權(quán)利要求書: 1.一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解方法,其特征在于:所述方法采用的低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解裝備,包括依次連接的脫水干燥裝置、裂解裝置、導(dǎo)熱介質(zhì)回收裝置、裂解碳回收裝置、裂解氣冷凝裝置、裂解氣回用燃燒裝置、煙氣循環(huán)系統(tǒng)、煙氣處理裝置;
所述脫水干燥裝置包括脫水干燥裝置a、脫水干燥裝置b;
所述裂解裝置包括依次連接的一級裂解反應(yīng)器、二級裂解反應(yīng)器、三級裂解反應(yīng)器;在一級裂解反應(yīng)器設(shè)有進料口,在三級裂解反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有出料口;各級裂解反應(yīng)器內(nèi)具有雙螺桿攪拌裝置,實現(xiàn)物料從裂解反應(yīng)器入口到出口的輸送,所述裂解裝置的這三個裂解反應(yīng)器通過各級裂解反應(yīng)器高溫?zé)煔庋h(huán)管路連接,所述裂解裝置的這三個裂解反應(yīng)器與各級裂解反應(yīng)器的送熱風(fēng)機連接,所述一級裂解反應(yīng)器、二級裂解反應(yīng)器之間通過螺旋強制喂料輸送機實現(xiàn)物料從一級裂解反應(yīng)器到二級裂解反應(yīng)器的強制輸送,二級裂解反應(yīng)器到三級裂解反應(yīng)器之間也是通過螺旋強制喂料輸送機實現(xiàn)物料從二級裂解反應(yīng)器到三級裂解反應(yīng)器的強制輸送;所述裂解裝置的三個裂解反應(yīng)器上部均設(shè)有裂解氣體出口,后接裂解氣冷凝裝置,實現(xiàn)三個裂解反應(yīng)器氣體的獨自回收;各級裂解反應(yīng)器之間都有一套獨立的供熱和煙氣循環(huán)系統(tǒng),各級裂解反應(yīng)器之間相互獨立;裂解裝置的煙氣統(tǒng)一經(jīng)煙氣處理裝置處理后排放;
所述導(dǎo)熱介質(zhì)回收裝置包括灰分分離器,裂解灰分和固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的混合物料從最后一級裂解器即三級裂解反應(yīng)器中一起排出,進入到灰分分離器中,灰分分離器中分離螺桿在分離器電機帶動下旋轉(zhuǎn)進而驅(qū)動混合物料向左移動,灰分分離器機筒下半部分為多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計,且孔的直徑小于固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的直徑,混合物料在被分離螺桿攪動并向左移動的過程中,灰分通過設(shè)置在灰分分離器機筒上小孔下落至漏斗中,進而通過灰分出口排出;固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)在分離螺桿驅(qū)動下逐漸被清理干凈并被輸送到灰分分離器的固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)出口處;提升器的進口端與灰分分離器的固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)出口端由連接法蘭連接,固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)進入提升器的進口端由提升螺桿旋轉(zhuǎn)帶動向上爬升,提升螺桿由提升電機驅(qū)動,固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)被提升器提升到一級裂解反應(yīng)器的入口處,與廢舊有機高分子材料一起進入一級裂解反應(yīng)器進行循環(huán)利用;混合物料入口下方與灰分分離器機筒連接,灰分分離器機筒下方置有漏斗,漏斗下方具有灰分出口,灰分分離器機筒內(nèi)置有分離螺桿,所述分離器電機置于灰分分離器機筒的左側(cè),所述分離螺桿由置于左側(cè)的分離器電機驅(qū)動,所述灰分分離器機筒左下側(cè)與連接法蘭連接,連接法蘭與提升器機筒固定連接,提升器機筒上側(cè)底部設(shè)置有固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)出口,提升器機筒內(nèi)具有提升螺桿,由上部的提升電機驅(qū)動;
所述裂解裝置的各級裂解反應(yīng)器包括雙螺桿自清潔熱解器,熱解器筒體,定位法蘭,支架,電機以及傳動裝置;所述雙螺桿自清潔熱解器為采用兩端支撐的完全嚙合自清潔式雙螺桿熱解裝置,包括旋向相反、異向轉(zhuǎn)動、較小導(dǎo)程、完全嚙合的雙螺桿攪拌裝置,即右旋螺桿和左旋螺桿;所述傳動裝置的連接關(guān)系為:聯(lián)軸器連接齒輪軸與螺桿,齒輪軸向右與齒輪,軸承座,聯(lián)軸器連接,密封裝置將聯(lián)軸器和相互嚙合的右旋螺桿和左旋螺桿密封,所述支架向上支撐熱解器筒體,熱解器筒體內(nèi)置有右旋螺桿和左旋螺桿,進料口在下方連接密封裝置,裂解氣體出口連接在密封裝置的左側(cè)和中部區(qū)域,出料口連接在熱解器筒體上,與右旋螺桿,左旋螺桿和熱解器筒體形成的空間連通,傳動帶連接齒輪軸與電機,裂解氣體出口將熱解產(chǎn)生氣體分流導(dǎo)出以回收利用;熱解器筒體內(nèi)設(shè)有溫度傳感器,實時監(jiān)測熱解溫度,進行精確控制;熱解器筒體外覆有電磁加熱裝置;
所述脫水干燥裝置a為一級單螺桿脫水?dāng)D出機、脫水干燥裝置b為二級干燥進料擠出機;通過一級單螺桿脫水?dāng)D出機中異型螺桿實現(xiàn)高效脫水,二級干燥進料擠出機實現(xiàn)干燥及連續(xù)進料功能,兩者相互連接;
一級單螺桿脫水?dāng)D出機異型螺桿采用等深變距設(shè)計,矩形螺槽,壓縮比大于5;
通過二級干燥進料擠出機專用螺桿,實現(xiàn)強制喂料,杜絕空氣進入所述裂解裝置,實現(xiàn)裂解進料連續(xù)化過程中的密封;
一級單螺桿脫水?dāng)D出機的出料口同二級干燥進料擠出機的擠出進料口垂直連接;
導(dǎo)熱介質(zhì)形狀為正三面體,在裂解裝置內(nèi)盛有導(dǎo)熱介質(zhì),導(dǎo)熱介質(zhì)隨物料一起運動,直至三級裂解反應(yīng)器出口處排出,經(jīng)導(dǎo)熱介質(zhì)回收裝置重新輸送到一級裂解反應(yīng)器內(nèi);
在各級裂解反應(yīng)器高壓氣流作用下夾雜無機雜質(zhì)隨裂解氣進入裂解氣冷凝裝置,裂解氣冷凝收集過程中首先通過重油分離器,使大部分無機雜質(zhì)沉降;未沉降的裂解氣進入裂解管的換熱器,最終進入油品收集罐,未冷凝的裂解氣從油品收集罐中收集待用;各級裂解反應(yīng)器的裂解氣輸送管分別與各自的重油分離器連接,換熱器分別與各自的重油分離器連接,裂解管的換熱器分別與各自的油品收集罐連接;
所述裂解氣回用燃燒裝置包括燃燒器、裂解氣輸送管路、安全閥、控壓裝置;
所述煙氣處理裝置包括噴淋塔、風(fēng)機、光氧催化裂解裝置;
所述方法包括以下步驟:
(1)廢舊有機高分子材料的前期處理:廢舊有機高分子材料經(jīng)過風(fēng)選、破碎等工藝過程,篩除石頭、鐵屑等其他無機雜質(zhì);
(2)廢舊有機高分子材料脫水干燥工藝:經(jīng)過初步篩選的廢舊有機高分子材料進行脫水干燥處理;其中,所述脫水干燥工藝包括低溫高效脫水工藝和干燥進料工藝;所述低溫高效脫水工藝主要在一級單螺桿脫水?dāng)D出機內(nèi)進行脫水,脫水溫度設(shè)定為60℃;干燥進料工藝主要在二級干燥進料擠出機內(nèi)進行,經(jīng)過一級單螺桿脫水?dāng)D出機脫水后的廢舊有機高分子材料連續(xù)進入二級干燥進料擠出機進行干燥,干燥溫度設(shè)定在200℃,經(jīng)過干燥的廢舊高分子材料在二級干燥進料擠出機內(nèi)連續(xù)輸送到裂解裝置內(nèi);
(3)廢舊高分子材料分段催化裂解工藝:廢舊高分子材料是一種多組分混合的復(fù)雜有機材料體系,該裂解工藝根據(jù)各組分的分解溫度不同,分為多段催化裂解工藝過程,其中PC分解溫度250℃,295℃反應(yīng)速度最快;ABS、PP、PE分解溫度350℃,450℃分解速度最快,高密度交聯(lián)有機固體廢棄物分解溫度480℃,550℃分解反應(yīng)最快;
