CN208620793U - 一种用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于固体废弃物循环利用领域，涉及一种用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置，主体结构包括导轨、电机安装座、减速机安装架、挤出机安装座、电机、减速机、挤出机、联轴器、快开螺栓、安装板、快开机构、机筒安装架、机筒、裂解油气管、油气电磁阀、烟气进路管、烟气回路管、进路阀门、回路阀门和真空泵连接口，基于变螺距、变螺径和变轴径的双锥螺杆增强对废塑料产生的剪切和挤压作用的原理；其结构简单，脱水效果好，干燥能力强，生产效率高，不需要专业的技术技能，耗能低，经济性好，能够连续处理废塑料，不仅提高了废塑料脱水和裂解的连续化进程，还减少了环境污染，提高了能源利用率，实现了裂解油气的再次利用。

Description

一种用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置

技术领域：

本实用新型属于固体废弃物循环利用领域，具体是应用在废塑料裂解油化领域，涉及一种用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置，在废塑料连续裂解过程中对废塑料进行连续高效的脱水干燥，减少裂解油品中的水分含量，减少危废油水混合物的产生，显著提高油品质量。

背景技术：

根据今年世界经济论坛上的一项研究，到2050年世界海洋中的塑料将比鱼类还多。目前，只有大约10％的塑料被回收重新加工，因为这部分塑料能以更低成本处理为石化原料。其余的废塑料有的被焚烧，有的被填埋或扔到海洋中，造成有毒化学物质的释放、海洋生物吞食等问题。

如何将这些废塑料高效无污染的处理并实现资源的再利用，是循环经济及节能减排领域亟待解决的重大课题。废塑料裂解技术可将废塑料转化为经济附加值较高的燃料油，在获得较好的经济效益的同时，实现了废塑料的无害化、减量化和资源化。废塑料裂解既能实现资源再生，又可以解决污染问题，是目前最理想的和最科学合理的处理方式。对于发展循环经济、节能减排、促进社会可持续发展具有重要意义。

废塑料在裂解前一般都需要进行清洗，去除废塑料中的泥土等杂质，从而使清洗后的废塑料中含有较多的水分，一般含水率可以达到 90％以上，如果直接进行裂解会产生大量的油水混合的裂解物，严重降低油品质量；并且含油废水本身就是危废，处理费用昂贵。所以，废塑料在裂解处理前要进行脱水，脱水(dewatering)，是一种化工单元过程，是水合的逆过程，把水分子从物质分子中解脱出来。脱水也是将将多孔物质和堆积颗粒层中所含的水分或液体，用机械的方法加以分离的操作的总称。例如，过滤后得到的滤饼、从母液中结晶而得的堆积层，再将水或液体大部分离出去的操作。单纯的物理干燥也叫做脱水，如食物脱水以便贮藏，防止微生物繁殖引起食物腐败等。

