CN2425704Y - 连续大规模工业化生产的反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续大规模工业化生产的反应釜,它包括:一反应釜本体,其特征在于,它还包括:一通过电机带动减速器驱动的进料装置,其通过一阀门设置在所述反应釜本体的进料口上;一排渣装置,其设置在所述反应釜本体内;一排渣罐,其通过一阀门设置在所述反应釜本体的出料口上。本实用新型通过连续或间断性进料、排渣,保证了反应釜本体内的塑料裂解炼油反应连续不断地进行,本实用新型可以广泛用于大规模工业化废塑料炼油生产过程中。

Description

连续大规模工业化生产的反应釜

本实用新型涉及一种废塑料裂解炼油用反应釜，特别是关于一种可以实现连续大规模工业化生产的反应釜。

国内外有关回收废塑料，通过化学反应-催化或非催化的裂解-转化为高质燃料的专利和文献报道已不少，但是，能实现连续大规模工业化生产的甚少。利用废塑料炼制汽油柴油实现连续大规模工业化生产的关键问题是：实现高温进料和高温排渣。由于无论是在催化或非催化裂解反应过程中，大量的裂解油蒸汽和裂化气充满反应釜和所连接的管道，如何将大气中的废塑料不断地加入处于高温反应状态下的裂解反应釜内，是关系到能否连续大规模工业化生产的问题之一。问题之二是：由于废塑料大部分呈垃圾状，含有大量泥砂杂物，就是纯净塑料中也仍有一部分填充料，如钛白粉、轻质碳酸钙粉、增塑料剂等，它们都是裂解反应后的残渣。裂解反应过程中生焦量一般约占投入的废塑料量的5-15％，甚至更高。这些泥沙杂物和焦炭在反应过程中逐渐沉积于反应釜四壁及底壁，若不及时将它们从四壁和底部除去，反应釜四周很快就会结垢，使反应无法进行。然而，这些泥砂杂物和焦炭必须在高温反应过程中连续不断地从反应器四壁和底壁清除下来，并且及时排出反应器外，否则反应过程就只能一釜一釜地间隙进行。目前国内有许多小型原始式或作坊式废塑料炼油装置，均是间歇式焦化裂化装置，从而难以实现连续大规模工业化生产。

本实用新型的目的是提供一种可以实现在高温裂解条件下，能够完成向反应釜内进料和脱焦排渣作业，从而保证废塑料裂解炼油过程不间断的连续大规模工业化生产的反应釜。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计：一种连续大规模工业化生产的反应釜，它包括：一反应釜本体；一电机连接的减速器，其设置在所述反应釜本体顶部；一设置在所述反应釜本体内的主搅拌器，其通过一主轴与所述减速器的输出端连接；一压料大螺旋，其设置在所述主搅拌器上方的所述主轴上；其特征在于，它还包括：一通过电机带动减速器驱动的进料装置，所述进料装置设置在所述反应釜本体的进料口上；一排渣装置，其设置在所述反应釜本体内；一排渣罐，其通过一阀门设置在所述反应釜本体的出料口上。

所述进料装置可以包括：一横向输料管，其一端顶部设置一进料口，另一端底部设置一出料口；一进料斗，其底部与所述横向输料管的所述进料口连接；所述电机带动的减速器为两套，其中一套位于所述进料斗上方，另一套位于所述横向输料管的一端；一垂直推料螺旋，其与所述进料斗上方的所述减速器的输出端连接，且伸入所述进料斗；一横向推料螺旋，其与另一所述减速器的输出端连接，且支承在所述横向输料管内，位于所述横向输料管的所述出料口两侧的所述推料螺旋的螺旋叶片旋向相反；一垂向输料装置，其顶部连接所述横向输料管的出料口，底部连接所述反应釜本体。

所述进料装置的所述垂向输料装置包括：一斜向输料管，其顶部连接所述横向输料管的所述出料口；一垂向输料管，其侧部与所述斜向输料管的底部连接；一冷却水套，其围设在所述垂向输料管的周向；一电机带动的减速器，其设置在所述反应釜本体顶部；一垂直推料螺旋，其与所述减速器的输出端连接，且设置在所述垂向输料管内；一进料阀门，其顶部连接所述垂向输料管，底部连接所述反应釜本体。

所述进料装置的所述垂向输料装置还可以是包括：一星型回旋进料器，其顶部进料口与所述横向输料管的出料口连接；一斜向输料管，其顶部连接所述星型回旋进料器底部的出料口，其底部连接所述反应釜本体；一冷却水套，其围设在所述斜向输料管的周向。

