專利名稱：廢塑料和原油裂解設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用廢塑料、原油生產低沸點烴油的設備，屬于石油化工類。
一般塑料制品成份中含有一定量的無機填料。工業及生產垃圾中的廢塑料表面含有大量的泥沙。在廢塑料熱熔化和熱裂解反應過程中，大量的無機殘渣被分解出來，沉積在反應釜底部，使反應釜受熱不均，導致釜底局部過熱，物料被焦化形成積炭，積炭與無機殘渣混為一體，形成一種嚴重阻礙熱裂解反應發生的“油渣”，其重量高達15-20％，釜中“油渣”逐漸地積累，嚴重影響釜中物料吸熱和熱傳遞。易形成更多的釜壁局部過熱，造成物料大量燒焦，設備變形，壽命縮短，產品轉化率降低，石油開采時，有大量的原油散發在地面，與泥沙混為一體形成含沙原油。煉油廠定期排放的大量重油和渣油中含有大量的無機殘渣，致使大型煉油廠無法利用現有設備回收提練，這給人類的能源造成了極大的浪費。要回收提煉含泥沙原油、重油和渣油就必須消除反應釜中逐步形成的大量殘渣對設備和工藝產生的不利影響，因此，若要保持廢塑料、含沙原油和重油熱裂解反應的正常進行，提高產品質量和產量，就必須保證在不停產的情況下，在工藝條件(溫度，壓力)不變的情況下，不斷地把釜中產生的“油渣”排出釜外。這是廢塑料、含沙原油和重油熱裂解及油化還原技術的關鍵。
在JP特開平4-50292和CN1031199C中，廢塑料熱裂解反應后的殘渣從反應釜底部用螺旋桿旋轉排出釜外。此方法的弱點是①積累一定排放量的殘渣需要一定時間，由于釜底溫度高，逐漸堆積和形成的殘渣積炭會逐步地使釜底金屬壁形成更多更嚴重的局部過熱處，造成原料的大量焦化和設備的過熱變形損壞。
②釜底高溫會使螺旋桿排渣器的金屬螺旋桿和軸承受力受熱變形彎曲，以致無法在高溫下連續旋轉和排渣。
③釜底溫度高，渣油呈液態狀，流動性好，螺旋桿排渣器不易被密封，液態渣油容易泄露到釜外，易燃燒造成火災。
本實用新型的目的，就是提供一種用連續循環沉淀排渣方式使廢塑料和原油裂解的設備。該設備具有釜底不存渣，不過熱，不結焦，排渣不需停產，傳熱效果好，成品轉化率和質量提高及低溫常壓排渣等七大優點。
說明書附
圖1表示廢塑料和原油裂解設備，附圖2是對附
圖1中反應釜(55)上的密封攪拌裝置(34)和(35)進行具體說明。
以下結合附圖和對本實用新型進行描述圖中1-擠塑機，2-熱裂解反應釜的排氣孔。3-熱裂解反應釜封頭，4-反應釜煙氣夾套，5-橫向半圓面檔煙板，6-煙道管，7-出渣孔，8-檢修閥，9-熱重油出口，10-熱油的螺旋流動方向，11-熱油導管，12-圓筒形沉渣釜，13-圓筒形液體旋轉管，14-殘渣，15-排渣口閥門，16-排渣釜，17-測溫儀，18-冷卻水出口，19-下閥排渣，20-循環冷卻水夾套，21-冷卻水進口，22-螺旋葉片，23-高溫油泵，24-括板攪拌器，25-熱油切線入釜孔，26-進煙孔，27-橫向半圓檔煙板，28-排煙孔，29-反應釜外層檔煙筒，30-豎面檔煙隔板，31-沉渣釜上封頭，32-反應釜液位面，33-沉渣釜測溫儀，34-釜底密封攪拌裝置，35-變速電機，36-煙氣流動方向，37-攪拌中心軸桿，38-軸加強套，39-螺栓螺帽，40-釜底法蘭，41-上密封壓蓋，42-上密封套，43-錐形軸承，44-軸承支座，45-聯軸器，46-下密封壓蓋，47-耐油耐溫石墨填料，48-軸承套，49-下密封套，50-耐油密封墊圈，51-定位套52-熱油入釜口，53-加強板，54-固定圓鋼，55-圓筒形豎式裂解反應釜，56-切線方向入孔，57-原油入釜孔，廢塑料和原油熱裂解設備主要由擠塑機、熱裂解反應釜、釜底攪拌器、沉渣釜、高溫油泵等裝置組成。