中国专利201520246034.9公开的一种塑料脱水机，包括机体、进料装置、出料口和出水口，所述机体内设有脱水装置，所述脱水装置包括脱水桶和电机，所述脱水桶套装在所述机体内，所述进料装置包括进料筒和螺旋送料机构，所述进料筒套装在所述脱水桶内，所述螺旋送料机构设置在所述进料筒上；中国专利201410539287.5公开的一种塑料脱水机包括进料斗，腔体，外壳，安装板，出水管，智能控制装置，连接导线，支架，底座，脱水轴，皮带，电机传动轮，电机和安装螺栓，所述的进料斗设置在外壳的上部；所述的腔体设置在外壳的里面；所述的安装板通过安装螺栓把电机安装在外壳最左端；所述的出水管设置在外壳的右上部；所述的智能控制装置设置在底座的右上部位置；所述的支架设置在底座的两侧的上部；所述的脱水轴设置在腔体的下部；所述的皮带连接电机传动轮和脱水轴；中国专利201610055635.0公开的一种废旧塑料脱水装置，包括底座、壳体、进料轴a和进料轴b，所述壳体设于底座上，所述壳体顶部靠右设置进料口，所述壳体两侧设置吸水层，所述壳体底部固定连接排水管靠近左侧吸水层，所述壳体底部固定连接出料口靠近右侧吸水层，所述出料口出口处设置干燥网，其特征在于：还包括动力输入轴，所述动力输入轴一端活动连接电动机，所述动力输入轴另一端固定连接进料轴a，所述进料轴b固定连接在动力输入轴中部平行进料轴a；中国专利201620093864.7公开的一种旋转式塑料脱水装置包括壳体以及设置在所述壳体内的转轴、挤压体和脱水筒体，所述壳体的顶端设置有一进料斗，所述进料斗连接进料阀门，所述挤压体的一端连接进料阀门，所述挤压体的另一端通过转盘连接转轴，所述转轴连接脱水筒体，所述转轴由驱动机构驱动，所述驱动机构连接隔爆电机，所述脱水筒体上分别设置有两组关于转轴相对称的端口a和端口b，所述端口a包括进料端口a和出料端口a，所述端口b包括进料端口b和出料端口b，所述出料端口a、b分别通过出料阀门a和出料阀门b连接出料通道a和出料通道b；中国专利201620448658.3公开的一种带有烘干功能的颗粒塑料脱水机包括架体及固定在架体上的电机和桶体，及设置在桶体内离心桶，在架体的底部设有连接电机与离心桶的传动机构，桶体内上下端分别设有将其内部隔离成出料腔、脱水腔和出水腔的隔板一和隔板二，离心桶的顶板上具有多个出料口，顶板的中心设有一贯穿其的进料筒，进料筒的上端延伸至桶体外，下端延伸至离心桶底部，且下端外围设置有螺旋板，所述出料腔和出水腔的一侧分别设有出料管和出水管，出料管的顶部具有进风口，进风口连接有热风机，出料管的内部设有一栅格料筒，栅格料筒的口部与出料管内部间设有轴承，栅格料筒右端中心通过转轴与出料管内壁连接，且栅格料筒右端一侧具有开口，栅格料筒内壁上设置有螺旋线，栅格料筒内端部中心具有一传动轴，传动轴的左端设有齿轮一，并延伸至进料桶一侧与设置进料桶上的齿轮二啮合；中国专利201610435083.6 公开的一种塑料脱水烘干机，包括底座和安装在底座上的进料部、脱水部和烘干部，所述的进料部包括进料斗、进料电机和进料器，所述进料斗设于进料器的上方，所述的进料电机的主轴的输出端设有进料器中心轴，所述进料器中心轴设于进料器内；所述脱水部包括脱水电机、传动机构和高速脱水机，所述脱水电机设于高速脱水机的侧面，所述的传动机构设于高速脱水机的顶部，所述脱水电机通过传动机构与所述高速脱水机连接；所述烘干部包括控制电器、储料桶、加热器、风机，所述的风机设于储料桶的底部并与所述加热器连接，所述控制电器设于储料桶的外壁；所述的进料部与所述的脱水部通过管道密封连接，所述脱水部与所述的烘干部通过U型管道密封连接；以上专利所述的脱水机或存在机型庞大笨重，或存在生产效率低，或存在不能连续化生产，或存在脱水效果较差，不能用于废塑料裂解前的脱水工序。因此，研发设计一种用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置：设计独特的锥形螺杆结构，靠强烈的剪切和挤压作用将大部分游离水脱去；为了防止脱水的机械作用力太大将双锥螺杆卡死，将裂解油气引入锥形机筒末端，润滑废塑料和双锥螺杆，减少彼此之间的内摩擦力；为了实现双锥螺杆卡死后的及时清理，设置两级快开方式，可以迅速将挤出机打开，清除其中的废塑料；为了进一步增加脱水效果，还将裂解余热引入锥形机筒中，并在锥形机筒末端设置真空泵，使废塑料的脱水率达到98％，具有较高社会价值和应用前景。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置，可以脱除废塑料中98％以上的水分，提高废塑料的脱水率，实现节约能源和减少环境污染的功效。

为了实现上述目的，本实用新型涉及的用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置的主体结构包括导轨、电机安装座、减速机安装架、挤出机安装座、电机、减速机、挤出机、联轴器、快开螺栓、安装板、快开机构、机筒安装架、机筒、裂解油气管、油气电磁阀、烟气进路管、烟气回路管、进路阀门、回路阀门和真空泵连接口；两根平行的导轨之间依次设置有内空式结构的电机安装座、框架式结构的减速机安装架和内空式结构的挤出机安装座，电机安装座与电机螺栓式连接，减速机安装架与减速机螺栓式连接，挤出机安装座与挤出机嵌套式连接，电机通过联轴器与减速机连接，减速机通过快开螺栓与挤出机的一端连接，独立设置的矩形板状结构的安装板的上表面设置有快开机构和框架式结构的机筒安装架，机筒安装架与管状结构的机筒绑扎式连接，挤出机的另一端通过快开机构与机筒的一端连接，机筒的另一端与后续工位的裂解炉法兰式连接，挤出机的末端通过管状结构的裂解油气管与裂解炉的炉体连通，裂解油气管上设置有油气电磁阀，机筒的中部分别设置有管状结构的烟气进路管和烟气回路管，烟气进路管上设置有进路阀门，烟气回路管上设置有回路阀门，烟气进路管与裂解炉的炉体连通，烟气回路管与裂解炉的烟气排放管连通，机筒上还开设有圆形结构的真空泵连接口。