根據(jù)這些組分的分解溫度設(shè)定一級裂解反應(yīng)器、二級裂解反應(yīng)器、三級裂解反應(yīng)器的裂解溫度分別為300℃、450℃、550℃,經(jīng)過干燥脫水后的廢舊有機高分子材料,進入一級裂解反應(yīng)器;剩余有機高分材料熔體通過一級裂解反應(yīng)器與二級裂解反應(yīng)器之間的強制喂料輸送機進入二級裂解反應(yīng)器;通過二級裂解反應(yīng)器與三級裂解反應(yīng)器之間的強制喂料輸送機進入三級裂解反應(yīng)器;
(4)經(jīng)過共三級裂解反應(yīng)器產(chǎn)生的裂解氣體,進行冷凝收集;
(5)通過導(dǎo)熱介質(zhì)的運動,帶動熔體物料的運動,防止熔體在裂解反應(yīng)器壁及螺桿上靜止不動而結(jié)焦;該導(dǎo)熱介質(zhì)在經(jīng)過三級裂解反應(yīng)器后有單獨的導(dǎo)熱介質(zhì)回收裝置回收導(dǎo)熱介質(zhì)進入一級裂解反應(yīng)器內(nèi),使其不會隨著裂解碳排出;
(6)經(jīng)過共三級裂解反應(yīng)器后產(chǎn)生的裂解碳經(jīng)過裂解碳回收裝置連續(xù)排出,該裂解碳回收裝置主要配有三級冷卻輸送機,其中在輸送過程中設(shè)定冷卻水溫度為室溫,三級冷卻輸送機分別長2米,使裂解碳經(jīng)過冷卻后降低其溫度,然后輸送到裂解碳回收倉;
(7)裂解過程的高溫環(huán)境主要由燃燒器加熱燃燒室內(nèi)的溫度,然后通過高溫?zé)煔饧訜崃呀庋b置,其中一級裂解反應(yīng)器通過電加熱的方式進行供熱,同時裂解產(chǎn)生的裂解氣供三級裂解反應(yīng)器使用;
(8)燃燒器加熱的高溫?zé)煔饨?jīng)過裂解反應(yīng)器后還有大部分的熱量的高溫?zé)煔夥譃槿糠只赜茫皇怯糜趶U舊有機高分子材料的脫水加熱;二是用于廢舊高分子材料的干燥加熱;
三是回用到燃燒室內(nèi);
(9)煙氣經(jīng)過循環(huán)利用后必須經(jīng)過處理后排放,煙氣處理裝置主要有噴淋塔、風(fēng)機、光氧催化裂解裝置一系列環(huán)保裝備組成,使其排放滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
說明書: 一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解方法及裝備
技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于固體廢棄物循環(huán)利用技術(shù)領(lǐng)域,特別是廢橡膠、廢塑料以及其他高分子化合物的廢棄物,具體涉及一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解方法及裝
備。
背景技術(shù)[0002] 目前,廢舊有機高分子材料是指廢舊塑料、廢舊橡膠、油泥、煤焦油等有機高分子材料,隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展,每年都有會有大量的廢舊有機高分子材料生成。以橡膠和塑
料為例,據(jù)統(tǒng)計,2017年橡膠和塑料消耗量分別約為1300和7700多萬噸,同時產(chǎn)生了大量的
廢橡膠和廢塑料。僅2017年中國廢輪胎達3億多條(1200萬噸)、廢塑料2500萬噸。油泥,煤焦
油等其他有機固體廢棄物的產(chǎn)量也逐年增多,大量的廢舊有機高分子材料造成了嚴(yán)重的社
會負(fù)擔(dān),引起了國家的高度重視《,國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》已將綜合治污與
廢棄物循環(huán)利用列為重點領(lǐng)域優(yōu)先主題。
[0003] 目前我國現(xiàn)存的幾種廢舊有機高分子材料的處理方法主要有幾種:第一是廢舊有機高分子材料再生利用,比如講廢舊塑料破碎,做成塑料顆粒的再生塑料,這種需要較高品
質(zhì)的塑料例如飲料瓶;第二是直接焚燒或填埋,這種處理方式簡單但給環(huán)境造成嚴(yán)重污染;
第三是再生利用生成燃料油,這種對塑料品質(zhì)要求不高,而且能創(chuàng)造較好社會效益及經(jīng)濟
效益。
[0004] 目前,現(xiàn)有的廢舊有機高分材料裂解方法存在裂解油品質(zhì)量較差,連續(xù)化程度不高等問題。CN201720171105.2公開了一種內(nèi)通導(dǎo)熱介質(zhì)的聚氨酯樹脂多效混合攪拌裝置,
涉及聚氨酯樹脂加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,包括內(nèi)部攪拌機構(gòu)與外部循環(huán)系統(tǒng),內(nèi)部攪拌機構(gòu)包
括攪拌裝置與導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)裝置,攪拌裝置包括中空的攪拌軸,攪拌軸位于反應(yīng)器內(nèi)部的
部分設(shè)有攪拌葉,攪拌軸進液孔位置外側(cè)密封安裝有導(dǎo)熱介質(zhì)輸送裝置;外部循環(huán)系統(tǒng)包
括物料循環(huán)泵,物料循環(huán)泵進料口連接位于反應(yīng)器底部的物料循環(huán)出口,物料循環(huán)泵出料
口通過物料輸送管道與位于反應(yīng)器頂部的物料循環(huán)入口相連通。本實用新型解決了現(xiàn)有聚
氨酯樹脂攪拌裝置與物料接觸面積小,攪拌速度慢,攪拌均勻性差,反應(yīng)物料溫度擴散慢,
攪拌效率低及反應(yīng)釜本身夾套冷卻效果差等問題。一種廢塑料裂解設(shè)備CN209602459U雖然
涉及了廢塑料裂解三個階段,但是裂解的三個階段主要根據(jù)裂解物料形態(tài)定義為預(yù)熱和有
害氣體排出段,主要裂解發(fā)生段和完全裂解段,卻未考慮對裂解原料、裂解溫度與裂解產(chǎn)物
之間的內(nèi)在關(guān)系。
發(fā)明內(nèi)容[0005] 有鑒于此,本發(fā)明針對上述問題,提出一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解方法及裝備,解決上述問題。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明實施例采用如下技術(shù)方案實現(xiàn):一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解方法,利用石油流化催化裂化卸出劑或者工業(yè)價值低廉的堿
性氧化物催化裂解廢舊有機高分子材料,制備苯、二甲苯、檸檬酸等高價值化工原料;
[0007] 進一步的,廢舊有機高分子材料是一種多組分混合有機材料,各組分材料催化裂解產(chǎn)生的化工原料種類不同,價值有差異;
[0008] 進一步的,廢舊有機高分子材料各組分分解溫度差異較大,其中PC分解溫度250℃,295℃反應(yīng)最快,ABS、PP、PE分解溫度350℃,450℃分解速度最快,高密度塑料材料分解
溫度480℃,550℃分解反應(yīng)最快。,根據(jù)各組分有機物最快分解溫度不同設(shè)定多級不同裂解
溫度;
[0009] 一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解方法,包括以下步驟:[0010] (1)廢舊有機高分子材料的前期處理:廢舊有機高分子材料經(jīng)過風(fēng)選、破碎等工藝過程,篩除石頭、鐵屑等其他無機雜質(zhì);
[0011] (2)廢舊有機高分子材料脫水干燥:經(jīng)過初步篩選的廢舊有機高分子材料進行脫水干燥處理,減少材料中水分對裂解產(chǎn)物品質(zhì)的影響;該步驟主要是通過兩臺專用擠出機
在不同的工藝參數(shù)下進行高效脫水和干燥;
[0012] (3)廢舊高分子材料分段催化裂解工藝:由于廢舊高分子材料是一種多組分混合的復(fù)雜有機材料體系,各組的裂解產(chǎn)物差異較大,產(chǎn)物價值各不相同,該裂解工藝技術(shù)根據(jù)
各組分的分解溫度不同,分為多段催化裂解工藝過程,其中PC分解溫度250℃,295℃反應(yīng)
速度最快;ABS、PP、PE分解溫度350℃,450℃分解速度最快,高密度交聯(lián)有機固體廢棄物分
解溫度480℃,550℃分解反應(yīng)最快;
[0013] 根據(jù)這些組分的分解溫度設(shè)定裂解反應(yīng)器的溫度分別為300℃、450℃、550℃,經(jīng)過干燥脫水后的廢舊有機高分子材料,進入300℃一級裂解反應(yīng)器;
[0014] 剩余有機高分材料熔體通過一級裂解反應(yīng)器與二級裂解反應(yīng)器之間的強制喂料輸送機,進入二級裂解反應(yīng)器;通過二級裂解反應(yīng)器與三級裂解反應(yīng)器之間的強制喂料輸
