專利名稱：采用高頻加熱、油化成膜的瞬時裂解反應裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種裂解反應裝置，尤其是一種利用廢舊塑料橡膠油化成膜的瞬時裂解反應裝置。
背景技術：
廢舊塑料橡膠裂解技術是近年來新興發展起來的一門固體垃圾處理技術。本世紀初國內外就開始研發以廢塑料廢橡膠為原料的再生能源設備，這項技術近幾年不斷發展，各種形態的結構不斷出現，但普通存在反應不充分，設備碳結嚴重，無法連續生產，而且污染問題也無法解決，出來的碳粉不能形成微細粉末，所以轉化率無法達到100%轉化，無二次污染以及解決長期困擾國內外的廢塑料、橡膠處理難題。目前國外的反應器有列管式裂解反應器，流化床熱裂解反應器、流化催化裂解裝置和槽式旋轉裂解反應器等，雖然結構不同，但都存在塑料在裂解過程中的狀態為流體狀 態和流體水滴狀態，所以不能迅速裂解，反應不充分，易結成粘稠狀的焦化物，或稱為燃燒棒之類的物質，沒有充分裂解掉，存在殘余化合物。
發明內容
本發明是要解決廢舊塑料橡膠裂解轉化率和二次污染的技術問題，而提供一種采用高頻加熱、油化成膜的瞬時裂解反應裝置，該裝置安全密封、全封閉、無害化、無間斷連續生產，裂解速度快，幾秒鐘內可以瞬時裂解，裂解轉化率高，并且體積小，處理量大，安全高效。為實現上述目的，本發明的技術方案是一種采用高頻加熱、油化成膜的瞬時裂解反應裝置，包括PLC自動控制系統、進料機及高頻加熱系統、高頻加熱反應爸、水環真空泵及水氣分離器、可燃氣體壓縮機、燃氣瓶灌裝裝置、水箱、燃燒器、蒸餾釜、催化劑罐、第一儲油罐、冷凝器、第二儲油罐、儲氣罐、自動排碳機構，其特點是高頻加熱反應爸進料口連接進料機及高頻加熱系統，出碳口連接自動排碳機構，高頻加熱反應釜頂部的高溫熱油氣排氣口通過頂上催化劑罐與第一儲油罐或直接與第一儲油罐，第一儲油罐通過冷凝器與第二儲油罐連接，第二儲油罐經可燃氣體壓縮機與儲氣罐進氣口連接或與蒸餾釜連接，儲氣罐出氣口連接燃氣瓶灌裝裝置或遠紅外燃燒器；高頻加熱反應釜、冷凝器和可燃氣體壓縮機分別連接水箱和水環真空泵及水氣分離器。高頻加熱反應爸包括反應爸筒體及筒底，高頻加熱線圈，刮削攤薄機構，反應爸筒體及筒底夾層中裝有高頻加熱線圈，中間包裹一層隔熱保溫材料，反應釜筒體直徑為200-2000毫米，高度為100-2000毫米，筒底部角度為0 — 60度，反應釜筒體內裝有刮削攤薄機構，刮削攤薄機構上裝有環形分流盤和分流罩。刮削攤薄機構為自動補償懸浮刮板機構或彈性絲網刮板機構或四連桿刮板機構。進料機及聞頻加熱系統包括自動上料機，變頻減速電機、螺旋螺桿推進進料機，聞頻加熱線圈，漩渦氣泵，螺旋螺桿推進進料機外面筒體夾層中裝有高頻加熱線圈，螺旋螺桿推進進料機的螺桿與變頻減速電機連接，出口端帶阻尼閥，并與漩渦氣泵和水環真空泵及水氣分離器連接。自動排碳機構包括旋轉閥，螺桿架，電動閘閥、密封倉儲筒，旋轉閥一端與高頻加熱反應釜出碳口連接，另一端經螺桿架依次連接兩個電動閘閥和密封倉儲筒。本發明的有益效果是將廢舊塑料、廢橡膠在高頻加熱反應釜內瞬時裂解、油化成膜，分餾產出柴油、汽油、可燃氣、干燥碳粉。