本实用新型涉及的挤出机的主体结构包括锥形机筒、进料斗和双锥螺杆；内空式圆锥形结构的锥形机筒的外圆周上设置有广口式结构的进料斗，锥形机筒的内部前端设置有两根相互齿合的双锥螺杆；与裂解炉的炉体连通的裂解油气管设置在锥形机筒的末端，双锥螺杆与减速机连接。

本实用新型涉及的双锥螺杆的螺棱表面积大，能够增加剪切和传热作用，使废旧塑料在锥形段获得较高的温度，进行初步的裂解和反应，双锥螺杆的最大直径为250mm，最大长径比L/D为4，转速为3- 30r/min；双锥螺杆的中部为锥形结构的锥形段，双锥螺杆的尾部为非锥形结构的非锥形段，锥形段的螺槽容积比非锥形段的螺槽容积大，便于加料和吃料，双锥螺杆锥形段的压缩比与非锥形段的压缩比的比值为3-6，因此，能够在非锥形段建立较高的压缩比；在锥形段，双锥螺杆的螺槽深度和深度沿长度方向均由大到小变化，用以增加废塑料的进料量，螺槽最大深度为150mm，螺槽最小深度为50mm，最大深度与最小深度的比值为2-4，双锥螺杆的螺棱宽度为螺槽宽度的1/4，用以增加两根双锥螺杆在啮合过程中的挤压力，达到增强脱水的效果，双锥螺杆的螺棱外圆锥面的锥度值与螺棱内圆锥面的锥度值不同，螺棱外圆锥面的锥度值与螺棱内圆锥面的锥度值差值为 0.5-0.8，双锥螺杆的螺槽容积沿长度方向逐渐减小，建立初始压力，废塑料被逐渐压缩，以保证废塑料被连续平稳的输送，有利于吃料和脱除大部分自由水；在非锥形段，双锥螺杆的螺槽深度和深度在沿长度方向保持不变，为等深螺距，继续建立压力，用以增加废塑料在非锥形段受到的剪切力和挤压力，进一步挤压出废塑料中剩余的游离水，螺槽深度为50-150mm，螺槽宽度为20-60mm。

本实用新型涉及的快开机构的主体结构包括下夹板、连接柱、紧固块、上夹板、锁紧块、通孔、紧固板、左滑柱、右滑柱、液压缸安装板、液压缸和活塞杆；槽型结构的下夹板的两端分别设置有圆柱形结构的连接柱，连接柱的中部套设有紧固块，连接柱的顶端通过槽型结构的上夹板连接，下夹板、两根连接柱和上夹板围设的矩形空间中设置有矩形板状结构的锁紧块，锁紧块中心开设有圆形结构的通孔，锁紧块的左右两端分别设置有椭圆形结构的紧固板，紧固块与紧固板接触，上夹板的上表面的左端设置有左滑柱，上夹板的上表面的右端设置有右滑柱，左滑柱的顶端和右滑柱的顶端通过矩形板状结构的液压缸安装板连接，液压缸安装板的上表面设置有液压缸，液压缸的底部设置有活塞杆，活塞杆穿过液压缸安装板与上夹板连接。