送機進入三級裂解反應(yīng)器;
[0015] (4)經(jīng)過共三級裂解反應(yīng)器產(chǎn)生的裂解氣體,進行冷凝收集;[0016] (5)通過導(dǎo)熱介質(zhì)的運動,帶動熔體物料的運動,防止熔體在反應(yīng)器壁及螺旋上靜止不動而結(jié)焦;該導(dǎo)熱介質(zhì)在經(jīng)過三級裂解反應(yīng)器后有單獨的回收裝置回收導(dǎo)熱介質(zhì)進入
一級裂解反應(yīng)器內(nèi),使其不會隨著裂解碳排出;
[0017] (6)經(jīng)過共三級裂解反應(yīng)器后產(chǎn)生的裂解碳經(jīng)過裂解碳回收裝置3連續(xù)排出,該部分主要配有三級冷卻輸送機,其中在輸送過程中設(shè)定冷卻水溫度為室溫,三級冷卻輸送機
分別長2米,使裂解碳經(jīng)過冷卻后降低其溫度,然后輸送到裂解碳回收倉3?3;
[0018] (7)裂解產(chǎn)生的氣體為冷凝成油部分經(jīng)過干燥、脫硫、穩(wěn)壓處理后進入獨自的一個燃燒器內(nèi)燃燒,為三級裂解反應(yīng)器供熱;
[0019] (8)燃燒器加熱的高溫氣體經(jīng)過裂解反應(yīng)器后還有大部分的熱量的高溫?zé)煔夥譃槿糠只赜?,一是用于廢舊有機高分子材料的脫水加熱;二是用于廢舊高分子材料的干燥
加熱;三是回用到燃燒室內(nèi);
[0020] (9)煙氣經(jīng)過循環(huán)利用后必須經(jīng)過處理后排放,尾氣處理裝置主要有噴淋塔、風(fēng)機、光氧催化裂解裝置等一系列環(huán)保裝備組成,使其排放滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0021] 本發(fā)明還涉及一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解裝備,包括依次連接的脫水干燥裝置、裂解裝置、導(dǎo)熱介質(zhì)回收裝置、裂解碳回收裝置;裂解氣冷凝裝置、裂
解氣回用燃燒裝置、煙氣循環(huán)系統(tǒng)、煙氣處理裝置;
[0022] 所述脫水干燥裝置包括脫水干燥裝置a、脫水干燥裝置b;[0023] 優(yōu)選的,所述裂解裝置包括依次連接的一級裂解反應(yīng)器、二級裂解反應(yīng)器、三級裂解反應(yīng)器;在一級裂解反應(yīng)器設(shè)有進料口,在三級裂解反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有出料口;各級反應(yīng)器內(nèi)
具有兩個異性螺旋輸送結(jié)構(gòu),實現(xiàn)物料從反應(yīng)器入口到出口的運輸,所述裂解裝置的這三
個反應(yīng)器通過各級裂解反應(yīng)器高溫?zé)煔庋h(huán)管路連接,所述裂解裝置的這三個反應(yīng)器與各
級裂解反應(yīng)器的送熱風(fēng)機連接,所述一級裂解反應(yīng)器、二級裂解反應(yīng)器之間通過螺旋強制
喂料輸送機實現(xiàn)物料從一級裂解反應(yīng)器到二級裂解反應(yīng)器的強制輸送,二級裂解反應(yīng)器到
三級裂解反應(yīng)器之間也是通過螺旋的強制喂料輸送機實現(xiàn)物料從二級裂解反應(yīng)器到三級
裂解反應(yīng)器的強制輸送;所述裂解裝置的三個反應(yīng)器均上部均設(shè)有裂解氣體出口,后接裂
解氣冷凝裝置,實現(xiàn)三個裂解反應(yīng)器氣體的獨自回收;由于一級反應(yīng)器裂解溫度較低,采用
電加熱方式,節(jié)約能源消耗;各級反應(yīng)器之間都有一套獨立的供熱和煙氣循環(huán)系統(tǒng),各反應(yīng)
器之間相互獨立;裂解裝置的煙氣統(tǒng)一經(jīng)煙氣處理裝置處理后排放。
[0024] 優(yōu)選的,所述導(dǎo)熱介質(zhì)回收裝置包括灰分分離器,裂解灰分和固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的混合物料從最后一級裂解器即三級裂解反應(yīng)器中一起排出,進入到灰分分離器中,灰分分離
器中提升螺桿在提升電機帶動下旋轉(zhuǎn)進而驅(qū)動混合物料向左移動,灰分分離器機筒下半部
分為多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計,且孔的直徑小于固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的直徑,因此,混合物料在被分離螺桿攪
動并向左移動的過程中,灰分通過設(shè)置在灰分分離器機筒上小孔下落至漏斗中,進而通過
灰分出口排出。
[0025] 優(yōu)選的,固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)在螺桿驅(qū)動下逐漸被清理干凈并被輸送到灰分分離器的固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)出口處;
[0026] 提升器的進口端與灰分分離器的固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)出口端由法蘭連接,固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)進入提升器的進口端由提升螺桿旋轉(zhuǎn)帶動向上爬升,提升螺桿由提升電機驅(qū)動,固態(tài)導(dǎo)熱
介質(zhì)被提升器提升到一級裂解反應(yīng)器的入口處,與廢塑料、廢橡膠等一起進入一級裂解反
應(yīng)器進行循環(huán)利用,調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的供給速度。
[0027] 優(yōu)選的,混合物料入口下方與灰分分離器機筒連接,灰分分離器機筒下方置有漏斗,漏斗下方具有灰分出口,灰分分離器機筒內(nèi)置有分離螺桿,所述分離螺桿置于灰分分離
器機筒的左側(cè),所述分離螺桿由置于左側(cè)的分離器電機驅(qū)動,所述灰分分離器機筒左下側(cè)
與連接法蘭連接,連接法蘭與提升器機筒固定連接,提升器機筒上側(cè)底部置有固態(tài)導(dǎo)熱介
質(zhì)出口,提升器機筒內(nèi)具有提升螺桿,由上部的提升電機驅(qū)動。
[0028] 優(yōu)選的,所述裂解裝置的各部分包括雙螺桿自清潔熱解器,為采用兩端支撐的完全嚙合自清潔式雙螺桿熱解裝置,包括旋向相反、異向轉(zhuǎn)動、較小導(dǎo)程、完全嚙合的雙螺桿
攪拌裝置,即右旋螺桿和左旋螺桿,熱解器筒體,定位法蘭,支架,電機以及傳動裝置;
[0029] 所述傳動裝置的連接關(guān)系為:聯(lián)軸器連接齒輪軸與螺桿;齒輪軸向右與齒輪,軸承座,聯(lián)軸器連接,密封裝置將聯(lián)軸器和相互嚙合的右旋螺桿和左旋螺桿密封,所述支架向上
支撐熱解器筒體,熱解器筒體內(nèi)置有右旋螺桿和左旋螺桿,加料口在下方連接密封裝置,出
氣口連接在密封裝置的左側(cè)和中部區(qū)域,出料口連接在熱解器筒體上,與右旋螺桿,左旋螺
桿和熱解器筒體形成的空間連通;
[0030] 電磁加熱裝置在密封裝置外側(cè);傳動帶連接齒輪軸與電機;[0031] 出氣口能夠?qū)峤猱a(chǎn)生氣體分流導(dǎo)出以回收利用;[0032] 熱解器筒體內(nèi)設(shè)有溫度傳感器,能夠?qū)崟r監(jiān)測熱解溫度,進行精確控制;[0033] 熱解器筒體外覆有電磁加熱裝置;[0034] 廢橡膠或廢塑料從進料口進入雙螺桿熱解器,工作時,雙螺桿異向同步旋轉(zhuǎn),物料通過螺桿按一定速度向前推進熱解,熱解產(chǎn)生的油氣通過反應(yīng)器上方氣體出口口與裂解氣
冷凝裝置相連;雙螺桿的螺紋嚙合,物料與殘渣在兩個螺桿右旋螺桿和左旋螺桿之間交替
清潔。
[0035] 優(yōu)選的,所述脫水干燥裝置a為一級單螺桿脫水?dāng)D出機、脫水干燥裝置b為二級干燥進料擠出機;通過一級單螺桿脫水?dāng)D出機中異型螺桿實現(xiàn)高效脫水,二級干燥進料擠出
機(也是后續(xù)的塑化擠出機)實現(xiàn)干燥及連續(xù)進料功能,兩者相互連接;
[0036] 一級單螺桿脫水?dāng)D出異型螺桿采用等深變距設(shè)計,矩形螺槽,壓縮比大于5;[0037] 通過脫水干燥部分二級干燥進料擠出機專用螺桿,實現(xiàn)強制喂料,杜絕空氣進行裂解爐,可以實現(xiàn)裂解進料連續(xù)化過程中的密封;
[0038] 一級單螺桿脫水?dāng)D出機的出料口同二級干燥進料擠出機的擠出進料口垂直連接,或中間設(shè)有儲料機構(gòu);
