專利名稱：連續(xù)式裂解裝置及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種采用連續(xù)式裂解的裝置與方法的技術改進，屬于化學裂解技術領域。
背景技術：
隨著化學工業(yè)技術的不斷創(chuàng)新，在提供多種多樣消費品與生活便利的同時，也產生了大量如塑料、橡膠制品等工業(yè)垃圾，此類高分子化學制品不能自然降解或是難以降解，從而給當前人類的生存環(huán)境帶來了巨大的污染、占用大量的農業(yè)耕地與城市用地。目前世界各國都在針對廢舊高分子化學制品投入回收再生利用的課題研究，較為成熟的工業(yè)化裂解手段是引入外部熱能，以將高分子有機物的化學鍵打斷以裂解為小分子有機物或無機物。此類使用熱能裂解的設備與方法有多種，均存在耗能巨大、熱量利用率低下、裂解過程漫長等缺點。如公開下述內容的在先申請專利，申請?zhí)朲L200720091524.1，名稱全自動可以連續(xù)給料、出渣的裂解廢塑料、廢輪胎的裝置，其方案是包括給出料機構、裂解機構和冷凝重組機構，所述的給出料機構主要由兩段式螺旋進料器、兩個物料輸送機組成，在兩段式螺旋進料器之間設置連接裝置和密封蓋板，其中一個螺旋進料器的一端經過爐膛置于裂解器內；在另一個螺旋進料器上設置帶閥門的進料口和帶閥門的出渣口 ；在進料口上部設置物料輸送機。在出渣口的下部設置物料輸送機。所述的裂解機構主要包括爐體、置于爐體內的裂解釜，在爐體與裂解釜之間設置煙道；裂解釜一端與再熱式油氣大分子重組器依管道連接，相連接的管道上設置過濾器和氣體密封器。在裂解釜內壁上設置螺旋式葉片。在上述 方案中，進料、裂解反應與出渣是各自獨立的進程，即在裂解釜中的裂解過程是間斷地、不連續(xù)的。因此存在以下技術缺陷與不足:1、在每次進料與出渣進程之間實施裂解反應，整個反應進程時間較長、效率低下；2、裂解釜一次進料后進行裂解，然后是出渣、再進料，易導致外供熱能的損失與泄漏。每次進行裂解反應前均需進行預熱，整體裂解的能量供應與產出比較低，仍屬較大能耗的裝置與應用方法；3、給出料機構中不參與裂解反應，使得整體設備與生產空間的利用率較低。4、在裂解過程中，裂解釜單向旋轉而導致物料堆積在末端，既不利于能量均勻分布而導致裂解率低、反應時間長，也不利于裂解后氣體產物的順利排出。有鑒于此，特提出本專利申請。

發(fā)明內容
本發(fā)明所述的連續(xù)式裂解裝置及其方法，其目的在于解決上述現(xiàn)有技術存在的問題而提出一種從進料、裂解到產物排出的連續(xù)式反應進程，以不間斷地實施裂解反應，提高外供能量的利用率、裂解效率，有效地壓縮單位物料的反應時間。
另一發(fā)明目的是，解決因單向物料推進而導致的堆積問題，提高裂解釜內部能量分布均勻性與能量吸收效率，進而進一步地提高裂解反應效率。發(fā)明目的還在于，采取不間斷地進料、裂解與產物排出，無需反復針對裂解釜進行預熱，裝置之間的密封性能較好，不存在無謂地能量損耗。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述的連續(xù)式裂解裝置主要包括有:設置于爐體內的裂解釜，以及用于向裂解釜內部輸送被裂解物的給料器；在給料器外側端設置有投料口，在爐體與裂解釜之間設置有裂解氣體排出口和固體裂解物排出口。與現(xiàn)有技術的區(qū)別之處在于，給料器套設于裂解釜內部，給料器與裂解釜的軸向中心線平行或重合；