本实用新型涉及的导轨为U形导轨；电机安装座、减速机安装架、挤出机安装座、安装板、机筒安装架、机筒、锥形机筒、进料斗、下夹板、连接柱、紧固块、上夹板、锁紧块、紧固板、左滑柱、右滑柱、液压缸安装板和活塞杆的材质均为不锈钢；电机为同步电机；减速机为齿轮减速器；联轴器为刚性联轴器；快开螺栓为不锈钢快开螺栓；裂解油气管的直径为10mm，裂解油气管的直径小于 10mm时，裂解油气中残余的微尘会堵塞裂解油气管，裂解油气管的直径大于10mm时，裂解油气在锥形机筒中液化成油滴粘附在废塑料中，一会降低摩擦系数，使得锥形机筒、双锥螺杆和废塑料无法形成相对运动，二是降低剪切和挤压作用，影响废塑料的输送效率，裂解油气管的作用是将裂解炉中的裂解油气输送至锥形机筒中对废塑料进行润滑，避免废塑料在锥形机筒的出口处形成粘结块而影响脱水效果；油气电磁阀用于控制裂解油气管的通断和调节裂解油气的进量；烟气进路管的作用是将裂解炉中的裂解高温烟气输送至锥形机筒中对锥形机筒内的废塑料进行加热，在废塑料脱水过程中，使废塑料中残留在分子或链段之间的水分进一步蒸发；烟气回路管是裂解高温烟气排出锥形机筒的通道；进路阀门和回路阀门分别控制烟气进路管和烟气回路管的通断；真空泵连接口与气体输送泵连接；双锥螺杆之间的角度为8-15°，以增加双锥螺杆之间的啮合作用，角度太大时，双锥螺杆之间的啮合挤压作用力较小，角度太小时，不利于废塑料的进料速度和进料量，废塑料在进料时容易出现断续现象，通过调节双锥螺杆的转速调节锥形机筒中压力的分布，达到增强废塑料的脱水效果，双锥螺杆脱水干燥原理为：双锥螺杆基于变螺距、变螺径和变轴径的螺纹结构增强对废塑料产生的剪切和挤压作用，废塑料在废塑料与锥形机筒内壁之间的摩擦作用下和双锥螺杆之间的挤压作用下向前移动，随着双锥螺杆的螺距和螺径的变化，双锥螺杆的螺距之间的容积随之变化，螺距之间变化的容积进一步对废塑料产生挤压左右，双锥螺杆锥形段和非锥形段的压缩比变化，对废塑料产生强烈的挤压和剪切作用，使废塑料的分子链发生断裂，进而将包容在废塑料中的水分挤压出来，经实验证明，废塑料在进入锥形机筒前的初始含水率为 90％左右，经过双锥螺杆挤压后的废塑料的含水率为5-15％，脱水率达到75％以上；下夹板和上夹板的凹槽面为倾斜结构，便于锁紧挤出机与机筒；左滑柱为上粗下细式结构，右滑柱为上细下粗式结构，使得下夹板和上夹板在开启时，始终有一侧紧密贴合左滑柱或右滑柱，避免下夹板和上夹板在运动过程中出现过定位现象，从而出现卡死，无法运动的情况；液压缸为单活塞杆液压缸。

本实用新型涉及的用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置对废塑料进行连续脱水干燥的过程包括预处理、初步脱水和进一步脱水共三个步骤：

(一)预处理：将清洗后的废塑料送入空压机进行压实，脱除废塑料中的自由水；

(二)初步脱水：通过进料斗将步骤(一)预处理的废塑料投入锥形机筒，废塑料在废塑料与锥形机筒内壁之间的摩擦力作用下和双锥螺杆之间的挤压力作用下向前移动，随着双锥螺杆的螺距和螺径的变化，双锥螺杆的螺距之间的容积随之变化，螺距之间变化的容积进一步对废塑料产生挤压作用，双锥螺杆锥形段和非锥形段的压缩比变化，对废塑料产生强烈的挤压和剪切作用，使废塑料的分子链发生断裂，进而将包容在废塑料中的水分挤压出来；

变螺距、变螺径和变轴径的螺纹结构的双锥螺杆能够增强双锥螺杆对废塑料产生的剪切和挤压作用；

(三)进一步脱水：经实验证明，利用双锥螺杆的机械压缩只能将包容在废塑料中的游离水挤压出来，使废塑料的初始含水率从90％降至5％-10％，废塑料中依然含有水分，水分会进入裂解油中，使油水混合物的含量较高，因此，要进行进一步的脱水：在烟气进路管中引入对裂解炉进行加热的高温烟气，高温烟气的温度在550℃以上，能够对锥形机筒进行加热，使废塑料中残留在分子或链段之间的水分蒸发，形成蒸汽，进一步增强了脱水效果，实现了节能降耗的功效，与真空泵连接口连接的真空泵将蒸汽抽出。