在所述星型回旋进料器与所述斜向输料管之间设置一事故处理阀门。

所述排渣装置包括：一连接在所述主搅拌器底部的延长轴，所述延长轴上设置有排渣搅拌器和排渣螺旋。

所述排渣罐包括：一设置在所述排渣罐顶部和底部的进、出料口，所述进料口通过所述阀门与所述反应釜本体连接；一排渣阀门，其设置在所述排渣罐底部的所述出料口上；至少一混合油抽出口，其设置在所述排渣罐上；一热电偶管套，其插设在所述排渣罐内；一热电偶，其插设在所述热电偶管套内；一油浴夹套，其围设在所述排渣罐的周向，所述油浴夹套上设置有放气孔和进、出油口；若干电热管套，其插设在所述油浴夹套内；若干电热棒，其分别插设在所述电热管套内。

所述阀门包括：一气缸，其内设置有一活塞；一阀杆，其连接在所述活塞上；一阀板，其连接在所述阀杆的顶部，所述阀板的头部呈楔形；一密封盖式阀体，其套设在所述阀杆和阀板外部；两法兰盘，其分别设置在所述阀板关闭位置的所述阀体的顶部和底部。

本实用新型由于采取以上设计，其具有以下优点：1、本实用新型由于在反应釜本体的进、出料口，分别设置了高温进料、排渣装置及排渣罐，因此，可以通过连续性或间隔性进料、排渣，达到保证反应釜本体内的塑料裂解炼油反应连续不断进行的目的，使本实用新型在用于大规模工业化生产废塑料炼油过程中，提高生产效率，提高炼油品质。2、由于本实用新型第一种进料装置设置了水平输料管、斜向输料管和垂直输料管、并在水平输料管和垂直输料管内设置了通过电机减速器驱动的螺旋推料器，因此，可以使横向输料管不断地通过斜向输料管向垂直输料管送料，而垂直输料管却在定期开闭的阀门作用下，间断性地向反应釜本体内进料，使反应釜本体内的高温裂解炼油反应连续不断地进行，在此过程中，由于垂直推料螺旋上的螺旋叶片的强力向下推进，使每道叶片与管壁之间的软塑料压紧致密，形成一道道密封圈，阻止反应釜本体内的高温油气向上反窜。3、由于本实用新型的第二种进料装置，在横向输料管下部的垂向输料装置中采用了星型回旋进料器，从而可以使废塑料可以连续不断地加入反应釜本体，可以适用更大规模的工业化连续生产。4、本实用新型由于采用一设置在反应釜本体下部的排渣装置及一通过常开阀门连接在反应釜本体出料口上的排渣罐，因此，可以使位于反应釜本体底部的浆料不断通过常开阀门进入排渣罐，而进入排渣灌的泥沙焦渣在油浴油的加热作用下不会凝结在排渣罐壁面上，同时在定期排渣操作时，可以通过关闭常开阀门、打开排渣罐底部的常闭排渣阀门顺利排渣，有效地保证了在高温反应连续不断地进行的情况下间断性地向外排渣。5、本实用新型的阀门由于设计了一个通过气缸驱动的阀杆、阀板和带有气密性很好，易于密封的密封盖式阀体，使驱动部分远离高温油气运行部分，有效地解决了反应温度过高对驱动部分的影响，防止了易燃易爆高温气体的泄漏，保证了浆料阀门运行的可靠性和耐用性，使本实用新型的各项功能得以有效实现。本实用新型可以广泛使用于连续大规模工业化废塑料裂解炼油过程中。

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述。

图1是本实用新型反应釜结构示意图

图2是本实用新型进料装置的一种结构示意图

图3是图2局部俯视示意图

图4是本实用新型进料装置的另一种结构示意图

图5是图4中进料斗俯视示意图

图6是图4中星型回旋进料器侧视示意图

图7是本实用新型排渣罐结构示意图

图8是本实用新型阀门结构示意图

图9是图8的俯视剖视示意图

如图1所示，本实用新型与现有技术相同的部分包括一反应釜本体1，反应釜本体的顶部和底部分别设置有进、出料口，反应釜本体1的顶部中央支承有通过电机2带动的减速器3，减速器3的输出端连接一支承在反应釜本体1内的主轴4，主轴4的上部连接一压料大螺旋5，中部连接一主搅拌器6。本实用新型的特征是：在反应釜本体1的进料口上连接一进料装置20，在反应釜本体1底部的出料口上通过一阀门10连接一排渣罐30，将反应釜本体1的下部制作成逐渐收缩状，并在其内设置一排渣装置40。排渣装置40包括：连接在主搅拌器6下部的一延长轴41，连接在延长轴41上的一排渣搅拌器42和一排渣螺旋43。