[0039] 優(yōu)選的,所述脫水干燥裝置包括脫水?dāng)D出機、塑化擠出機、
鼓風(fēng)機、儲料倉、輸料管,脫水?dāng)D出機、儲料倉、輸料管、塑化擠出機依次連接;
[0040] 脫水?dāng)D出機包括電機、皮帶輪、減速箱、機架、機筒、脫水螺桿、機頭、輸料機頭;[0041] 機筒置于機架上,機筒內(nèi)部裝有一脫水螺桿,機筒前端固定有機頭,機頭前端與輸料機頭固定連接,輸料機頭前端與儲料倉固定連接;儲料倉一側(cè)連接鼓風(fēng)機,一側(cè)連接輸料
管;輸料管端部設(shè)置排氣網(wǎng),并且與塑化擠出機的加料口連通;
[0042] 前述機筒下部設(shè)有機筒排水孔,機頭下端設(shè)有機頭排水孔,輸料機頭下端設(shè)有輸料機頭排水孔,儲料倉下端設(shè)有儲料倉排水孔;
[0043] 前述機筒排水孔、機頭排水孔、輸料機頭排水孔、儲料倉排水孔分別與排水通道相通;
[0044] 前述脫水螺桿間隙設(shè)有銷釘結(jié)構(gòu);[0045] 前述機筒外側(cè)布置電磁線圈,并由設(shè)置線圈保護罩,機筒采用電磁感應(yīng)方式加熱。[0046] 優(yōu)選的,在上述裂解反應(yīng)器內(nèi)盛有導(dǎo)熱介質(zhì),導(dǎo)熱介質(zhì)隨物料一起運動,直至三級裂解反應(yīng)器出口處排出,經(jīng)導(dǎo)熱介質(zhì)回收裝置重新輸送到一級裂解反應(yīng)器內(nèi);導(dǎo)熱介質(zhì)的
形狀優(yōu)選正三面體形,導(dǎo)熱介質(zhì)在隨物料一起運動過程中通過導(dǎo)熱介質(zhì)與物料的相互運
動,加強物料的混合分散效果,實現(xiàn)物料的均勻受熱,杜絕裂解過程中結(jié)焦的形成;
[0047] 優(yōu)選的,出料部分通過裂解碳在輸送過程的堆積杜絕空氣進入裂解爐,從而實現(xiàn)裂解連續(xù)化過程中的密封;
[0048] 導(dǎo)熱介質(zhì)形狀為正三面體;[0049] 導(dǎo)熱介質(zhì)在廢舊塑料、廢輪胎裂解過程中自動從三級裂解反應(yīng)器重新導(dǎo)入到一級裂解反應(yīng)器內(nèi),實現(xiàn)導(dǎo)熱介質(zhì)內(nèi)部循環(huán)過程;
[0050] 在裂解反應(yīng)器高壓氣流作用下夾雜無機雜質(zhì)隨裂解氣進入裂解氣冷凝裝置,裂解氣冷凝收集過程中首先通過重油分離器,使大部分無機雜質(zhì)沉降;后與串聯(lián)的兩個油品收
集罐相連,使大部分蠟質(zhì)油品沉降;未沉降的裂解氣進入裂解管的換熱器,最終進入油品收
集罐,未冷凝的裂解氣從油品收集罐中收集待用。
[0051] 優(yōu)選的,裂解氣冷凝裝置,該裝置包括重油分離器、重油存儲罐、換熱器、油品最終存儲罐、裂解氣輸送管;
[0052] 裂解氣冷凝裝置,各級裂解反應(yīng)器的裂解氣輸送管分別與各自的重油分離器連接,換熱器分別與各自的重油分離器連接,裂解管的換熱器分別與各自的油品收集罐連接;
[0053] 未冷凝的裂解氣通過后續(xù)專用的燃燒器燃燒為裂解裝置供熱。[0054] 優(yōu)選的,一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解裝備,利用堿噴淋處理裂解尾氣中二氧化硫、硫化氫等酸性氣體;通過光氧催化方法處理裂解尾氣中的大分子
有機物;
[0055] 所述裂解碳回收裝置,包括多級裂解碳回收輸送機,即多級出料輸送機構(gòu)成,其中每組輸送機主要包括電機、輸送螺桿,機筒、冷卻、密封部分,最終最后一級出料輸送機將裂
解炭輸送到裂解碳收集倉內(nèi);
[0056] 多級裂解碳回收輸送機包括一級出料輸送機,二級出料輸送機;所述二級出料輸送機與裂解碳收集倉連通;
[0057] 所述裂解氣回用燃燒裝置包括燃燒器、裂解氣輸送管路、安全閥、控壓裝置等;[0058] 所述煙氣處理裝置包括噴淋塔、風(fēng)機、光氧催化尾氣處理裝置。[0059] 本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有如下優(yōu)點和有益效果:[0060] 1.本發(fā)明的廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解制備化工原料的裂解裝置,該裝置主要由三級裂解器組成,其中各級裂解器均包括大螺旋輸送機構(gòu)、供熱機構(gòu)、
保溫機構(gòu)、機筒、密封機構(gòu)、傳動機構(gòu)等;能夠?qū)崿F(xiàn)廢舊有機高分子材料在裂解內(nèi)的自由輸
送和裂解過程,并且各級裂解反應(yīng)器之間通過輸送機強制實現(xiàn)物料的輸送。
[0061] 2.本發(fā)明的一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解制備化工原料方法及裝備,利用有機廢舊高分子材料催化裂解制備高價值化工原料,并且實現(xiàn)裂解過程的
連續(xù)化,具有良好的經(jīng)濟效益和巨大的社會效益。
[0062] 3、本發(fā)明的一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解制備化工原料方法及裝備,能實現(xiàn)廢舊有機高分子材料不同組分裂解過程中產(chǎn)物分別收集,實現(xiàn)裂解過程
中產(chǎn)物質(zhì)量高穩(wěn)定性的優(yōu)勢,減少了產(chǎn)物質(zhì)量波動的影響。
[0063] 3.本發(fā)明的雙螺桿自清潔熱解器采用旋向相反、異向轉(zhuǎn)動、較小導(dǎo)程、完全嚙合的螺旋葉片結(jié)構(gòu),螺桿與筒壁間隙較小,增強了對物料的剪切作用,且能夠?qū)崿F(xiàn)熱解過程中的
自清潔、避免了結(jié)焦導(dǎo)致的堵塞;較小的導(dǎo)程保證了物料向前緩慢推進,增長停留時間,使
熱解更加充分,且較大的螺旋角使物料受到徑向力增大,進而與筒壁接觸更為充分,增加了
傳熱效率。
[0064] 4.本發(fā)明的雙螺桿自清潔熱解器采用兩端支撐和法蘭盤定位,減小了徑向的位移,使傳動更加穩(wěn)定可靠,避免了螺紋葉片與筒壁間直接發(fā)生磨損;從而避免結(jié)焦現(xiàn)象,并
使得熱解產(chǎn)生的殘渣通過設(shè)備自清潔功能順利排出。
[0065] 5.本發(fā)明的在灰分分離器中螺桿的攪拌作用下,固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)相互摩擦,其上附著的灰分分離,并且通過機筒的小孔排出,實現(xiàn)灰分與固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的分離,清理干凈的固
態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)在提升器的作用下,進入一級裂解器實現(xiàn)自動循環(huán)利用。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,
能夠提高生產(chǎn)效率,隔絕粉塵污染,實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。
附圖說明[0066] 圖1為本發(fā)明整體工藝流程圖;[0067] 圖2本發(fā)明整體三維視圖;[0068] 圖3為本發(fā)明裂解反應(yīng)器視圖總體圖;[0069] 圖4為本發(fā)明的單級反應(yīng)器視圖即(雙螺桿自清潔熱解器視圖);(a)為三維立體圖,(b)為主視圖,(c)為俯視圖;
[0070] 圖5為本發(fā)明脫水干燥裝置示意圖;[0071] 圖6為本發(fā)明另一個實施例的脫水干燥裝置;(a)為立體圖;(b)為俯視圖;[0072] 圖7為圖6的脫水干燥裝置的部分剖視圖;[0073] 圖8為圖6的機筒結(jié)構(gòu)示意圖;[0074] 圖9為圖6的機頭結(jié)構(gòu)示意圖;[0075] 圖10為圖6的螺桿結(jié)構(gòu)示意圖;[0076] 圖11為本發(fā)明的裂解碳回收裝置示意圖;[0077] 圖12為本發(fā)明的導(dǎo)熱介質(zhì)回收裝置示意圖;(a)為立體圖;(b)為局部剖視圖;[0078] 圖13為本發(fā)明的裂解氣冷凝裝置示意圖;[0079] 其中,附圖標(biāo)記對應(yīng)的零部件名稱如下:1脫水干燥裝置;2裂解裝置;3裂解碳回收裝置;4裂解氣冷凝裝置;5煙氣循環(huán)系統(tǒng);6煙氣處理裝置;7裂解氣回用燃燒裝置8導(dǎo)熱介質(zhì)