該設備由PLC自動控制系統、高頻加熱系統、變頻減速電機、上料機、進料機、高頻加熱反應爸、冷凝器、儲油罐、分懼塔、排碳機構、儲氣罐、溫度與壓力傳感器等組成。能使廢塑料廢橡膠在進行全封閉全密封環境內，無害化無間斷連續生產，使廢塑料廢橡膠在幾秒鐘內瞬間裂解反應，并100%轉化為可燃氣、汽油、柴油、干燥碳黑粉末等。安全可靠，無二次環境污染。高頻加熱反應釜采用高頻加熱熔化技術、自動補償懸浮刮板成膜技術、環形均衡冷熱對流技術、自動控制系統。自動檢測反饋控制裂解反應流程。裂解反應溫度可控制在 正負0. 5攝氏度，能精確瞬時裂解各種廢舊塑料橡膠，100%轉化成柴油、汽油、可燃氣體和精細干燥碳粉等有用原材料。變頻電機可隨時調整送料機構、進料裝置和裂解反應釜的需求速度，以達到最佳裂解反應匹配要求，可進行連續不間斷生產，在幾秒鐘內瞬時裂解反應成汽油、柴油、可燃氣、精細碳粉等有用產品。在電磁設備控制機芯內部，由整流電路將50HZ/60HZ的交流電壓，變換成直流電壓，再經過控制電路將直流電壓轉換頻率20-40KHZ的高頻電壓，高速變化的電流通過線圈會產生高速變化的磁場，當磁場磁力線通過反應釜筒體筒底部金屬時，會在金屬體內產生無數的小漩渦流，使反應釜筒體與筒底部被加熱物體本身自行高速發熱，從而達到傳熱筒體及筒底部內壁0. IMM至15MM處塑料或橡膠高速加熱之目的。特別是(30KW-80KW)大功率高頻加熱技術在反應釜上應用更是前所未有，可以瞬時幾秒鐘內使塑料或橡膠在控制溫度正負0. 5攝氏度以內迅速裂解油化。實現熱能轉換效果達到最佳，利用率達到92%以上。
圖I是本發明的結構原理示意 圖2是高頻加熱反應爸結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。如圖I所示，本發明的采用高頻加熱、油化成膜的瞬時裂解反應裝置，包括PLC自動控制系統、變頻減速電機I、進料機及高頻加熱系統2、自動上料機3、漩渦氣泵4、高頻加熱反應釜5、螺桿架6、旋轉閥7、水環真空泵及水氣分離器8、小水泵9、大水泵10、可燃氣體壓縮機11、燃氣瓶灌裝裝置12、水箱13、燃燒器14、蒸餾釜15、催化劑罐16、第一儲油罐17、冷凝器18、第二儲油罐19、儲氣罐20、抽油泵21、排碳機構、電動閘閥23、密封倉儲筒24以及測溫、測壓傳感器、自動檢測元件、各種電動閥門等。高頻加熱反應釜5進料口連接進料機及高頻加熱系統2，出碳口連接自動排碳機構，高頻加熱反應釜5頂部的高溫熱油氣排氣口通過頂上催化劑罐16與第一儲油罐17或直接與第一儲油罐17，第一儲油罐17通過冷凝器I 8與第二儲油罐19連接，第二儲油罐19經可燃氣體壓縮機I I與儲氣罐2 Q進氣口連接或與蒸餾釜15連接，儲氣罐2 Q出氣口連接燃氣瓶灌裝裝置12或遠紅外燃燒器14 ;高頻加熱反應釜5、冷凝器18和可燃氣體壓縮機11分別連接水箱13和水環真空泵及水氣分離器8。從第一個儲油罐I 7出來的油氣經過冷凝器I 8后流向第二個儲油罐I 9(50-200度)產生汽油、可燃氣經過可燃氣體壓縮機I I抽至儲氣罐2 0內，可以灌裝燃氣瓶。也可再送至遠紅外燃燒器I 4燃燒用。第二儲油罐I 9內全部粗油、精油也可抽至蒸餾釜15內蒸餾，從下到上不同溫度下蒸餾出柴油、石蠟、汽油、可燃氣等石化產品。