如图2、图4所示，进料装置20包括：一横向输料管21，在靠近横向输料管21一端的顶部设置一进料口，在靠近横向输料管21另一端的底部设置一出料口，在横向输料管21的进料口上设置一进料斗22。一电机23带动的一减速器24支承在进料斗22的上方，减速器24的输出端连接一垂直推料螺旋25，垂直推料螺旋25伸入进料斗22。另一电机26带动一减速器27设置在横向输料管21的一端，减速器27的输出端连接一支承在横向输料管21内的横向推料螺旋28。控制横向推料螺旋28的电机26采用调频电机，转速可调，由熔化裂解反应装置的料位指示控制器提供信号，控制进料速度。横向推料螺旋28，在位于横向输料管21出料口两侧的螺旋叶片的螺旋旋向相反，以使正向螺旋叶片推过来的塑料不会在末端压死。在横向输料管21的出料口与反应釜本体1之间设置一垂向输料装置50。

如图2、图3所示，垂向输料装置50可以采取以下结构：一斜向输料管51的顶部连接横向输料管21的出料口，将一垂直输料管52的侧部与斜向输料管51的底部连接。一电机53带动一减速器54支承在反应釜本体1顶部，一垂直推料螺旋55与减速器54的输出端连接，且设置在垂直输料管52内。一进料阀门56的顶部连接在垂直输料管52的底部，进料阀门56的底部连接反应釜本体1的进料口，在垂向输料管52的周向围设有冷却水套57，以避免热塑料粘结在垂直输料管52上。在斜向输料管51上可以设置检修手孔等，另外为了保证斜向输料管51输料顺畅，需保证其与垂线夹角不大于38度。

如图4、图5、图6所示，进料装置20的垂向输料装置50还可以采取以下结构：将一现成产品星型回旋进料器58的顶部与横向输料管21的出料口连接，将一事故处理阀门59连接在星型回旋进料器58的底部，将一斜向输料管60的顶部连接事故处理阀门59，将斜向输料管60的底部连接在反应釜本体1的进料口上。在斜向输料管60的周向围设一冷却水套61，以避免塑料粘结在斜向输料管60上。

如图7所示，排渣罐30包括：设置在排渣罐30周向的油浴夹套31，在油浴夹套31内插设有4-8支电热管套32，在电热管套32中插设电热棒，以加热油浴夹套31中的油，以防止焦渣凝固结垢在排渣罐30上。在油浴夹套31上设置有进、出油口33、34，还设置有放气孔35。放气孔35在加油时用于放气，另外油被加热后会产生气体，也要按规定隔一段时间放一下气。在排渣罐30的上部设置有混合油抽出口36，以将进入排渣罐30内的裂解油抽出，还可以在排渣罐30的下部也设置一个混合油抽出口37。在排渣罐30的上部设置有一热电偶管套38，以插入热电偶测量温度。在排渣罐30的顶部进口处，设置有与反应釜本体1出料口连接的进料阀门10，阀门10一般处于常开状态。此时阀门10相对于排渣罐30是进料阀门10，相对于反应釜本体1是出料阀门10。在排渣罐30的底部出口处设置一出料阀门39，出料阀门39亦称排渣阀门39，一般处于常闭状态。排渣罐30还可以根据需要设置油渣探测孔等。

如图8、图9所示，本实用新型的各进、出料阀门10、39、56、59，应采用现有的耐高温浆料阀门，如薄型无积渣浆料式进料阀等。也可以全部或部分采用本实用新型设计的高温气动进料-排渣阀门10(以阀门10为例加以说明)。阀门10包括：一气缸11，气缸11的活塞12上连接一阀杆13，阀杆13的端部连接一阀板14，阀杆13和阀板14设置在两相对固定的密封盖式阀体15内。阀体15在阀板14关闭位置的上下分别设置有法兰盘16、17，以连接在进料口与出料口之间控制进、出料。阀体15的另一端可以与气缸固定连接在一起，或用其它方法固定不动。阀板14的头部呈楔形18，可以减少阀板14在上部浆料压力作用下的运动阻力。使用时，如果从气缸11的左部进气，活塞12通过阀杆13带动阀板14在阀体15内向右运动将进料口关闭。如果从气缸11的右部进气，活塞12便通过阀杆13带动阀板14在阀体15内向左运动，将进料口打开。本实用新型的进、出料阀门10、39、56、59的控制可以采用手动控制，也可以与整体反应釜配合采用自动控制，各阀门可以根据需要设置成常开或常闭状态。