回收裝置;
[0080] 其中1?1一級單螺桿脫水?dāng)D出機;1?2二級干燥進料擠出機;[0081] 2?1一級裂解反應(yīng)器;2?2二級裂解反應(yīng)器;2?3三級裂解反應(yīng)器;[0082] 3?1一級出料輸送機;3?2二級出料輸送機;(可以有更多級)3?3裂解碳收集倉;[0083] 4?1重油分離器;4?2換熱器;4?3油品收集罐;[0084] 2?11各級裂解反應(yīng)器高溫?zé)煔庋h(huán)管路;[0085] 2?12各級裂解反應(yīng)器的送熱風(fēng)機;[0086] 2?13一級裂解反應(yīng)器到二級裂解反應(yīng)器之間的強制喂料輸送機;[0087] 2?14二級裂解反應(yīng)器到三級裂解反應(yīng)器之間的強制喂料輸送機;[0088] 2?15各級裂解反應(yīng)器的尾氣排放口;[0089] 2?16各級裂解反應(yīng)器的進料口;[0090] 21?電機;22?傳動帶;23?齒輪;24?軸承座;25?聯(lián)軸器;26?密封裝置;27?出氣口;28?電磁加熱裝置;29?加料口;210?支架;211?出料口;212?右旋螺桿;213?左旋螺桿;214?
熱解器筒體;
[0091] 100?機筒;101?電磁線圈;102?線圈保護罩;103?機筒排水孔;200?機頭;201?機頭排水孔;300?儲料倉;301?儲料倉排水孔;302?鼓風(fēng)機;303?排氣網(wǎng);304?輸料管;401?輸料
機頭;402?輸料機頭排水孔;404?排水通道;502?電機;503?皮帶輪;504?減速箱;600?脫水
擠出機;601?脫水螺桿;602?機架;603?銷釘結(jié)構(gòu);700?塑化擠出機。
[0092] 3?1一級出料輸送機;3?2二級出料輸送機(可以有更多級);3?3裂解碳收集倉。[0093] 8?1混合物料入口,8?2灰分分離器機筒,8?3漏斗,8?4灰分出口,8?5連接法蘭,8?6分離器電機,8?7分離螺桿,8?8提升器機筒,8?9提升螺桿,8?10提升電機,8?11固態(tài)導(dǎo)熱介
質(zhì)出口。
[0094] 4?1重油分離器4?2換熱器4?3油品收集罐(4?1和4?2之間還有多個油氣分離器圖中未畫出);
[0095] 裂解氣輸送管4?4。具體實施方式[0096] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行說明。[0097] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。顯然,所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施
例,而不是全部的實施例。
[0098] 因此,以下對本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的部分實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒
有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0099] 應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項,因此,一旦某一項在一個附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
[0100] 在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”、“背面”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,
或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系。這類術(shù)語僅是為了便于描述本發(fā)明
和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)
造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0101] 還需要說明的是,在本發(fā)明的描述中,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一
體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接
相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述
術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0102] 實施例一:[0103] 如圖1?13所示,一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解方法,包括以下步驟:
[0104] (1)廢舊有機高分子材料的前期處理:廢舊有機高分子材料經(jīng)過風(fēng)選、破碎等工藝過程,篩除石頭、鐵屑等其他無機雜質(zhì);
[0105] (2)廢舊有機高分子材料脫水干燥:經(jīng)過初步篩選的廢舊有機高分子材料進行脫水干燥處理,減少材料中水分對裂解產(chǎn)物品質(zhì)的影響;該步驟主要是通過兩臺專用擠出機
在不同的工藝參數(shù)下進行高效脫水和干燥。
[0106] 其中,該工藝包括低溫高效脫水工藝和干燥進料工藝;[0107] 低溫高效脫水工藝流程:該過程主要在一級單螺桿脫水?dāng)D出機1?1內(nèi)進行,廢舊材料在脫水過程中設(shè)定脫水溫度為60℃,廢舊材料中的水分不至于氣化;廢舊有機高分子材
料經(jīng)過輸送帶連續(xù)輸送到一級單螺桿脫水?dāng)D出機1?1的料斗倉內(nèi),一級單螺桿脫水?dāng)D出機
1?1在一定的轉(zhuǎn)速下(2~7rpn)將廢舊高分子材料連續(xù)吃入到一級單螺桿脫水?dāng)D出機1?1
內(nèi),擠出機螺桿是等深變距式,前后壓縮比達到5,并且采用異型螺槽結(jié)構(gòu)(矩形螺槽),在螺
桿末端設(shè)計抽真空螺桿專用結(jié)構(gòu),不僅能夠利用大的壓縮比將材料中的水分高效擠出,還
可以通過抽真空裝置將夾雜在廢舊材料中的微觀水分進一步脫出。
[0108] 干燥進料工藝:該過程主要在二級干燥進料擠出機1?2內(nèi)進行,經(jīng)過一級單螺桿脫水?dāng)D出機1?1脫水后的廢舊有機高分子材料連續(xù)進入二級干燥進料擠出機1?2進行干燥,干
燥工藝的熱源來自加熱裂解器的高溫?zé)煔?,干燥溫度設(shè)定在200℃,經(jīng)過干燥的廢舊高分子
材料在二級干燥進料擠出機1?2內(nèi)連續(xù)輸送到裂解爐內(nèi)。
[0109] (3)廢舊高分子材料分段催化裂解工藝:由于廢舊高分子材料是一種多組分混合的復(fù)雜有機材料體系,各組的裂解產(chǎn)物差異較大,產(chǎn)物價值各不相同,該裂解工藝技術(shù)根據(jù)
各組分的分解溫度不同,分為多段催化裂解工藝過程,其中PC分解溫度250℃,295℃反應(yīng)
速度最快;ABS、PP、PE分解溫度350℃,450℃分解速度最快,高密度交聯(lián)有機固體廢棄物分
解溫度480℃,550℃分解反應(yīng)最快。
[0110] 根據(jù)這些組分的分解溫度設(shè)定裂解反應(yīng)器的溫度分別為300℃、450℃、550℃,經(jīng)過干燥脫水后的廢舊有機高分子材料,進入300℃一級裂解反應(yīng)器2?1,該反應(yīng)器長6米,有
兩個內(nèi)徑5米的螺棱組成,在螺旋棱的推動作用下使廢舊高分子材料連續(xù)反應(yīng)器末端移動,
由于裂解反應(yīng)器溫度設(shè)定在300℃,廢舊高分子材料中的PC開始裂解,其他有機高分子材
料逐漸熔融,成流體狀態(tài)向前運動,由于裂解器的長度也是根據(jù)進料螺桿的轉(zhuǎn)速匹配設(shè)計,
能夠保證在該長度能所有的PC材料都裂解完全;
[0111] 剩余有機高分材料熔體通過一級裂解反應(yīng)器2?1與二級裂解反應(yīng)器2?2之間的強制喂料輸送機2?13,進入二級裂解反應(yīng)器2?2,該反應(yīng)器裂解溫度設(shè)定為450℃,使熔體中的
ABS、PP、PE等大部分有機材料裂解,二級裂解反應(yīng)器2?2總長8米,有兩個內(nèi)徑3米的螺棱組
成,在螺旋棱的推動作用下使廢舊高分子材料連續(xù)反應(yīng)器末端移動,由于廢舊高分子材料
中ABS、PP、PE組分較多,約占總材料的65%左右,因此,該段反應(yīng)器長度較長,而此時廢舊有