其中，擠塑機(1)的出口與反應釜(55)的上封頭(3)相通。反應釜(55)的下錐形封頭上裝有攪拌器裝置(22)和(24)，攪拌器下面是密封攪拌裝置(34)，反應釜(55)的下錐形封頭上裝有出渣孔(7)，并連通沉渣釜(12)，中間裝有檢修閥門(8)。沉渣釜(12)的圓筒中部裝有液體下流旋轉管(13)和測溫儀(33)。反應釜(55)的下錐形封頭上裝有按切線方向入釜底的進油管(25)，沉渣釜(12)與排渣釜(16)頂相通，中間用閥門(15)相連接。排渣釜底(16)裝有排渣閥(19)。排渣釜(16)中部裝有測溫儀(17)，排渣釜(16)外層是冷卻循環水夾套(20)，反應釜(55)中插有煙氣鋼管(6)，高溫煙氣從管(6)內串過給釜(55)內的物料供熱。反應釜(55)外層是涂有耐火泥的檔煙圓柱形鋼筒(29)，檔煙筒(29)與反應釜(55)之間裝有迫使煙道氣按曲線方向流動的多層橫向半圓面檔煙板(5)和豎向檔煙隔板(30)。反應釜(55)的物料液面一般維持在釜高2/3至4/5處(32)。釜(55)內的物料與釜(55)內的煙道管(6)直接接觸。煙道管(6)內的高溫煙氣把熱量傳給釜(55)內的物料而發生熱裂解反應。高溫油泵(23)的進口管接沉渣釜(12)的上封頭(31)的出口(11)，泵(23)的出口管按切線方向進入反應釜(55)下錐形頭上的孔口(25)，反應釜(55)底部裝有密封攪拌裝置(34)和(35)[見圖2]。其中，攪拌中心軸桿(37)由以下三點一線組成固定結構。即由上支撐點--定位套(51)，中支撐點--錐形軸承(43)和地面支撐點--安裝有地面上的變速箱聯軸器(45)等三支撐點組成“三點一線”固定結構。定位套(51)用兩根固定圓鋼(54)固定在反應釜(55)的圓筒下部的中心。固定圓鋼(54)的另一端與反應釜(55)的內壁相焊接，焊接處采用加強板(53)。攪拌中心軸(37)上端安裝有軸加強套(38)，軸加強套(38)安裝有螺旋葉片(22)和刮板攪拌器(24)，反應釜(55)下部的錐形封頭上焊接法蘭(40)。法蘭(40)的下部是兩級密封套，對反應釜(55)和攪拌中心軸(37)之間起高溫密封作用。法蘭(40)與上密封套(42)之間，上密封套(49)與下密封套(46)之間均放入耐油耐溫密封墊圈(50)，上密封套(42)內部是密封填料(47)和攪拌軸桿(37)。填料(47)用上密封壓蓋(41)通過螺栓(39)的作用壓緊，并與釜中的物料隔離，形成軸(37)的第一級密封。下密封套(49)往內依次裝有軸承支座(44)，錐形軸承(43)和攪拌軸桿(37)。軸承支座(44)下面是密封填料(47)，填料(47)由下密封壓蓋(46)壓緊，形成對攪拌軸桿(37)的第二級密封。攪拌軸桿(37)的最下端裝有聯軸器(45)。聯軸器(45)與變速箱上的聯軸器用螺栓螺帽連接，電機可驅動與變速箱相連接的攪拌軸桿(37)順轉或逆轉，并對反應釜(55)底的物料起攪拌作用。