上述实施例中，减速器3、24、27、54可以采用行星摆线针轮减速器，也可以采用其它减速器。推料螺旋28、55与输料管21、52之间的转动密封，可以采用现成产品带冷却水套的盘根箱29，也可以采用其它密封形式。另外，本实用新型的阀门10、进料装置20、排渣罐30、排渣装置40还可以采用其它结构形式。

本实用新型的进料操作如下：当裂解反应在高温下进行时，废塑料垃圾预先经过除去泥沙砖石杂质和铁质等金属杂质，并经破碎机撕碎成不大于φ50mm的碎片，由提升机提升至送料斗22(如图4所示)，被垂直进料螺旋25推人横向输料管21，废塑料碎片继续被横向推料螺旋28强力由后向前推动，由于叶片的强力前推，使每道叶片与管壁之间的软塑料压紧致密，形成一道道密封圈，阻止反应器内的油气反窜，这就保证了反应器与外界大气隔绝。由横向推料螺旋28出料口处的正反向螺旋的作用，使塑料被强力推人垂直安装的星型回旋进料器58内，而不会被压死在横向输料管21的末端。塑料经过星型回旋进料器58和进料阀59被迅速推入应釜本体1内。星型回旋进料器58内的叶片与简体壁之间紧压的塑料同样具有密封作用。回旋进料器58的速度应大于横向推料螺旋28的进料速度，横向推料螺旋28的速度应大于垂直推料螺旋的进料速度，以保证塑料不会在任一环节积累拥塞。斜向输料管60外围设置的冷却水套61，可以防止高温油气使塑料熔化粘在管壁而堵塞。这就完成了在裂解反应过程中自动密封进料运作。本实用新型另一实施例与上述实施例不同之处仅在于(如图2所示)：从横向输料管21出口出来的塑料沿斜向输料管51进入垂直输料管52，被垂直推料螺旋55推送，经阀门56进入反应釜本体1。

本实用新型的排渣操作如下：排渣装置40的排渣搅拌器42不停地进行搅拌，以防止焦渣集结在反应釜本体1下部的壁面上，并通过推料螺旋43不断地将泥沙焦渣从常开的出料阀门10排入排渣罐30内。排渣罐30外围的保温油浴夹套31中的电热棒提供热源，使泥沙焦渣在油浴油的加热状态下，不析出凝结在排渣罐壁上。混合油可以不断地从抽出口36、37抽出，排渣罐30内固体渣滓与油的比例状况可以由探测孔探测，这对开工初期确定排渣周期有指导作用。排渣温度可由热电偶管套38内的热电偶指示和控制。等罐体内渣滓较多时，可关闭排渣罐30顶部常开的进料阀门10，打开排渣罐30底部常闭的排渣阀门39，排渣罐30内的泥沙焦渣即可排出罐外。然后关闭排渣阀门39，打开进料阀门10。如此周期循环操作，就可在高温反应状态下将泥沙焦渣间断性地排出，而反应釜本体1内的裂解反应却连续不断地进行。

Claims (11)