本实用新型涉及的用于在废塑料的脱水过程中，由于特殊的螺杆结构提供了强大的挤压机械力，为了防止在脱水过程中废塑料卡死和堵塞现象影响废塑料脱水和裂解的连续性，在裂解油气管中引入废塑料裂解产生的裂解油气，部分裂解油气进入锥形机筒后对高压缩比的废塑料进行润滑，防止废塑料在双锥螺杆的末端卡死，部分裂解油气在自身压力作用下喷射到废塑料中，随着双锥螺杆的转动扩散到锥形机筒的内部，润滑被压实的废塑料，减小废塑料与锥形机筒之间的摩擦力，提高双锥螺杆的输送能力，防止双锥螺杆的卡死现象，根据锥形机筒内部压力的变化和废塑料流动性的好坏，通过油气电磁阀手动或自动调整裂解油气的进气量，保证废塑料的连续压缩和进料。

本实用新型涉及的的用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置在废塑料的脱水过程中，废塑料卡死双锥螺杆时，松开减速机与挤出机之间的快开螺栓，将减速机与挤出机分离，减速机沿着导轨向后运行并将双锥螺杆从挤出机中拉出，对双锥螺杆中的废塑料进行清除；废塑料堵塞锥形机筒时，通过液压缸打开挤出机与机筒之间的快开机构，将挤出机与机筒分离，挤出机沿着导轨向后运行，对锥形机筒中的废塑料进行清除。

本实用新型与现有技术相比，基于变螺距、变螺径和变轴径的双锥螺杆增强对废塑料产生的剪切和挤压作用的原理，首先，利用双锥螺杆的强大压缩比对废塑料进行初步脱水，使废塑料的初始含水率从90％降至5％-10％；然后，利用裂解高温烟气的余热加热锥形机筒内的废塑料，对废塑料进行进一步的脱水，使废塑料中的游离水进一步蒸发，增强了脱水作用，确保了脱水效果；同时，从裂解炉中引入裂解油气对挤出机中的废塑料进行润滑防止卡死和堵塞现象的发生；并为了解决卡死和堵塞问题，及时清理废塑料，提供了快开螺栓的一级快开方式和快开机构的二及快开方式，快开机构的左滑柱为上粗下细式结构，右滑柱为上细下粗式结构，保证下夹板和上夹板在开启或关闭时为两点式接触，防止过定位卡死下夹板和上夹板；其结构简单，脱水效果好，干燥能力强，生产效率高，不需要专业的技术技能，耗能低，经济性好，能够连续处理废塑料，不仅提高了废塑料脱水和裂解的连续化进程，还减少了环境污染，提高了能源利用率，实现了裂解油气的再次利用。

附图说明：

图1为本实用新型的主体结构原理示意图。

图2为本实用新型涉及的挤出机的主体结构原理示意图。

图3为本实用新型涉及的双锥螺杆的主体结构原理示意图。

图4为本实用新型涉及的快开螺栓的主体结构原理示意图。

图5为本实用新型涉及的快开螺栓的正立面结构原理示意图。

图6为本实用新型涉及的快开机构的主体结构原理示意图。

图7为本实用新型涉及的快开机构的正立面结构原理示意图。

图8为本实用新型对废塑料进行连续脱水干燥的流程原理示意框图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置的主体结构包括导轨1、电机安装座2、减速机安装架3、挤出机安装座4、电机5、减速机6、挤出机7、联轴器8、快开螺栓9、安装板10、快开机构11、机筒安装架12、机筒13、裂解油气管14、油气电磁阀15、烟气进路管16、烟气回路管17、进路阀门18、回路阀门19和真空泵连接口20；两根平行的导轨1之间依次设置有内空式结构的电机安装座2、框架式结构的减速机安装架3和内空式结构的挤出机安装座4，电机安装座2与电机5螺栓式连接，减速机安装架3与减速机6螺栓式连接，挤出机安装座4与挤出机7 嵌套式连接，电机5通过联轴器8与减速机6连接，减速机6通过快开螺栓9与挤出机7的一端连接，独立设置的矩形板状结构的安装板10的上表面设置有快开机构11和框架式结构的机筒安装架 12，机筒安装架12与管状结构的机筒13绑扎式连接，挤出机7的另一端通过快开机构11与机筒13的一端连接，机筒13的另一端与后续工位的裂解炉法兰式连接，挤出机7的末端通过管状结构的裂解油气管14与裂解炉的炉体连通，裂解油气管14上设置有油气电磁阀15，机筒13的中部分别设置有管状结构的烟气进路管16和烟气回路管17，烟气进路管16上设置有进路阀门18，烟气回路管17 上设置有回路阀门19，烟气进路管16与裂解炉的炉体连通，烟气回路管17与裂解炉的烟气排放管连通，机筒13上还开设有圆形结构的真空泵连接口20。