在給料器與裂解釜內部，分別設置有用于推進被裂解物從一端向另一端輸送的輸送裝置，并且被裂解物在給料器、裂解釜內部輸送的方向相反。如上述基本方案特征，整體裝置采取連續(xù)式地進料、裂解與產物排出，各個環(huán)節(jié)互不影響，也不單獨占用進程時間，被裂解物在給料器中即進行裂解反應，因此整體裂解反應的效率較高。在給料器、裂解釜內部，被裂解物在輸送的同時進行裂解反應，由于輸送方向相反而延長了路徑距離，內部能量得以均勻分布，裂解反應更為充分。同時，在給料器、裂解釜內部的輸送方向相反，被裂解物不會形成堆積，裂解反應更徹底。為進一步地提高輸送被裂解物的均勻性、提高能量利用率，針對給料器、裂解釜內部輸送裝置的優(yōu)化方案是，在給料器與裂解釜的內壁上，分別設置有螺旋葉片；給料器在與裂解釜的嵌套部位，與裂解釜進行固定連接；一臺減速電機連接并驅動給料器或裂解釜，裂解時給料器與裂解釜具有相同的旋轉速度。即一臺減速電機同時驅動給料器、裂解釜，以相同的轉速運行，給料器與裂解釜內壁上的螺旋葉片的旋轉分布方向相反，則在給料器、裂解釜同步旋轉的同時形成針對被裂解物的不同推進方向。另一優(yōu)選與細化解決方案是，在給料器內部安裝軸向設置的螺旋槳葉，螺旋槳葉的軸端與裂解釜固定連接；一臺減速電機連接并驅動給料器或裂解釜，裂解時給料器與裂解釜具有相同的旋轉速度。即給料器內部安裝軸向設置的螺旋槳葉，螺旋槳葉的軸端與裂解釜固定連接；裂解釜的內壁上設置有螺旋葉片；一臺減速電機連接并驅動給料器或裂解釜，裂解時給料器與裂解釜具有相同的旋轉速度。即給料器內的螺旋槳葉與裂解釜內壁上的螺旋葉片的旋轉分布方向相反，在一臺減速電機的同時驅動下在給料器、裂解釜內部形成不同方向的推進力。為實現(xiàn)連續(xù)式的進料過程中，裂解產物不會從投料口外泄，可在投料口設置有密封投料閥門?；谏鲜龈倪M方式，也可在固體裂解物排出口設置有密封排料閥門，以防止在連續(xù)式的產物排出過程中，內部熱量或引發(fā)裂解的微波、電磁波外泄?；谙嗤脑O計構思，為實現(xiàn)上述發(fā)明目的而提供下述內容的連續(xù)式裂解方法:
被裂解物通過給料器輸送至爐體內的裂解釜中，被裂解物被加熱至裂解溫度而實施裂解反應；得到的氣體裂解產物從裂解氣體排出口排出至后續(xù)的過濾回收裝置，固體裂解產物從固體裂解物排出口排出至后續(xù)的分解回收裝置。與現(xiàn)有技術的區(qū)別之處在于，在裂解過程中，被裂解物依次地在給料器、裂解釜中行裂解反應；從投料到裂解產物排出裂解釜，整個反應過程是連續(xù)、不間斷的。為充分地延長裂解反應路徑、有效地利用外供能量實施裂解反應，可采取的改進方案是，被裂解物在給料器、裂解爸內部的輸送方向相反。為提高整體裝置的空間利用率、壓縮裂解反應周期，可由一臺減速電機連接并驅動給料器或裂解釜，裂解過程中給料器與裂解釜以相同的速度繞各自的軸向中心線旋轉。另外，在投料口和固體裂解物排出口分別進行密封處理。所述的裂解反應是基于微波或電磁波的外部能源供應，即在給料器、裂解釜連續(xù)旋轉的過程中，微波或電磁波滲透至被裂解物的內部，直接對被裂解物進行高溫加熱。如上所述，本發(fā)明連續(xù)式裂解裝置及其方法具有的優(yōu)點和有益效果有:1、真正實現(xiàn)連續(xù)式、不間斷地裂解反應進程，從進料、裂解到產物排出采取連續(xù)式鏈式反應加工方法，能夠有效地提高外供能量的利用率、裂解效率。2、提供被裂解物2個方向的裂解進程，徹底解決因局部堆積而造成的內部能量分布不均勻、能量吸收效率偏低的問題，工業(yè)化裂解反應效率較高。
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3、無需反復針對裂解釜進行預熱，裝置之間的密封性能較好，不存在無謂地能量損耗。4、可根據(jù)被裂解物種類、物性與所添加催化劑，針對進料與產物排出速度進行調節(jié)，從而進一步提高針對裂解裝置與反應周期的控制精度，達到最優(yōu)化的生產工藝。


現(xiàn)結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明；圖1是所述連續(xù)式裂解裝置的剖面示意圖；圖2是實施例2所示的裂解裝置剖面結構示意圖；圖3是實施例3所示的裂解裝置剖面結構示意圖；圖4是實施例4所示的裂解裝置剖面結構示意圖；如圖1至圖4所示，爐體1，裂解釜2，給料器3，投料口 4，裂解氣體排出口 5，固體裂解物排出口 6，螺旋葉片7，減速電機8，螺旋槳葉9，密封投料閥門10，密封排料閥門11。附圖中的箭頭所指示的是裂解反應過程中，物料輸送及裂解產物排出的方向。