高頻加熱反應釜5使廢塑料、廢橡膠在裂解溫度下瞬時100%閃解出油氣，分餾成 汽油、柴油、可燃氣、干燥碳黑粉末，這是以往設備裝置所沒有的，而且節能環保安全可靠。二年以內回收成本，具有很大經濟效益。裂解過程中產生可燃氣體和油氣可以直接進入冷凝系統，分別產出可燃氣、汽油、柴油。也可進入蒸餾塔再次蒸餾，更精確蒸餾出可燃氣、汽油、柴油。產出的碳粉可以作為顏料原料。如果塑料雜物太多，可能產生金屬殘留物，則要進行清除雜物后，在分離干燥裝置上解決。進料前塑料最好先進行清洗、干燥、粉碎。裝置有粉碎機、脫水干燥機、遠紅外干燥機、微波干燥機等。如圖2所示，高頻加熱反應釜5包括反應釜筒體及筒底2 5，高頻加熱線圈2 6，刮削攤薄機構3 0，反應釜筒體及筒底2 5夾層中裝有高頻加熱線圈2 6，中間包裹一層隔熱保溫材料，反應釜筒體直徑為200-2000毫米，高度為100-2000毫米，筒底部角度為0 — 60度。甚至可以做成半圓球體，在實際使用中效果均良好。筒體可以做成豎直型，也可做成橫臥型。高頻加熱系統，分六檔溫度區間加熱；氣體密封自動進料閥門組合和氣體密封電動出碳粉閘閥組合，可防止泄漏，并及時排出干燥碳黑粉末；高頻加熱瞬時裂解反應釜5與刮削攤薄機構進行刮削成膜；分流盤保證反應釜筒內壁層均布漿料，瞬時裂解。反應釜筒體內裝有刮削攤薄機構3 0，刮削攤薄機構3 0上裝有環形分流盤2 7和分流罩2 8。刮削攤薄機構3 0為自動補償懸浮刮板機構或彈性絲網刮板機構或四連桿刮板機構。反應釜筒體及筒底2 5外部包裹一層隔熱保溫材料，這樣大大減少熱量的損失，提高了熱效率，可以達到96%以上，因此比傳統加熱方式節能效果十分顯著，可以節能35%-70%，加熱速度提高60%，大大節省了預熱時間。而且外表面傳出溫度僅50-60度，改善了室溫工作環境。安全可靠，多項自動保護技術確保不會產生任何危險。15000小時無故障，使用壽命達到10年以上。本發明所用反應釜首次應用了智能控制的高頻電磁節能加熱新技術。高頻加熱熔化技術裝置是一種利用電磁感應原理將電能轉換成熱能的節能電器設備，利用三相四線電的電能轉化為磁能，通過高溫導線傳導到反應釜筒體，使反應釜內部產生磁場，致使反應釜內部分子原子劇烈摩擦產生熱量。發熱方式從原來的由內向外傳導轉換成內部直接受熱。在電磁設備控制機芯內部，由整流電路將50HZ/60HZ的交流電壓變換成直流電壓，再經過控制電路將直流電壓轉換頻率為20-40KHZ的高頻電壓，高速變化的電流通過線圈會產生高速變化的磁場，當磁場磁力線通過反應釜筒體和筒底部金屬時，會在金屬體內產生無數的小漩渦流，使反應釜筒體與筒底部被加熱物體本身自行高速發熱，從而達到傳熱筒體及筒底部內壁0. 1麗至15麗處塑料或橡膠高速加熱之目的。特別是(30KW-80KW)大功率高頻加熱技術在反應釜上應用更是前所未有，可以瞬時幾秒鐘內使塑料或橡膠在控制溫度正負0. 5攝氏度以內迅速裂解油化。實現熱能轉換效果達到最佳，利用率達到92%以上。高頻加熱熔化技術裝置是使反應釜筒體和筒底部的一定區域內，瞬時達到所需裂解溫度，并且在測溫反饋控制器的控制下，溫控可以自動調節，達到正負0. 5攝氏度的精確精度，已達到各種不同的塑料或橡膠的閃解溫度要求，有利于出產物直接產生汽油、柴油、可燃氣、干燥碳粉。