本实施例涉及的挤出机7的主体结构包括锥形机筒100、进料斗101和双锥螺杆102；内空式圆锥形结构的锥形机筒100的外圆周上设置有广口式结构的进料斗101，锥形机筒100的内部前端设置有两根相互齿合的双锥螺杆102；与裂解炉的炉体连通的裂解油气管14设置在锥形机筒100的末端，双锥螺杆102与减速机6连接。

本实施例涉及的双锥螺杆102的螺棱表面积大，能够增加剪切和传热作用，使废旧塑料在锥形段获得较高的温度，进行初步的裂解和反应，双锥螺杆102的最大直径为250mm，最大长径比L/D为 4，转速为3-30r/min；双锥螺杆102的中部为锥形结构的锥形段，双锥螺杆102的尾部为非锥形结构的非锥形段，锥形段的螺槽容积比非锥形段的螺槽容积大，便于加料和吃料，双锥螺杆102锥形段的压缩比与非锥形段的压缩比的比值为3-6，因此，能够在非锥形段建立较高的压缩比；在锥形段，双锥螺杆102的螺槽深度和深度沿长度方向均由大到小变化，用以增加废塑料的进料量，螺槽最大深度为150mm，螺槽最小深度为50mm，最大深度与最小深度的比值为2-4，双锥螺杆102的螺棱宽度为螺槽宽度的1/4，用以增加两根双锥螺杆102在啮合过程中的挤压力，达到增强脱水的效果，双锥螺杆102的螺棱外圆锥面的锥度值与螺棱内圆锥面的锥度值不同，螺棱外圆锥面的锥度值与螺棱内圆锥面的锥度值差值为0.5-0.8，双锥螺杆102的螺槽容积沿长度方向逐渐减小，建立初始压力，废塑料被逐渐压缩，以保证废塑料被连续平稳的输送，有利于吃料和脱除大部分自由水；在非锥形段，双锥螺杆102的螺槽深度和深度在沿长度方向保持不变，为等深螺距，继续建立压力，用以增加废塑料在非锥形段受到的剪切力和挤压力，进一步挤压出废塑料中剩余的游离水，螺槽深度为50-150mm，螺槽宽度为20-60mm。

本实施例涉及的快开机构11的主体结构包括下夹板200、连接柱201、紧固块202、上夹板203、锁紧块204、通孔205、紧固板 206、左滑柱207、右滑柱208、液压缸安装板209、液压缸210和活塞杆211；槽型结构的下夹板200的两端分别设置有圆柱形结构的连接柱201，连接柱201的中部套设有紧固块202，连接柱201的顶端通过槽型结构的上夹板203连接，下夹板200、两根连接柱201 和上夹板203围设的矩形空间中设置有矩形板状结构的锁紧块204，锁紧块204中心开设有圆形结构的通孔205，锁紧块204的左右两端分别设置有椭圆形结构的紧固板206，紧固块202与紧固板 206接触，上夹板203的上表面的左端设置有左滑柱207，上夹板 203的上表面的右端设置有右滑柱208，左滑柱207的顶端和右滑柱 208的顶端通过矩形板状结构的液压缸安装板209连接，液压缸安装板209的上表面设置有液压缸210，液压缸210的底部设置有活塞杆211，活塞杆211穿过液压缸安装板209与上夹板203连接。