下面對本實用新型的附圖作進一步的描述將各類廢塑料(PE、PP、PS、PVC及其它工程塑料)除雜，粉碎、干燥后用擠塑機(1)擠入熱裂解反應釜(55)，或將原油加熱成液態后用泵打入反應釜(55)中。將高溫煙道氣引入釜(55)的進煙孔(26)給反應釜(55)供熱，釜(55)中的廢塑料和原油受熱后熔化成液體，生產中釜(55)中物料液面維持在釜高2/3至4/5處(32)。釜(55)內焊接有一層層鋼制煙道管(6)，每根管(6)的兩端均伸出釜(55)外。高溫煙道氣從反應釜(55)下部的進煙孔(26)進入反應釜(55)內部的煙道管(6)。串過煙道管(6)的煙氣以曲線環流向上的方式從一排煙道管流向另一排煙道管直至釜(55)的上部。并通過排煙孔(28)排出釜(55)外。反應釜(55)中的廢塑料和原油從煙道管(6)中吸取熱量，而發生熱裂解反應。反應中產生的焦炭和殘渣沉于反應釜(55)的底部。反應開始時，啟動釜(55)底部的密封攪拌裝置(34)進行連續攪拌，以防“油渣”靜止在釜(55)底，造成釜壁局部過熱，鋼板變形，物料炭化等不利影響。由于反應釜(55)內的熱油液面高于沉渣釜(12)，致使與反應釜(55)相連通的沉渣釜(12)內部充滿熱油。啟動高溫油泵(23)，沉渣釜(12)中的熱油從上封頭(31)經導管(11)進入熱油泵(23)，在高溫油泵的作用下，熱油按切線方向高速射入反應釜(55)的底部，在釜底形成連續旋轉的旋渦流，使熱油不斷地旋轉。在釜(55)底螺旋葉片(22)和刮板攪拌器(24)的連續攪拌下，釜(55)底產生和各種殘炭油渣均被沖動，跟隨熱油快速旋轉，并連續不斷地從出渣孔(7)快速流入沉渣釜(12)。在沉渣釜(12)中，熱油通過入孔(56)按切線方向高速射入沉渣釜，并快速圍繞圓柱形液體管(13)旋轉式地進入沉渣釜(12)中，由于熱油在沉渣釜中以螺旋流(40)方式快速旋轉作用，導致比重大的殘渣和焦炭(14)旋轉到釜底而沉淀下來，比重小的熱油受泵(23)的動力作用向上流入圓柱形液體管(13)中直至沉渣釜的上封頭(31)，這里借助于“旋風除塵”的科學原理，達到了固體殘渣與液體熱油的徹底分離。釜(12)上封頭(31)中的熱油在高溫泵(23)的作用下又以切線方向快速射入反應釜(55)底部，使釜(55)底熱油快速旋轉，反應中逐漸產生的油渣不斷地連續排入沉渣釜(12)。使裂解反應釜(55)隨時保持在無殘渣的有利條件下進行熱裂解反應。隨著沉渣釜(12)中沉降的殘渣(14)不斷地增加，測溫儀(33)中的數值開始下降。生產中，當沉渣釜(12)積累了一定量的殘渣時進行間歇地排渣。排渣時，先關閉排渣釜(16)的閥門(19)，再慢慢打開沉渣釜(12)的底閥門(15)，讓沉渣釜(12)中的殘渣(14)落入排渣釜(16)中。然后，關閉閥門(15)，用循環冷水給排渣釜(16)的外層夾套降溫。當排渣釜(16)中的測溫儀(17)的溫度數值降到200℃左右時，可打開閥門(19)，將排渣釜(16)中的黑色殘渣排出釜(16)外。重復上述步驟可進行第二次排渣。
權利要求1.廢塑料和原油裂解設備是由擠塑機、熱裂解反應釜、釜底攪拌器、沉渣釜、排渣釜、高溫油泵等裝置組成。