如果需要石蠟時，也可直接用調節溫度產出石蠟。控制精確，穩定可靠，不同材料的閃解溫度容易實現。反應釜內部結構作了重要改進。高溫漿料在注塑機進料機構與高溫彈簧自動背壓進料閥門組合下，進料速度均勻平穩流到環形分流盤上，會在主軸離心力的作用下，向360 度方向四周均勻拋向筒體四周壁上，在浮動刮板或彈性絲網刮削攤薄作用下，瞬時在筒體與筒底部產生厚度為0. 10MM-0. 20MM的薄膜，以利于在高頻加熱筒體內壁四周及底部內瞬時裂解氣化，使溫度控制在閃解溫度正負0. 5攝氏度以內，能精確控制液體薄膜幾秒鐘內瞬時裂解油化。通過冷凝器，儲油罐產生粗油、精油，油氣從中間上升至冷凝器、分餾塔、分餾出可燃氣、汽油、柴油、(需要石蠟時，可以調整控制溫度，產出石蠟)。環形分流盤27與分流罩28與反應釜筒體內部產生冷熱空氣對流，使冷的較低溫度漿料(300度左右)從四壁均勻流下，使熱的高溫熱油氣(420度左右)自動從分流罩中間上升，直到反應釜頂部排氣口排出，在高溫壓力裂解油氣從頂上催化劑罐，或直接流向第一個儲油罐。如圖I所示,進料機及高頻加熱系統2包括自動上料機3,變頻減速電機I、螺旋螺桿推進進料機，高頻加熱線圈，漩渦氣泵4，螺旋螺桿推進進料機外面筒體夾層中裝有高頻加熱線圈，螺旋螺桿推進進料機的螺桿與變頻減速電機I連接，出口端帶阻尼閥，并與漩渦氣泵4和水環真空泵及水氣分離器8連接。螺桿推進式高頻加熱進料機出口端帶阻尼閥，保證有一定背壓，螺筒高頻加熱分6檔加溫區，由低至高逐步加溫提升，使固體塑料逐步熔化至液體塑料，既不會形成倒流，產生污染氣體倒灌，同時具有一定的阻尼，產生一定的壓力。自動上料機可以市場上采購，但為了防止粉碎后塑料片、橡膠片搭橋架空，不能連續流下，在料斗倉內裝上螺旋片進料機構；或撥叉桿式攪拌機構；或脈沖式氣流噴氣機構；或震動料斗等機構打破塑料搭橋成因的要素，使之送料均衡連續，而且無噪音產生。自動排碳機構包括旋轉閥7，螺桿架6，電動閘閥23、密封倉儲筒24，旋轉閥7—端與高頻加熱反應釜5出碳口連接，另一端經螺桿架6依次連接兩個電動閘閥23和密封倉儲筒24。高頻加熱反應釜5底部下面兩個電動閘閥及密封倉儲筒24，像三峽船閘閘門原理一樣，分別在2-3分鐘內相互分別交換開啟電動閘閥，把里面的干燥細末碳粉(500目左右)不斷交換自動排出至中間碳粉料筒內進行冷卻，從而使內部可燃氣體自動上升，不致泄出，而干燥碳黑粉末在熱態狀自動排出，并且不致與氧氣接觸產生氧化作用而顏色變焦黃。同時也使外面冷空氣不能進入反應釜內，進行壓力、流量、速度的控制，也防止有氧氣體進入反應釜內發生可燃氣體爆炸。自動排碳機構保證均衡排碳，并且不泄漏；儲油罐、冷凝器、儲氣罐、可燃氣體壓縮機11 ;分餾塔分餾出汽油、柴油、可燃氣。反應釜頂部有測溫、測壓控制器，自動檢測反饋至PLC自動控制系統，以保證動作準確，溫度時間精確。
權利要求