機高分子材料已成為熔體,流動容易,體積減少,因此將螺棱內(nèi)徑變短,二級裂解反應(yīng)器2?2
的長度與內(nèi)徑主要與廢舊有機高分子材料在該反應(yīng)溫度區(qū)間內(nèi)的成分所占比重有關(guān);經(jīng)二
級裂解反應(yīng)器2?2裂解后的材料基本上都是難熔的高密度交聯(lián)有機固體廢棄物,裂解溫度
較高,通過二級裂解反應(yīng)器2?2與三級裂解反應(yīng)器2?3之間的強制喂料輸送機2?14進入三級
裂解反應(yīng)器2?3,裂解溫度設(shè)定為550℃,反應(yīng)器長度5米,有兩個內(nèi)徑3米的螺棱組成,在螺
旋棱的推動作用下使廢舊高分子材料連續(xù)反應(yīng)器末端移動,該部分反應(yīng)器主要將高密度交
聯(lián)的有機材料進行充分裂解;各級裂解反應(yīng)器上部開有裂解器收集口。
[0112] (4)經(jīng)過共三級裂解反應(yīng)器(2?1,2?2,2?3)產(chǎn)生的裂解氣體,必須進行冷凝收集,為了收集各組分裂解產(chǎn)物,在每個反應(yīng)器后都配有一套獨自的裂解氣冷凝裝置4,該裂解氣
冷凝裝置4按照沉降塔、一級重油收集罐、二級重油收集罐、換熱器4?2、油品收集罐4?3等排
列放置;其中沉降塔內(nèi)徑0.8米,長度1.5米,一級重油收集罐、二級重油收集罐(即重油分離
器4?1)總體積15立方米,換熱器4?2總換熱面積30立方米,油品收集罐4?3總體積10立方米,
各部分體積都與連續(xù)連接器處理能力息息相關(guān)。
[0113] (5)在廢舊有機高分子材料裂解過程中,由于廢舊高分子材料導(dǎo)熱性能較差,反正結(jié)焦產(chǎn)生,在裂解過程中加入不同規(guī)格的導(dǎo)熱介質(zhì),該類導(dǎo)熱介質(zhì)在裂解設(shè)備空轉(zhuǎn)保溫運
行過程中有脫水干燥擠出機內(nèi)加入,在廢舊有機高分子材料裂解過程中,隨材料一起運動,
通過該導(dǎo)熱介質(zhì)實現(xiàn)有機材料的均勻受熱,并通過導(dǎo)熱介質(zhì)的運動,帶動熔體物料的運動,
防止熔體在反應(yīng)器壁及螺旋上靜止不動而結(jié)焦;該導(dǎo)熱介質(zhì)在經(jīng)過三級裂解反應(yīng)器2?3后
有單獨的回收裝置回收導(dǎo)熱介質(zhì)進入一級裂解反應(yīng)器2?1內(nèi),使其不會隨著裂解碳排出;
[0114] (6)經(jīng)過共三級裂解反應(yīng)器(2?1,2?2,2?3)后產(chǎn)生的裂解碳經(jīng)過裂解碳回收裝置3連續(xù)排出,該部分主要配有三級冷卻輸送機,其中在輸送過程中設(shè)定冷卻水溫度為室溫,三
級冷卻輸送機分別長2米,使裂解碳經(jīng)過冷卻后降低其溫度,然后輸送到裂解碳回收倉3?3。
[0115] (7)裂解過程的高溫環(huán)境主要由燃燒器加熱燃燒室內(nèi)的溫度,然后通過高溫?zé)煔饧訜崃呀鉅t,因此裂解的三級裂解反應(yīng)器2?3共配備二個燃燒器,其中一級裂解反應(yīng)器2?1
通過電加熱的方式進行供熱,同時裂解產(chǎn)生的裂解氣供三級裂解反應(yīng)器2?3使用,裂解產(chǎn)生
的氣體為冷凝成油部分經(jīng)過干燥、脫硫、穩(wěn)壓處理后進入獨自的一個燃燒器內(nèi)燃燒,為三級
裂解反應(yīng)器2?3供熱。
[0116] (8)燃燒器加熱的高溫氣體經(jīng)過裂解反應(yīng)器后還有大部分的熱量未經(jīng)利用,直接通過尾氣裝置會浪費大量的能源,因此將這部分高溫?zé)煔夥譃槿糠只赜?,一是用于廢舊
有機高分子材料的脫水加熱;二是用于廢舊高分子材料的干燥加熱;三是回用到燃燒室內(nèi)。
[0117] (9)煙氣經(jīng)過循環(huán)利用后必須經(jīng)過處理后排放,尾氣處理裝置主要有噴淋塔、風(fēng)機、光氧催化裂解裝置等一系列環(huán)保裝備組成,使其排放滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0118] 如圖1?13所示,一種廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解裝備,該裝備包括依次連接的脫水干燥裝置、裂解裝置2(2?1,2?2,2?3)、導(dǎo)熱介質(zhì)回收裝置8、裂解碳回
收裝置3(3?1,3?2,3?3);裂解氣冷凝裝置4(4?1,4?2,4?3)、裂解氣回用燃燒裝置7、煙氣循
環(huán)系統(tǒng)5、煙氣處理裝置6;
[0119] 所述脫水干燥裝置包括脫水干燥裝置a1?1、脫水干燥裝置b1?2;[0120] 所述裂解裝置2包括依次連接的一級裂解反應(yīng)器2?1、二級裂解反應(yīng)器2?2、三級裂解反應(yīng)器2?3;所述裂解裝置2的這三個反應(yīng)器通過各級裂解反應(yīng)器高溫?zé)煔庋h(huán)管路2?11
連接,所述裂解裝置2的這三個反應(yīng)器與各級裂解反應(yīng)器的送熱風(fēng)機2?12連接,所述一級裂
解反應(yīng)器2?1、二級裂解反應(yīng)器2?2具有強制喂料輸送機2?13,二級裂解反應(yīng)器到三級裂解
反應(yīng)器之間的強制喂料輸送機2?14,所述裂解裝置2的這三個反應(yīng)器具有尾氣排放口2?15
和進料口2?16;
[0121] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,所述裂解裝置2包括依次連接的一級裂解反應(yīng)器2?1、二級裂解反應(yīng)器2?2、三級裂解反應(yīng)器2?3;在一級裂解反應(yīng)器2?1設(shè)有進料口,在三級
裂解反應(yīng)器2?3內(nèi)設(shè)有出料口;各級反應(yīng)器內(nèi)具有兩個異性螺旋輸送結(jié)構(gòu),實現(xiàn)物料從反應(yīng)
器入口到出口的運輸,所述裂解裝置2的這三個反應(yīng)器通過各級裂解反應(yīng)器高溫?zé)煔庋h(huán)
管路2?11連接,所述裂解裝置2的這三個反應(yīng)器與各級裂解反應(yīng)器的送熱風(fēng)機2?12連接,所
述一級裂解反應(yīng)器2?1、二級裂解反應(yīng)器2?2之間通過螺旋強制喂料輸送機2?13實現(xiàn)物料從
一級裂解反應(yīng)器2?1到二級裂解反應(yīng)器2?2的強制輸送,二級裂解反應(yīng)器2?2到三級裂解反
應(yīng)器2?3之間也是通過螺旋的強制喂料輸送機實現(xiàn)物料從二級裂解反應(yīng)器2?2到三級裂解
反應(yīng)器2?3的強制輸送;所述裂解裝置2的三個反應(yīng)器均上部均設(shè)有裂解氣體出口,后接裂
解氣冷凝裝置4,實現(xiàn)三個裂解反應(yīng)器氣體的獨自回收;各級反應(yīng)器之間都有一套獨立的供
熱和煙氣循環(huán)系統(tǒng)5,各反應(yīng)器之間相互獨立;裂解裝置2的煙氣統(tǒng)一經(jīng)煙氣處理裝置6處理
后排放。
[0122] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,所述導(dǎo)熱介質(zhì)回收裝置8包括灰分分離器,裂解灰分和固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的混合物料從最后一級裂解器即三級裂解反應(yīng)器2?3中一起排出,進入
到灰分分離器中,灰分分離器中提升螺桿8?9在提升電機8?10帶動下旋轉(zhuǎn)進而驅(qū)動混合物
料向左移動,灰分分離器機筒8?2下半部分為多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計,且孔的直徑小于固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)
的直徑,因此,混合物料在被分離螺桿7攪動并向左移動的過程中,灰分通過設(shè)置在灰分分
離器機筒8?2上小孔下落至漏斗8?3中,進而通過灰分出口8?4排出;
[0123] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)在螺桿驅(qū)動下逐漸被清理干凈并被輸送到灰分分離器的固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)出口11處;