1、一种连续大规模工业化生产的反应釜，它包括：

一反应釜本体；

一电机连接的减速器，其设置在所述反应釜本体顶部；

一设置在所述反应釜本体内的主搅拌器，其通过一主轴与所述减速器的输出端连接；

一压料大螺旋，其设置在所述主搅拌器上方的所述主轴上；

其特征在于，它还包括：

一通过电机带动减速器驱动的进料装置，其设置在所述反应釜本体的进料口上；

一排渣装置，其设置在所述反应釜本体内；

一排渣罐，其通过一阀门设置在所述反应釜本体的出料口上。

2、如权利要求1所述的连续大规模工业化生产的反应釜，其特征在于，所述进料装置包括：

一横向输料管，其一端顶部设置一进料口，另一端底部设置一出料口；

一进料斗，其底部与所述横向输料管的所述进料口连接；

所述电机带动的减速器为两套，其中一套位于所述进料斗上方，另一套位于所述横向输料管的一端；

一垂直推料螺旋，其与所述进料斗上方的所述减速器的输出端连接，且伸入所述进料斗；

一横向推料螺旋，其与另一所述减速器的输出端连接，且支承在所述横向输料管内，位于所述横向输料管的所述出料口两侧的所述推料螺旋的螺旋叶片旋向相反；

一垂向输料装置，其顶部连接所述横向输料管的出料口，底部连接所述反应釜本体。

3、如权利要求2所述的连续大规模工业化生产的反应釜，其特征在于，所述垂向输料装置包括：

一斜向输料管，其顶部连接所述横向输料管的所述出料口；

一垂向输料管，其侧部与所述斜向输料管的底部连接；

一冷却水套，其围设在所述垂向输料管的周向；

一电机带动的减速器，其设置在所述反应釜本体顶部；

一垂直推料螺旋，其与所述减速器的输出端连接，且设置在所述垂向输料管内；

一进料阀门，其顶部连接所述垂向输料管，底部连接所述反应釜本体。

4、如权利要求2所述的连续大规模工业化生产的反应釜，其特征在于，所述垂向输料装置包括：

一星型回旋进料器，其顶部进料口与所述横向输料管的出料口连接；

一斜向输料管，其顶部连接所述星型回旋进料器底部的出料口，其底部连接所述反应釜本体；

一冷却水套，其围设在所述斜向输料管的周向。

5、如权利要求4所述的连续大规模工业化生产的反应釜，其特征在于，在所述星型回旋进料器与所述斜向输料管之间设置一事故处理阀门。

6、如权利要求1或2或3或4或5所述的连续大规模工业化生产的反应釜，其特征在于，所述排渣装置包括：一连接在所述主搅拌器底部的延长轴，所述延长轴上设置有排渣搅拌器和排渣螺旋。

7、如权利要求1或2或3或4或5所述的连续大规模工业化生产的反应釜，其特征在于，所述排渣罐包括：

一设置在所述排渣罐顶部和底部的进、出料口，所述进料口通过所述阀门与所述反应釜本体连接；

一排渣阀门，其设置在所述排渣罐底部的所述出料口上；

至少一混合油抽出口，其设置在所述排渣罐上；

一热电偶管套，其插设在所述排渣罐内；

一热电偶，其插设在所述热电偶管套内；

一油浴夹套，其围设在所述排渣罐的周向，所述油浴夹套上设置有放气孔和进、出油口；

若干电热管套，其插设在所述油浴夹套内；

若干电热棒，其分别插设在所述电热管套内。

8、如权利要求6所述的连续大规模工业化生产的反应釜，其特征在于，所述排渣罐包括：

一设置在所述排渣罐顶部和底部的进、出料口，所述进料口通过所述阀门与所述反应釜本体连接；

一排渣阀门，其设置在所述排渣罐底部的所述出料口上；

至少一混合油抽出口，其设置在所述排渣罐上；

一热电偶管套，其插设在所述排渣罐内；

一热电偶，其插设在所述热电偶管套内；

一油浴夹套，其围设在所述排渣罐的周向，所述油浴夹套上设置有放气孔和进、出油口；

若干电热管套，其插设在所述油浴夹套内；

若干电热棒，其分别插设在所述电热管套内。

9、如权利要求1或2或3或4或5或8所述的连续大规模工业化生产的反应釜，其特征在于，所述阀门包括：

一气缸，其内设置有一活塞；

一阀杆，其连接在所述活塞上；

一阀板，其连接在所述阀杆的顶部，所述阀板的头部呈楔形；

一密封盖式阀体，其套设在所述阀杆和阀板外部；

两法兰盘，其分别设置在所述阀板关闭位置的所述阀体的顶部和底部。

10、如权利要求6所述的连续大规模工业化生产的反应釜，其特征在于，所述阀门包括：

一气缸，其内设置有一活塞；

一阀杆，其连接在所述活塞上；

一阀板，其连接在所述阀杆的顶部，所述阀板的头部呈楔形；

一密封盖式阀体，其套设在所述阀杆和阀板外部；

两法兰盘，其分别设置在所述阀板关闭位置的所述阀体的顶部和底部。

11、如权利要求7所述的连续大规模工业化生产的反应釜，其特征在于，所述阀门包括：

一气缸，其内设置有一活塞；

一阀杆，其连接在所述活塞上；

一阀板，其连接在所述阀杆的顶部，所述阀板的头部呈楔形；

一密封盖式阀体，其套设在所述阀杆和阀板外部；

两法兰盘，其分别设置在所述阀板关闭位置的所述阀体的顶部和底部。

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