1.一種采用高頻加熱、油化成膜的瞬時裂解反應裝置，包括PLC自動控制系統、進料機及高頻加熱系統(2)、高頻加熱反應釜(5)、水環真空泵及水氣分離器(8)、可燃氣體壓縮機(11)、燃氣瓶灌裝裝置(12)、水箱(13)、燃燒器(14)、蒸餾釜(15)、催化劑罐(16)、第一儲油罐(17)、冷凝器(18)、第二儲油罐(19)、儲氣罐(20)、自動排碳機構，其特征在于所述高頻加熱反應釜(5)進料口連接進料機及高頻加熱系統(2)，出碳口連接自動排碳機構，高頻加熱反應釜(5)頂部的高溫熱油氣排氣口通過頂上催化劑罐(16)與第一儲油罐(17)或直接與第一儲油罐(17)，第一儲油罐(17)通過冷凝器(I 8)與第二儲油罐(19)連接，第二儲油罐(19)經可燃氣體壓縮機(I I)與儲氣罐(2 Q )進氣口連接或與蒸餾釜(15)連接，儲氣罐(2 O )出氣口連接燃氣瓶灌裝裝置(12)或遠紅外燃燒器(14);高頻加熱反應釜(5)、冷凝器(18)可燃氣體壓縮機(11)和小水泵(9)分別連接水箱(13)和水環真空泵及水氣分離器(8)。
2.根據權利要求I所述的采用高頻加熱、油化成膜的瞬時裂解反應裝置，其特征在于所述高頻加熱反應釜(5)包括反應釜筒體及筒底(2 5)，高頻加熱線圈(2 6)，刮削攤薄機構(3 O )，反應釜筒體及筒底(2 5)夾層中裝有高頻加熱線圈(2 6)，中間包裹一層隔熱保溫材料，反應釜筒體直徑為200-2000毫米，高度為100-2000毫米，筒底部角度為O —60度，反應釜筒體內裝有刮削攤薄機構(3 0)，刮削攤薄機構(3 O)上裝有環形分流盤(2 7)和分流罩(2 8)。
3.根據權利要求I所述的采用高頻加熱、油化成膜的瞬時裂解反應裝置，其特征在于所述進料機及高頻加熱系統(2)包括自動上料機(3)，變頻減速電機(I )、螺旋螺桿推進進料機，高頻加熱線圈，漩渦氣泵(4 )，螺旋螺桿推進進料機外面筒體夾層中裝有高頻加熱線圈，螺旋螺桿推進進料機的螺桿與變頻減速電機(I )連接，出口端帶阻尼閥，并與漩渦氣泵(4 )和水環真空泵及水氣分離器(8)連接。
4.根據權利要求I所述的采用高頻加熱、油化成膜的瞬時裂解反應裝置，其特征在于所述自動排碳機構包括旋轉閥(7)，螺桿架(6)，電動閘閥(23)、密封倉儲筒(24)，旋轉閥(7) —端與高頻加熱反應釜(5)出碳口連接，另一端經螺桿架(6)依次連接兩個電動閘閥(23)和密封倉儲筒(24)。
5.根據權利要求2所述的采用高頻加熱、油化成膜的瞬時裂解反應裝置，其特征在于所述刮削攤薄機構(3 O )為自動補償懸浮刮板機構或彈性絲網刮板機構或四連桿刮板機構。
全文摘要
本發明涉及一種采用高頻加熱、油化成膜的瞬時裂解反應裝置，高頻加熱反應釜進料口連接進料機及高頻加熱系統，出碳口連接自動排碳機構，高頻加熱反應釜頂部的高溫熱油氣排氣口通過頂上催化劑罐與第一儲油罐或直接與第一儲油罐連接。第一儲油罐通過冷凝器與第二儲油罐連接，第二儲油罐經可燃氣體壓縮機與儲氣罐進氣口連接或與蒸餾釜連接，儲氣罐出氣口連接燃氣瓶灌裝裝置或遠紅外燃燒器。本發明能使廢塑料廢橡膠在進行全封閉全密封環境內，無害化無間斷連續生產，使廢塑料廢橡膠在幾秒鐘內瞬間裂解反應,并100%轉化為可燃氣、汽油、柴油、干燥碳黑粉末等。安全可靠，無二次環境污染。
文檔編號C10G1/10GK102703106SQ20121020938
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月25日 優先權日2012年6月25日
發明者趙慶港 申請人:徐效奇, 趙慶港