储存焦炭。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种废弃塑胶碳化裂解系统，包括裂解炉，其特征是：还包括熔盐炉，所述裂解炉具有原料进口、炭黑出口和油气出口，所述原料进口设置有密封进料器，所述炭黑出口设置有密封出料器，该系统还包括通过管路依次相连的油气冷凝器、增压风机、油气分离罐、脱硫塔和气罐，所述油气出口与油气冷凝器的进口连接，所述裂解炉具有内壳与外壳，其中内壳为裂解室，在内壳与外壳之间设置有加热管，所述加热管与内壳接触，所述加热管的两端分别连接熔盐炉的熔盐出口和熔盐进口，所述气罐通过燃气管路连接熔盐炉的燃烧室，所述燃气管路上装有用于将气罐内的燃气鼓入熔盐炉的燃气风机，所述油气冷凝器和油气分离罐的出油口通过油泵后连接油罐；

所述加热管紧密缠绕在内壳的外表面上的，所述加热管的每一圈管体与相邻一圈的管体是接触的。

2.根据权利要求1所述的废弃塑胶碳化裂解系统，其特征是：所述裂解室内设置有至少两组螺旋推送机构，所述螺旋推送机构包括与裂解炉的壳体转动连接的螺旋杆以及用于驱动螺旋杆转动的电机，所述至少两组螺旋推送机构具有相反的推送方向。

3.根据权利要求2所述的废弃塑胶碳化裂解系统，其特征是：所述加热管的形状为方管。

4.根据权利要求1所述的废弃塑胶碳化裂解系统，其特征是：所述加热管位于裂解炉外部的管段的外表面设置有保温隔热层。

5.根据权利要求4所述的废弃塑胶碳化裂解系统，其特征是：所述保温隔热层由内向外依次包括隔热层和热反射层，其中隔热层与加热管的外表面接触。