具體實施例方式實施例1，如圖1所示，所述的連續(xù)式裂解裝置主要包括有:設置于爐體I內的裂解釜2，以及用于向裂解釜2內部輸送被裂解物的給料器3。在給料器3外側端設置有投料口 4，在爐體I與裂解釜2之間設置有裂解氣體排出口 5和固體裂解物排出口 6。在投料口 4設置有密封投料閥門10，在固體裂解物排出口 6設置有密封排料閥門11。給料器3套設于裂解釜2內部，給料器3與裂解釜2的軸向中心線重合。在給料器3與裂解釜2的內壁上，分別設置有用于推進被裂解物從一端向另一端輸送的螺旋葉片7。在給料器3、裂解釜2內壁上的螺旋葉片7的旋轉方向相反，當給料器
3、裂解釜2沿軸向中心線方向旋轉時，被裂解物在給料器3、裂解釜2內部輸送的方向相反。給料器3在與裂解釜2的嵌套部位，與裂解釜2進行固定連接。減速電機8連接并驅動給料器3、同時由給料器3帶動裂解釜2以相同的速度、同步地旋轉。在本實施例中，可按下述內容實施所述的連續(xù)式裂解方法:被裂解物通過給料器3輸送至爐體I內的裂解釜2中，微波或電磁波滲透至被裂解物的內部，被裂解物被加熱至裂解溫度而實施裂解反應；得到的氣體裂解產物從裂解氣體排出口 5排出至后續(xù)的過濾回收裝置，固體裂解產物從固體裂解物排出口 6排出至后續(xù)的分解回收裝置；在裂解過程中，被裂解物依次地在給料器3、裂解釜2中行裂解反應；從投料到裂解產物排出裂解釜2，整個反應過程是連續(xù)、不間斷的。其中，在投料口 4和固體裂解物排出口 6分別通過密封投料閥門10、密封排料閥門11，針對進料與產物排出的過程實施密封處理，防止熱能與裂解氣體等產物的外泄。

被裂解物在給料器3、裂解釜2內部的輸送方向相反；由一臺減速電機8連接并驅動給料器3，以實現(xiàn)在裂解過程中給料器3與裂解釜2以相同的速度繞各自的軸向中心線旋轉。從裂解氣體排出口 5排出的氣態(tài)裂解產物，經過濾、除塵、脫硫等后續(xù)加工工藝而可制備成可燃性氣體。從固體裂解物排出口 6排出的裂解產物，經逐步冷凝降溫、除塵與篩選提純，可制備成液態(tài)、固態(tài)回收物，從而實現(xiàn)大分子有機物分解為小分子有機物的廢舊材料回收利用的全工藝。實施例2，如圖2所示，與實施例1的不同之處在于，在給料器3內部安裝軸向設置的螺旋槳葉9，螺旋槳葉9的軸端分別與裂解釜2固定連接、與減速電機8的驅動軸連接。在裂解釜2的內壁上設置有螺旋葉片7，螺旋葉片7與螺旋槳葉9的旋轉方向相反。當給料器3、裂解釜2沿軸向中心線方向旋轉時，被裂解物在給料器3、裂解釜2內部輸送的方向相反。減速電機8同軸地連接并驅動給料器3的螺旋槳葉9，螺旋槳葉9的軸端又與裂解釜2進行固定連接，因此螺旋槳葉9可帶動裂解釜2以相同的速度、同步地旋轉。實施例3，如圖3所示，與上述實施例的不同之處在于，給料器3在與裂解釜2的嵌套部位，與裂解釜2進行固定連接；在給料器3與裂解釜2的內壁上，分別設置有用于推進被裂解物從一端向另一端輸送的螺旋葉片7 ;減速電機8連接并驅動裂解釜2、同時由裂解釜2帶動給料器3以相同的速度、同步地旋轉。在裂解進程中，由于給料器3、裂解釜2內壁上的螺旋葉片7的旋轉方向相反，當給料器3、裂解釜2沿軸向中心線方向旋轉時，被裂解物在給料器3、裂解釜2內部輸送的方向相反。實施例4，如圖4所示，與上述實施例的不同之處在于，在給料器3內部安裝軸向設置的螺旋槳葉9，螺旋槳葉9的軸端分別與裂解釜2固定連接、與減速電機8的驅動軸連接；減速電機8連接并驅動裂解釜2、同時由裂解釜2帶動給料器3以相同的速度、同步地旋轉；由于在裂解釜2 的內壁上設置有螺旋葉片7，螺旋葉片7與螺旋槳葉9的旋轉方向相反。當給料器3、裂解釜2沿軸向中心線方向旋轉時，被裂解物在給料器3、裂解釜2內部輸送的方向相反。
權利要求
