CN212576304U - 一种用于废旧塑料热裂解炼油工艺的新型热管式反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于废旧塑料热裂解炼油工艺的新型热管式反应釜,反应釜中设置多根高温重力热管，利用高温重力热管对反应釜内的废旧塑料进行加热，促使废旧塑料的烃长分子链热解成为烃短分子链的气体。具体做法是将高温重力热管安置在反应釜底部，热管的放热段设置在反应釜内，并与废旧塑料接触；热管的吸热段设置在反应釜外，其上面设有电加热丝对热管直接加热。本发明的优点：热效率高，节能；加热温度可控；工艺简单；大大提高了废旧塑料的温升速率，进而提高了油转化率，提高了生产的经济效益。

Description

一种用于废旧塑料热裂解炼油工艺的新型热管式反应釜

技术领域

本实用新型属于废旧塑料回收领域，具体涉及一种废旧塑料炼油工艺用到的设备。

背景技术

塑料属于高分子碳氢聚合物，通过热裂解方式可以将塑料的高分子聚合物的大分子链还原为小分子链化合物，其中小分子链化合物大多为碳氢化合物气体，经过冷凝处理，可以得到汽油、柴油燃料。在废旧塑料的回收利用技术中，现有热解塑料的技术是通过反应釜实现的。反应釜通常为卧式罐体，罐体中装有废旧塑料，通过罐体外部的燃油或者天然气燃烧后产生的高温气体首先对罐体加热，随后高温的罐体再向罐体内部的废旧塑料传递热量，当废旧塑料的温度达到400℃左右时，废旧塑料转变成气体，通过顶部的排气口引入冷凝器，利用冷却水将其凝结成为汽油和柴油。工作中发现，这种常规热解设备的耗能高，热效率低，热效率不超过35％(燃料提供的能量中65％随烟气带走)。另一方面，反应釜罐体体积庞大，罐体壁厚大，所以系统质量大，热惯性大。一般，采用常规的外部加热方式将罐体内废旧塑料加热到塑料热裂解温度，所需时间长。1吨左右的废旧塑料，需要7小时左右才能达到热裂解温度；此外，外加热方式不容易控制塑料的加热温度，往往是靠近罐体壁面附件的塑料温度高，而罐体中间的塑料温度低，产品质量很难保证；常规热裂解系统的配套措施复杂，需要对燃烧排出的烟气作脱尘、脱硫等处理，维持运行的费用高。

发明内容

针对以上常规热裂解塑料炼油技术的弊端，本实用新型提供一种废旧塑料热裂解装置，可以减少能耗，缩短热裂解时间，并且能够精确控制反应釜内废旧塑料的加热温度，以提高油转化率，同时该系统为环保型，不会对环境排放有害物质。

本实用新型的技术实施方案：

一种用于废旧塑料热裂解炼油工艺的新型热管式反应釜，包括反应釜罐体，与料仓连接的进料口，与冷凝器连接的排气口，以及底部设有排渣用的孔口,反应釜底部设置有多根高温重力热管,高温重力热管的吸热段安置在反应釜外，其上面设置有电加热丝对高温重力热管的吸热段加热；热管的放热段安置在反应釜内，并与废旧塑料接触，对其加热。

进一步的，所述高温重力热管内的工质为钠、钾或者钾钠混合物；热管直径为17-65mm；在加热条件下，热管内部所产生的蒸汽温度大于或等于 500℃；热管的放热段表面为光滑表面；反应釜底部开孔，高温重力热管穿过并于罐体焊接，保证热管放热段与吸热段分别固定在反应釜内、外。

进一步的，所述的反应釜外表面设有罐体保温层，罐体保温层表面温度 <45℃；热管的吸热段外表面设有高温重力热管保温层，使高温重力热管保温层表面温度<60℃。

进一步的，本系统设置电控设备，可对加热电流、电压实现智能控制，精准控制热管功率与高温重力热管的表面温度。

本实用新型的有益效果：可快速对塑料进行加热，使其温升速率得到提高，以提高其出油率；多根重力热管直接与罐体内的废旧塑料接触加热，减少了热损失，达到节能效果；重力热管表面温度均匀、可控；罐体内废旧塑料的温度均匀；通过电加热方式进行热裂解，有利于环境保护。