2.根據權利要求1所述的廢塑料和原油裂解設備，其特征在于擠塑機(1)的出口與反應釜(55)的上封頭(3)相連通。反應釜(55)的下錐形封頭上裝有攪拌器裝置(22)和(24)，攪拌器下面是密封攪拌裝置(34)，反應釜(55)的下錐形封頭上裝有出渣孔(7)，并連通沉渣釜(12)，中間裝有檢修閥門(8)。沉渣釜(12)的圓筒中部裝有液體下流旋轉管(13)和測溫儀(33)。反應釜(55)的下錐形封頭上裝有按切線方向入釜底的進油管(25)，沉渣釜(12)與排渣釜(16)頂相通，中間用閥門(15)相連接。排渣釜底(16)裝有排渣閥(19)。排渣釜(16)中部裝有測溫儀(17)，排渣釜(16)外層是冷卻循環水夾套(20)，反應釜(55)中插有煙氣鋼管(6)，高溫煙氣從管(6)內串過給釜(55)內的物料供熱。反應釜(55)外層是涂有耐火泥的檔煙圓柱形鋼筒(29)，檔煙筒(29)與反應釜(55)之間裝有迫使煙道氣按曲線方向流動的多層橫向半圓面檔煙板(5)和豎向檔煙隔板(30)。反應釜(55)的物料液面一般維持在釜高2/3至4/5處(32)。釜(55)內的物料與釜(55)內的煙道管(6)直接接觸。煙道管(6)內的高溫煙氣把熱量傳給釜(55)內的物料而發生熱裂解反應。高溫油泵(23)的進口管接沉渣釜(12)的上封頭(31)的出口(11)，泵(23)的出口管按切線方向進入反應釜(55)下錐形頭上的孔口(25)，反應釜(55)底部裝有密封攪拌裝置(34)和(35)。
3.根據權利要求1所述的廢塑料和原油裂解設備，其特征在于攪拌中心軸桿(37)由以下三點一線組成固定結構。即由上支撐點--定位套(51)，中支撐點--錐形軸承(43)和地面支撐點--安裝有地面上的變速箱聯軸器(45)等三支撐點組成“三點一線”固定結構。定位套(51)用兩根固定圓鋼(54)固定在反應釜(55)的圓筒下部的中心。固定圓鋼(54)的另一端與反應釜(55)的內壁相焊接，焊接處采用加強板(53)。攪拌中心軸(37)上端安裝有軸加強套(38)，軸加強套(38)安裝有螺旋葉片(22)和刮板攪拌器(24)，反應釜(55)下部的錐形封頭上焊接法蘭(40)。法蘭(40)的下部是兩級密封套，對反應釜(55)和攪拌中心軸(37)之間起高溫密封作用。法蘭(40)與上密封套(42)之間，上密封套(49)與下密封套(46)之間均放入耐油耐溫密封墊圈(50)，上密封套(42)內部是密封填料(47)和攪拌軸桿(37)。填料(47)用上密封壓蓋(41)通過螺栓(39)的作用壓緊，并與釜中的物料隔離，形成軸(37)的第一級密封。下密封套(49)往內依次裝有軸承支座(44)，錐形軸承(43)和攪拌軸桿(37)。軸承支座(44)下面是密封填料(47)，填料(47)由下密封壓蓋(46)壓緊，形成對攪拌軸桿(37)的第二級密封。攪拌軸桿(37)的最下端裝有聯軸器(45)。聯軸器(45)與變速箱上的聯軸器用螺栓螺帽連接，電機可驅動與變速箱相連接的攪拌軸桿(37)順轉或逆轉，并對反應釜(55)底的物料起攪拌作用。
專利摘要本實用新型是一種廢塑料和原油裂解設備。主要由擠塑機、熱裂解反應釜、沉渣釜和高溫油泵等裝置組成,采用連續循環沉淀排渣的方法對廢塑料和原油進行裂解。具有反應釜底不存渣,不過熱,不結焦,排渣不需停產,傳熱效果好,油品轉化率和質量提高及低溫常壓生產等七大優點。很好地解決了廢塑料熱裂解反應中連續化生產的關鍵問題。
文檔編號C10G9/00GK2341990SQ97225728
公開日1999年10月6日 申請日期1997年9月5日 優先權日1997年9月5日
發明者周鼎力 申請人:周鼎力