[0124] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,提升器的進口端與灰分分離器的固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)出口8?11端由法蘭連接,固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)進入提升器的進口端由提升螺桿8?9旋轉(zhuǎn)帶動向上爬
升,提升螺桿8?9由提升電機8?10驅(qū)動,固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)被提升器提升到一級裂解反應(yīng)器2?1
的入口處,與廢塑料一起進入一級裂解反應(yīng)器2?1進行循環(huán)利用,調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)固
態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的供給速度。
[0125] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,混合物料入口8?1下方與灰分分離器機筒8?2連接,灰分分離器機筒8?2下方置有漏斗8?3,漏斗8?3下方具有灰分出口8?4,灰分分離器機筒
8?2內(nèi)置有分離螺桿8?7,所述分離螺桿8?7置于灰分分離器機筒8?2的左側(cè),所述分離螺桿
8?7由置于左側(cè)的分離器電機8?6驅(qū)動,所述灰分分離器機筒8?2左下側(cè)與連接法蘭8?5連
接,連接法蘭8?5與提升器機筒8?8固定連接,提升器機筒8?8上側(cè)底部置有固態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)出
口8?11,提升器機筒8?8內(nèi)具有提升螺桿8?9,由上部的提升電機8?10驅(qū)動;
[0126] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,所述裂解裝置2的各部分包括雙螺桿自清潔熱解器,為采用兩端支撐的完全嚙合自清潔式雙螺桿熱解裝置,包括旋向相反、異向轉(zhuǎn)動、較小
導(dǎo)程、完全嚙合的雙螺桿攪拌裝置,即右旋螺桿212和左旋螺桿213,熱解器筒體214,定位法
蘭,支架210,電機21以及傳動裝置;
[0127] 所述傳動裝置的連接關(guān)系為:聯(lián)軸器25連接齒輪軸與螺桿;齒輪軸向右與齒輪23,軸承座24,聯(lián)軸器25連接,密封裝置26將聯(lián)軸器25和相互嚙合的右旋螺桿212和左旋螺桿
213密封,所述支架210向上支撐熱解器筒體214,熱解器筒體214內(nèi)置有右旋螺桿212和左旋
螺桿213,加料口29在下方連接密封裝置26,出氣口27連接在密封裝置26的左側(cè)和中部區(qū)
域,出料口211連接在熱解器筒體214上,與右旋螺桿212,左旋螺桿213和熱解器筒體214形
成的空間連通;
[0128] 電磁加熱裝置28在密封裝置26外側(cè);傳動帶22連接齒輪軸與電機21;[0129] 進一步的,出氣口27能夠?qū)峤猱a(chǎn)生氣體分流導(dǎo)出以回收利用;[0130] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,熱解器筒體214內(nèi)設(shè)有溫度傳感器,能夠?qū)崟r監(jiān)測熱解溫度,進行精確控制;
[0131] 雙螺桿自清潔熱解器采用旋向相反、異向轉(zhuǎn)動、較小導(dǎo)程、完全嚙合的螺旋葉片結(jié)構(gòu),螺桿與筒壁間隙較小,增強了對物料的剪切作用,且能夠?qū)崿F(xiàn)熱解過程中的自清潔、避
免了結(jié)焦導(dǎo)致的堵塞;
[0132] 較小的導(dǎo)程保證了物料向前緩慢推進,增長停留時間,使熱解更加充分,且較大的螺旋角使物料受到徑向力增大,進而與筒壁接觸更為充分,增加了傳熱效率;
[0133] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,所述雙螺桿自清潔熱解器采用兩端支撐和法蘭盤定位,減小了徑向的位移,使傳動更加穩(wěn)定可靠,避免了螺紋葉片與筒壁間直接發(fā)生磨損;
從而避免結(jié)焦現(xiàn)象,并使得熱解產(chǎn)生的殘渣通過設(shè)備自清潔功能順利排出。
[0134] 加熱方式采用電磁加熱,熱解器筒體214外覆有電磁加熱裝置28,使用這種方式,加熱升溫速度快。
[0135] 一種雙螺桿自清潔熱解器,廢橡膠或廢塑料從進料口29進入雙螺桿熱解器,工作時,雙螺桿異向同步旋轉(zhuǎn),物料通過螺桿按一定速度向前推進熱解,熱解產(chǎn)生的油氣通過排
氣口27與裂解氣冷凝裝置4的冷凝管相連。
[0136] 同時,由于雙螺桿的螺紋嚙合,物料與殘渣在兩個螺桿右旋螺桿212和左旋螺桿213之間交替清潔,使物料與殘渣在熱解的過程中相互刮離,避免了右旋螺桿212與左旋螺
桿213上會附著殘渣;
[0137] 與此同時,由于螺棱頂端與熱解器內(nèi)壁之間是較小間隙配合,強大的剪切力有效防止了熱解器內(nèi)壁的殘渣附著現(xiàn)象,從而防止結(jié)焦發(fā)生。通過雙螺桿螺紋的推動,殘渣從出
料口211卸出。
[0138] 加熱方式為電磁加熱,加熱速度快,可確保熱解所需的反應(yīng)條件且節(jié)能環(huán)保。電磁加熱運行穩(wěn)定,熱效率高,從而也保障了熱解的穩(wěn)定性,避免因反應(yīng)溫度波動導(dǎo)致的廢料產(chǎn)
生,為雙螺桿的自清潔熱解減輕負(fù)擔(dān)。通過傳感器,精準(zhǔn)控制反應(yīng)溫度,實現(xiàn)不同種類塑料
或橡膠這些高分子材料的熱解。
[0139] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,為了連續(xù)化裂解,研發(fā)廢舊有機高分子材料高效脫水干燥工藝方法,所述脫水干燥裝置a1?1為一級單螺桿脫水?dāng)D出機1?1、脫水干燥裝置b
1?2為二級干燥進料擠出機1?2;通過一級單螺桿脫水?dāng)D出機1?1中異型螺桿實現(xiàn)高效脫水,
二級干燥進料擠出機1?2實現(xiàn)干燥及連續(xù)進料功能,兩者相互連接。
[0140] 進一步的,一級單螺桿脫水?dāng)D出異型螺桿采用等深變距設(shè)計,矩形螺槽,壓縮比大于5。
[0141] 進一步的,為了實現(xiàn)連續(xù)化裂解,研發(fā)裂解過程動態(tài)密封方法,其中通過脫水干燥部分二級干燥進料擠出機專用螺桿,實現(xiàn)強制喂料,杜絕空氣進行裂解爐,可以實現(xiàn)裂解進
料連續(xù)化過程中的密封;
[0142] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,一級單螺桿脫水?dāng)D出機1?1的出料口同二級干燥進料擠出機1?2的擠出進料口垂直連接,或中間設(shè)有儲料機構(gòu);
[0143] 如圖所示,作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,所述脫水干燥裝置包括脫水?dāng)D出機600、塑化擠出機700、鼓風(fēng)機302、儲料倉300、輸料管304,脫水?dāng)D出機600、儲料倉300、輸料
管304、塑化擠出機700依次連接;
[0144] 脫水?dāng)D出機600包括電機502、皮帶輪503、減速箱504、機架602、機筒100、脫水螺桿601、機頭200、輸料機頭401;
[0145] 機筒100置于機架602上,機筒100內(nèi)部裝有一脫水螺桿601,機筒100前端固定有機頭200,機頭200前端與輸料機頭401固定連接,輸料機頭401前端與儲料倉300固定連接;儲
料倉300一側(cè)連接鼓風(fēng)機302,一側(cè)連接輸料管304;輸料管304端部設(shè)置排氣網(wǎng)303,并且與
塑化擠出機700的加料口連通;
[0146] 前述機筒100下部設(shè)有機筒排水孔103,機頭200下端設(shè)有機頭排水孔201,輸料機頭401下端設(shè)有輸料機頭排水孔402,儲料倉300下端設(shè)有儲料倉排水孔301。
[0147] 前述機筒排水孔103、機頭排水孔201、輸料機頭排水孔402、儲料倉排水孔301分別與排水通道404相通;
[0148] 前述脫水螺桿601間隙設(shè)有銷釘結(jié)構(gòu)603;[0149] 前述機筒100外側(cè)布置電磁線圈101,并由設(shè)置線圈保護罩102,機筒100采用電磁感應(yīng)方式加熱。