本实施例涉及的导轨1为U形导轨；电机安装座2、减速机安装架3、挤出机安装座4、安装板10、机筒安装架12、机筒13、锥形机筒100、进料斗101、下夹板200、连接柱201、紧固块202、上夹板203、锁紧块204、紧固板206、左滑柱207、右滑柱208、液压缸安装板209和活塞杆211的材质均为不锈钢；电机5为同步电机；减速机6为齿轮减速器；联轴器8为刚性联轴器；快开螺栓 9为不锈钢快开螺栓；裂解油气管14的直径为10mm，裂解油气管 14的直径小于10mm时，裂解油气中残余的微尘会堵塞裂解油气管 14，裂解油气管14的直径大于10mm时，裂解油气在锥形机筒100 中液化成油滴粘附在废塑料中，一会降低摩擦系数，使得锥形机筒 100、双锥螺杆102和废塑料无法形成相对运动，二是降低剪切和挤压作用，影响废塑料的输送效率，裂解油气管14的作用是将裂解炉中的裂解油气输送至锥形机筒100中对废塑料进行润滑，避免废塑料在锥形机筒100的出口处形成粘结块而影响脱水效果；油气电磁阀15用于控制裂解油气管14的通断和调节裂解油气的进量；烟气进路管16的作用是将裂解炉中的裂解高温烟气输送至锥形机筒100 中对锥形机筒100内的废塑料进行加热，在废塑料脱水过程中，使废塑料中残留在分子或链段之间的水分进一步蒸发；烟气回路管17 是裂解高温烟气排出锥形机筒100的通道；进路阀门18和回路阀门 19分别控制烟气进路管16和烟气回路管17的通断；真空泵连接口 20与气体输送泵连接；双锥螺杆102之间的角度为8-15°，以增加双锥螺杆102之间的啮合作用，角度太大时，双锥螺杆102之间的啮合挤压作用力较小，角度太小时，不利于废塑料的进料速度和进料量，废塑料在进料时容易出现断续现象，通过调节双锥螺杆102 的转速调节锥形机筒100中压力的分布，达到增强废塑料的脱水效果，双锥螺杆102脱水干燥原理为：双锥螺杆102基于变螺距、变螺径和变轴径的螺纹结构增强对废塑料产生的剪切和挤压作用，废塑料在废塑料与锥形机筒100内壁之间的摩擦作用下和双锥螺杆 102之间的挤压作用下向前移动，随着双锥螺杆102的螺距和螺径的变化，双锥螺杆102的螺距之间的容积随之变化，螺距之间变化的容积进一步对废塑料产生挤压左右，双锥螺杆102锥形段和非锥形段的压缩比变化，对废塑料产生强烈的挤压和剪切作用，使废塑料的分子链发生断裂，进而将包容在废塑料中的水分挤压出来，经实验证明，废塑料在进入锥形机筒100前的初始含水率为90％左右，经过双锥螺杆102挤压后的废塑料的含水率为5-15％，脱水率达到75％以上；下夹板200和上夹板203的凹槽面为倾斜结构，便于锁紧挤出机7与机筒13；左滑柱207为上粗下细式结构，右滑柱 208为上细下粗式结构，使得下夹板200和上夹板203在开启时，始终有一侧紧密贴合左滑柱207或右滑柱208，避免下夹板200和上夹板203在运动过程中出现过定位现象，从而出现卡死，无法运动的情况；液压缸210为单活塞杆液压缸。

本实施例涉及的用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置对废塑料进行连续脱水干燥的过程包括预处理、初步脱水和进一步脱水共三个步骤：

(一)预处理：将清洗后的废塑料送入空压机进行压实，脱除废塑料中的自由水；

(二)初步脱水：通过进料斗101将步骤(一)预处理的废塑料投入锥形机筒100，废塑料在废塑料与锥形机筒100内壁之间的摩擦力作用下和双锥螺杆102之间的挤压力作用下向前移动，随着双锥螺杆102的螺距和螺径的变化，双锥螺杆102的螺距之间的容积随之变化，螺距之间变化的容积进一步对废塑料产生挤压作用，双锥螺杆102锥形段和非锥形段的压缩比变化，对废塑料产生强烈的挤压和剪切作用，使废塑料的分子链发生断裂，进而将包容在废塑料中的水分挤压出来；

变螺距、变螺径和变轴径的螺纹结构的双锥螺杆102能够增强双锥螺杆102对废塑料产生的剪切和挤压作用；

(三)进一步脱水：经实验证明，利用双锥螺杆102的机械压缩只能将包容在废塑料中的游离水挤压出来，使废塑料的初始含水率从90％降至5％-10％，废塑料中依然含有水分，水分会进入裂解油中，使油水混合物的含量较高，因此，要进行进一步的脱水：在烟气进路管16中引入对裂解炉进行加热的高温烟气，高温烟气的温度在550℃以上，能够对锥形机筒100进行加热，使废塑料中残留在分子或链段之间的水分蒸发，形成蒸汽，进一步增强了脱水效果，实现了节能降耗的功效，与真空泵连接口20连接的真空泵将蒸汽抽出。