目前，常用的热裂解反应釜，是将废旧塑料放入罐体内，通过罐体外面加热的方式对罐体内废旧塑料进行加热。由于塑料的导热系数很低，导热性能差，经常出现与罐体接触的塑料温度很高，甚至达到碳化的程度，但是中心部分的塑料依然温度很低，达不到热裂解的温度。采用本发明技术，就可以通过高温重力热管直接对罐体内部的废旧塑料均匀加热。试验结果显示：塑料的温升速率对产油率有很大影响，塑料的温升速率达到20℃/分钟时，塑料的产油率比温升速率5℃/分钟要提高3倍以上。通过外部对塑料加热的常规技术，由于罐体体积大，质量大，因此热惯性较大，塑料的温升速率慢。而热管的管壁厚度只有2.5-4mm，热惯性小，温升速率高，通过热管对塑料加热，可以快速提高塑料温度，提高产油率。常规技术使用燃烧器对罐体加热，大量热能随烟气排出，直接对罐体内塑料加热的能量只占燃烧器提供热量的35％左右。本发明的罐体与热管加热段外表面均设有保温层，不会使热量散失到环境，提高了热效率。本发明利用电加热，调节设备简单，可进行精密调节电流或者电压，进而控制热管表面温度。传热学的理论与实践证明：热管具有高导热性能，其导热性能比铜材要高出几百倍，而且沿热管轴向的温度梯度很小，因而利用高温重力热管对废旧塑料加热，可以使反应釜上下的加热温度均匀。

附图说明

图1废旧塑料热裂解炼油工艺热管式反应釜结构示意图。

图中符号说明：

1——进料口；2——排气口；3——高温重力热管；4——排渣口；

5——罐体；6——罐体保温层；7——电源开关；

8——高温重力热管保温层；9——排渣口盖板；10——电源；

11——高温重力热管吸热段；12——电加热丝；13——电控设备；

14——电流表。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优缺点更加清楚明白，现结合图1 进一步对本实用新型做详细描述。

一种用于废旧塑料热裂解炼油工艺的新型热管式反应釜，包括反应釜罐体5，与料仓连接的进料口1，与冷凝器连接的排气口2，以及底部设有排渣用的孔口4，反应釜底部设置有多根高温重力热管3,高温重力热管3的吸热段11安置在反应釜外，其上面设置有电加热丝12对高温重力热管的吸热段加热；热管的放热段安置在反应釜内，并与废旧塑料接触，对其加热。

高温重力热管内的工质为钠、钾或者钾钠混合物；热管直径为17-65mm；在加热条件下，热管内部所产生的蒸汽温度大于或等于500℃；热管的放热段表面为光滑表面；反应釜底部开孔，高温重力热管穿过并于罐体焊接，保证热管放热段与吸热段分别固定在反应釜内、外。

反应釜外表面设有罐体保温层6，罐体保温层表面温度<45℃；热管的吸热段外表面同样设有高温重力热管保温层8，使高温重力热管保温层表面温度<60℃。

本系统设置电控设备13，可对加热电流、电压实现智能控制，精准控制热管功率与高温重力热管的表面温度。

Claims (4)

1.一种用于废旧塑料热裂解炼油工艺的新型热管式反应釜，包括反应釜罐体(5)，与料仓连接的进料口(1)，与冷凝器连接的排气口(2)，以及底部设有排渣用的孔口(4)，其特征在于：反应釜底部设置有多根高温重力热管(3)，高温重力热管(3)的吸热段(11)安置在反应釜外，其上面设置有电加热丝(12)对高温重力热管的吸热段加热；热管的放热段安置在反应釜内，并与废旧塑料接触，对其加热。

2.根据权利要求1所述一种用于废旧塑料热裂解炼油工艺的新型热管式反应釜,其特征在于：所述高温重力热管内的工质为钠、钾或者钾钠混合物；热管直径为17-65mm；在加热条件下，热管内部所产生的蒸汽温度大于或等于500℃；热管的放热段表面为光滑表面；反应釜底部开孔，高温重力热管穿过并于罐体焊接，保证热管放热段与吸热段分别固定在反应釜内、外。

3.根据权利要求1所述一种用于废旧塑料热裂解炼油工艺的新型热管式反应釜,其特征在于：所述的反应釜外表面设有罐体保温层(6)，罐体保温层表面温度<45℃；热管的吸热段外表面设有高温重力热管保温层(8)，使高温重力热管保温层表面温度<60℃。

4.根据权利要求1所述一种用于废旧塑料热裂解炼油工艺的新型热管式反应釜,其特征在于：本系统设置电控设备(13)，可对加热电流、电压实现智能控制，精准控制热管功率与高温重力热管的表面温度。

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