1.一種連續(xù)式裂解裝置，包括有設置于爐體(I)內的裂解釜(2)，以及用于向裂解釜(2)內部輸送被裂解物的給料器(3)； 在給料器(3)外側端設置有投料口(4)，在爐體(I)與裂解釜(2)之間設置有裂解氣體排出口(5)和固體裂解物排出口(6)，其特征在于: 給料器(3)套設于裂解釜(2)內部，給料器(3)與裂解釜(2)的軸向中心線平行或重合； 在給料器(3)與裂解釜(2)內部，分別設置有用于推進被裂解物從一端向另一端輸送的輸送裝置，并且被裂解物在給料器(3)、裂解釜(2)內部輸送的方向相反。
2.根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)式裂解裝置，其特征在于:在給料器(3)與裂解釜(2)的內壁上，分別設置有螺旋葉片(7)； 給料器(3)在與裂解釜 (2)的嵌套部位，與裂解釜(2)進行固定連接； 一臺減速電機(8)連接并驅動給料器(3)或裂解釜(2)，裂解時給料器(3)與裂解釜(2)具有相同的旋轉速度。
3.根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)式裂解裝置，其特征在于:在給料器(3)內部安裝軸向設置的螺旋槳葉(9)，螺旋槳葉(9)的軸端與裂解釜(2)固定連接； 裂解釜(2)的內壁上設置有螺旋葉片(7)； 一臺減速電機(8)連接并驅動給料器(3)或裂解釜(2)，裂解時給料器(3)與裂解釜(2)具有相同的旋轉速度。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的連續(xù)式裂解裝置，其特征在于:在投料口(4)設置有密封投料閥門(10)。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的連續(xù)式裂解裝置，其特征在于:在固體裂解物排出口(6)設置有密封排料閥門(11)。
6.一種連續(xù)式裂解方法，被裂解物通過給料器(3)輸送至爐體(I)內的裂解釜(2)中，被裂解物被加熱至裂解溫度而實施裂解反應； 得到的氣體裂解產物從裂解氣體排出口(5)排出至后續(xù)的過濾回收裝置，固體裂解產物從固體裂解物排出口(6)排出至后續(xù)的分解回收裝置，其特征在于: 在裂解過程中，被裂解物依次地在給料器(3)、裂解釜(2)中行裂解反應； 從投料到裂解產物排出裂解釜(2)，整個反應過程是連續(xù)、不間斷的。
7.根據(jù)權利要求6所述的連續(xù)式裂解方法，其特征在于:被裂解物在給料器(3)、裂解爸(2)內部的輸送方向相反。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的連續(xù)式裂解方法，其特征在于:由一臺減速電機(8)連接并驅動給料器(3)或裂解釜(2)，裂解過程中給料器(3)與裂解釜(2)以相同的速度繞各自的軸向中心線旋轉。
9.根據(jù)權利要求8所述的連續(xù)式裂解方法，其特征在于:在投料口(4)和固體裂解物排出口(6)分別進行密封處理。
10.根據(jù)權利要求9所述的連續(xù)式裂解方法，其特征在于:在給料器(3)、裂解釜(2)連續(xù)旋轉的過程中，微波或電磁波滲透至被裂解物的內部。
全文摘要
本發(fā)明所述的連續(xù)式裂解裝置及其方法，提出一種從進料、裂解到產物排出的連續(xù)式反應進程，以不間斷地實施裂解反應，提高外供能量的利用率、裂解效率，有效地壓縮單位物料的反應時間。連續(xù)式裂解裝置包括有設置于爐體內的裂解釜，以及用于向裂解釜內部輸送被裂解物的給料器；在給料器外側端設置有投料口，在爐體與裂解釜之間設置有裂解氣體排出口和固體裂解物排出口。給料器套設于裂解釜內部，給料器與裂解釜的軸向中心線平行或重合；在給料器與裂解釜內部，分別設置有用于推進被裂解物從一端向另一端輸送的輸送裝置，并且被裂解物在給料器、裂解釜內部輸送的方向相反。
文檔編號C08J11/10GK103102505SQ20111037398
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權日2011年11月15日
發(fā)明者袁仲雪, 劉川來, 李志華 申請人:青島東方循環(huán)能源有限公司