[0150] 工作過程中,廢塑料加入到機筒100中,經(jīng)機筒100、機頭200、輸料機頭401進入儲料倉300;在此過程中,脫水螺桿601的擠壓作用下水逐漸滲出,并通過機筒排水孔103、機頭
排水孔201、輸料機頭排水孔402、儲料倉排水孔301排入排水通道404中,此時廢塑料中還含
有一定量的水蒸氣;鼓風(fēng)機302向儲料倉300中鼓入氣體,推動廢塑料通過輸料管304進入塑
化擠出機700,在此過程中鼓入的氣體會攜帶水蒸氣通過排氣網(wǎng)303排出,進一步降低含水
率;進入塑化擠出機700中的廢塑料在塑化擠出機700中升溫塑化,為后續(xù)裂解過程做準(zhǔn)備。
[0151] 進一步的,塑化擠出機700與一級裂解反應(yīng)器進料口2?16相連;[0152] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,出料部分通過裂解碳在輸送過程的堆積杜絕空氣進入裂解爐,從而實現(xiàn)裂解連續(xù)化過程中的密封。
[0153] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,廢舊有機高分子材料導(dǎo)熱性能較差,在裂解過程中極易結(jié)焦,導(dǎo)致裂解過程無法連續(xù)化,針對此難題,研發(fā)廢舊有機高分子材料強化傳熱新
方法,通過加入熱焓值較高的、大小不等的導(dǎo)熱介質(zhì),導(dǎo)熱介質(zhì)形狀為正三面體,通過導(dǎo)熱
介質(zhì)在裂解爐內(nèi)的運動強化廢舊高分子材料的傳熱過程,使其受熱均勻,防止結(jié)焦生成。
[0154] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,導(dǎo)熱介質(zhì)在廢舊塑料裂解過程中自動從三級裂解反應(yīng)器2?3重新導(dǎo)入到一級裂解反應(yīng)器2?1內(nèi),實現(xiàn)導(dǎo)熱介質(zhì)內(nèi)部循環(huán)過程,避免導(dǎo)熱介質(zhì)
的熱量損失。
[0155] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,廢舊有機高分子材料裂解產(chǎn)物成分復(fù)雜,在高溫高壓氣流作用下夾雜無機雜質(zhì)進入油品中,裂解氣冷凝收集過程中首先通過重油分離器4?
1,使大部分無機雜質(zhì)沉降;而與串聯(lián)的兩個油品收集罐,使大部分蠟質(zhì)油品沉降;未沉降的
裂解氣進入裂解管的換熱器4?2,最終進入油品收集罐4?3,未冷凝的裂解氣收集待用。
[0156] 本發(fā)明研發(fā)的裂解氣冷凝裝置4,各級裂解反應(yīng)器的裂解氣輸送管4?4分別與各自的重油分離器4?1連接,換熱器4?2分別與各自的重油分離器4?1連接,裂解管的換熱器4?2
分別與各自的油品收集罐4?3連接;
[0157] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,未冷凝的裂解氣通過后續(xù)專用的燃燒器燃燒為裂解裝置2供熱。
[0158] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,研發(fā)廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解制備化工原料裂解氣冷凝裝置4,該裝置包括重油分離器4?1、重油存儲罐、換熱器4?2、油
品最終存儲罐、裂解氣輸送管4?4。
[0159] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,利用堿噴淋處理裂解尾氣中二氧化硫、硫化氫等酸性氣體;通過光氧催化方法處理裂解尾氣中的大分子有機物;
[0160] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,所述裂解碳回收裝置3,包括多級裂解碳回收輸送機,即多級出料輸送機構(gòu)成,其中每組輸送機主要包括電機、輸送螺桿,機筒、冷卻、密封部
分,最終最后一級出料輸送機將裂解炭輸送到裂解碳收集倉3?3內(nèi)。
[0161] 進一步的,多級裂解碳回收輸送機包括一級出料輸送機3?1,二級出料輸送機3?2;所述二級出料輸送機3?2與裂解碳收集倉3?3連通;
[0162] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,所述裂解氣回用燃燒裝置7包括燃燒器、裂解氣輸送管路、安全閥、控壓裝置等;
[0163] 作為本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例,所述煙氣處理裝置包括噴淋塔、風(fēng)機、光氧催化尾氣處理裝置;
[0164] 實施例一的簡化步驟工藝如下:[0165] 本發(fā)明還涉及一種廢舊塑料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解制備化工原料工藝,包括以下步驟:
[0166] (1)從廢品回收廠回收的廢舊高分子材料經(jīng)過輸送帶運輸連續(xù)進入該脫水干燥進料倉,經(jīng)過脫水、干燥進入裂解反應(yīng)器;
[0167] (2)進入裂解反應(yīng)器的廢舊塑料一級裂解反應(yīng)器2?1內(nèi)裂解PC組分,在二級裂解反應(yīng)器2?2內(nèi)裂解ABS、PP、PE等組分,在三級裂解反應(yīng)器2?3內(nèi)裂解高密度交聯(lián)的成分,生產(chǎn)
的油氣經(jīng)過冷凝后被各反應(yīng)器后續(xù)盛有罐收集,未經(jīng)冷凝的部分經(jīng)干燥、穩(wěn)壓等工藝處理
后通入三級裂解反應(yīng)器2?3燃燒器燃燒為反應(yīng)器供熱;
[0168] (3)裂解碳經(jīng)過連續(xù)輸出結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)后進入裂解碳收集倉3?3;[0169] (4)高溫?zé)煔庥糜诩尤霃U舊塑料脫水、干燥;[0170] (5)煙氣經(jīng)過尾氣處理裝置后排出。[0171] 實驗結(jié)果分析:[0172] (1)物料平衡實驗數(shù)據(jù)[0173][0174] (2)油品檢測[0175][0176][0177] (3)裂解氣體成分[0178][0179] 實施例二:[0180] 本發(fā)明還涉及一種廢舊輪胎低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解制備化工原料工藝,包括以下步驟:
[0181] (1)從廢品回收廠回收的廢舊輪胎經(jīng)過輸送帶運輸連續(xù)進入破碎系統(tǒng),經(jīng)過破碎成一定大小的橡膠塊;
[0182] (2)經(jīng)過劈碎后的橡膠塊通過干燥系統(tǒng)進入裂解反應(yīng)爐內(nèi);[0183] (3)進入裂解反應(yīng)器的廢舊塑料在一級裂解反應(yīng)器2?1內(nèi)裂解小分子有機添加劑組分,在二級裂解反應(yīng)器2?2內(nèi)裂解天然橡膠、丁苯橡膠等組分,在三級裂解反應(yīng)器2?3內(nèi)裂
解丁集等裂解溫度較高的的成分,生產(chǎn)的油氣經(jīng)過冷凝后被各反應(yīng)器后續(xù)盛有罐收集,未
經(jīng)冷凝的部分經(jīng)干燥、穩(wěn)壓等工藝處理后通入三級裂解反應(yīng)器2?3燃燒器燃燒為反應(yīng)器供
熱;
[0184] (4)裂解碳經(jīng)過連續(xù)輸出結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)后進入裂解碳收集倉3?3;[0185] (5)高溫?zé)煔庥糜诩尤霃U舊塑料脫水、干燥[0186] (6)煙氣經(jīng)過尾氣處理裝置后排出。[0187] 實驗結(jié)果:[0188] (1)物料平衡實驗數(shù)據(jù)[0189][0190] (2)裂解品品性能檢測[0191][0192][0193] (3)裂解碳實驗數(shù)據(jù)[0194][0195] 以上實施方案僅用于說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案。不脫離本發(fā)明精神的任何修改或局部替換,均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
聲明:
“廢舊有機高分子材料低溫工業(yè)連續(xù)化催化裂解方法及裝備” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)