本实施例涉及的用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置在废塑料的脱水过程中，由于特殊的螺杆结构提供了强大的挤压机械力，为了防止在脱水过程中废塑料卡死和堵塞现象影响废塑料脱水和裂解的连续性，在裂解油气管14中引入废塑料裂解产生的裂解油气，部分裂解油气进入锥形机筒100后对高压缩比的废塑料进行润滑，防止废塑料在双锥螺杆102的末端卡死，部分裂解油气在自身压力作用下喷射到废塑料中，随着双锥螺杆102的转动扩散到锥形机筒100的内部，润滑被压实的废塑料，减小废塑料与锥形机筒100之间的摩擦力，提高双锥螺杆102的输送能力，防止双锥螺杆102的卡死现象，根据锥形机筒100内部压力的变化和废塑料流动性的好坏，通过油气电磁阀15手动或自动调整裂解油气的进气量，保证废塑料的连续压缩和进料。

本实施例涉及的用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置在废塑料的脱水过程中，废塑料卡死双锥螺杆102时，松开减速机6与挤出机7之间的快开螺栓9，将减速机6与挤出机7分离，减速机6沿着导轨1向后运行并将双锥螺杆102从挤出机7中拉出，对双锥螺杆102中的废塑料进行清除；废塑料堵塞锥形机筒 100时，通过液压缸210打开挤出机7与机筒13之间的快开机构 11，将挤出机7与机筒13分离，挤出机7沿着导轨向后运行，对锥形机筒100中的废塑料进行清除。

Claims (3)

1.一种用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置，其特征在于主体结构包括导轨、电机安装座、减速机安装架、挤出机安装座、电机、减速机、挤出机、联轴器、快开螺栓、安装板、快开机构、机筒安装架、机筒、裂解油气管、油气电磁阀、烟气进路管、烟气回路管、进路阀门、回路阀门和真空泵连接口；两根平行的导轨之间依次设置有内空式结构的电机安装座、框架式结构的减速机安装架和内空式结构的挤出机安装座，电机安装座与电机螺栓式连接，减速机安装架与减速机螺栓式连接，挤出机安装座与挤出机嵌套式连接，电机通过联轴器与减速机连接，减速机通过快开螺栓与挤出机的一端连接，独立设置的矩形板状结构的安装板的上表面设置有快开机构和框架式结构的机筒安装架，机筒安装架与管状结构的机筒绑扎式连接，挤出机的另一端通过快开机构与机筒的一端连接，机筒的另一端与后续工位的裂解炉法兰式连接，挤出机的末端通过管状结构的裂解油气管与裂解炉的炉体连通，裂解油气管上设置有油气电磁阀，机筒的中部分别设置有管状结构的烟气进路管和烟气回路管，烟气进路管上设置有进路阀门，烟气回路管上设置有回路阀门，烟气进路管与裂解炉的炉体连通，烟气回路管与裂解炉的烟气排放管连通，机筒上还开设有圆形结构的真空泵连接口。

2.根据权利要求1所述的用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置，其特征在于所述挤出机的主体结构包括锥形机筒、进料斗和双锥螺杆；内空式圆锥形结构的锥形机筒的外圆周上设置有广口式结构的进料斗，锥形机筒的内部前端设置有两根相互齿合的双锥螺杆；与裂解炉的炉体连通的裂解油气管设置在锥形机筒的末端，双锥螺杆与减速机连接。

3.根据权利要求1所述的用于废塑料连续裂解过程中的高效脱水干燥装置，其特征在于所述快开机构的主体结构包括下夹板、连接柱、紧固块、上夹板、锁紧块、通孔、紧固板、左滑柱、右滑柱、液压缸安装板、液压缸和活塞杆；槽型结构的下夹板的两端分别设置有圆柱形结构的连接柱，连接柱的中部套设有紧固块，连接柱的顶端通过槽型结构的上夹板连接，下夹板、两根连接柱和上夹板围设的矩形空间中设置有矩形板状结构的锁紧块，锁紧块中心开设有圆形结构的通孔，锁紧块的左右两端分别设置有椭圆形结构的紧固板，紧固块与紧固板接触，上夹板的上表面的左端设置有左滑柱，上夹板的上表面的右端设置有右滑柱，左滑柱的顶端和右滑柱的顶端通过矩形板状结构的液压缸安装板连接，液压缸安装板的上表面设置有液压缸，液压缸的底部设置有活塞杆，活塞杆穿过液压缸安装板与上夹板连接。