專利名稱：廢料熱裂解設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種處理含烴廢料，特別是含塑料和(或)橡膠廢料的熱裂解設(shè)備。該設(shè)備包括，一臺(tái)熱裂解反應(yīng)器和至少一臺(tái)用于冷卻熱裂解反應(yīng)器產(chǎn)生的熱裂解氣體的冷卻裝置。該冷卻裝置緊位于熱解反應(yīng)器的下游，是一臺(tái)帶向下延伸熱交換通道的冷卻器。熱交換通道的作用是用于熱裂解氣體及由其冷凝產(chǎn)生的熱裂解油之間的直接熱交換。
為使熱裂解設(shè)備中的熱裂解氣體冷卻和部分冷凝，通常使用的方法是，在一臺(tái)立式延伸的熱交換通道(DF-B-2，928，676)的冷卻裝置中讓熱裂解氣體直接與噴入的熱裂解油混合。這里所用噴射的熱裂解油是在冷卻裝置中通過直接冷卻得到的。在該冷卻期間，存在熱裂解氣體與熱交換通道的冷卻器器壁接觸的危險(xiǎn)，存在熱裂解氣體出現(xiàn)不良的冷凝、裂化和(或)聚合等現(xiàn)象的危險(xiǎn)，以及存在固體成分或粘性反應(yīng)產(chǎn)物，特別是焦炭、炭黑或焦油等在通道壁上沉積的危險(xiǎn)。在上述冷卻裝備中，相互橫向排列的噴咀，其噴射方向會(huì)大大促使沉積物增加，這種噴咀使較大范圍的內(nèi)壁都會(huì)受到熱裂解氣體的作用。此外，噴咀與輸送熱裂解氣體的上部入口之間的距離也很大，使得出現(xiàn)冷凝和(或)裂化現(xiàn)象的有效的壁表面積更大。最后一點(diǎn)是，制作熱交換通道壁的材料，必須能夠經(jīng)受得住溫度為400～900℃的熱裂解氣體的作用，從而增加了設(shè)備的費(fèi)用。
因此，本發(fā)明的目的在于克服目前技術(shù)方面的缺點(diǎn)，從而研制成功在說明書開頭就介紹的那種設(shè)備，即造價(jià)低，且又可避免在熱交換通道內(nèi)壁上出現(xiàn)污垢和沉積物的設(shè)備。另外，該設(shè)備能適應(yīng)不同的操作條件，而且還能完全承受所產(chǎn)生的應(yīng)力。
為了達(dá)到此目的，推薦兩個(gè)構(gòu)造不同的冷卻裝置的實(shí)施例。
第一個(gè)冷卻裝置實(shí)施例包括以下情況在熱交換通道的上端部位，將幾個(gè)噴咀，最好是許多個(gè)用來噴霧熱裂解油的噴咀呈環(huán)形布置，噴咀的噴射方向基本上朝著熱交換通道的下端;輸入熱裂解氣體的管線通向噴咀上方的熱交換通道中;至少有一條遮蔽氣體供應(yīng)線進(jìn)入噴咀上部的熱交換通道上端部位;在噴咀下方設(shè)置一條裂解油溢流槽，通過此溢流槽，在熱交換通道的內(nèi)壁上可涂上一層熱裂解油。
由于噴咀呈環(huán)形布置，在熱交換通道的整個(gè)橫截面上布滿所噴射的熱裂解油滴，于是熱裂解氣體在沿?zé)峤粨Q通道向下流動(dòng)過程中得到快速且充分的冷卻，這樣就能避免出現(xiàn)焦油或固體物質(zhì)沉積。因?yàn)樵趪娋咨喜靠臻g，特別是靠近通道壁部位充滿了遮蔽氣體，熱裂解氣體就不會(huì)與熱交換通道的內(nèi)壁接觸，因而在此部位也避免了沉積和沉淀現(xiàn)象的出現(xiàn)。也為了防止噴咀以下部位出現(xiàn)不良的沉積和沉淀現(xiàn)象，使用比熱裂解氣體溫度要低的熱裂解油，讓其通過溢流槽到達(dá)熱交換通道的內(nèi)壁上。此裂解油繞整個(gè)內(nèi)壁圓周流動(dòng)，從而防止了內(nèi)壁上出現(xiàn)不希望有的焦油或其他材料的沉淀，同時(shí)，內(nèi)壁也得到了充分冷卻。所以，可以用于制做內(nèi)壁的材料，最好是鋼，不需具備特殊的耐熱性能，因而價(jià)格便宜。
根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步的最優(yōu)先發(fā)展方案，噴咀被設(shè)置在一個(gè)環(huán)形分配管上，其中心軸線所指的方向與熱交換通道縱軸線所指的方向相同。中心軸線最好是和縱軸線相互重合。因?yàn)樵陧敳恳氲臒崃呀鈿怏w噴咀被送到環(huán)形分配管的內(nèi)部，所以熱裂解氣體與噴入的冷卻熱裂解油能夠得到充分混合。
為了能在使用數(shù)量盡可能少的噴咀情況下，讓噴入的油霧布滿熱交換通道的整個(gè)橫截面，對(duì)于噴咀的噴霧錐體來說，其最好是有接近45°至60°的噴射角，而且噴咀按這樣方式對(duì)準(zhǔn)下方，即靠近壁的噴霧錐體的環(huán)形線，從垂直中心截面來看，每一條線都與熱交換通道壁接近平行。
為了能在熱交換通道內(nèi)壁上涂上裂解油層，最好的方法是在熱交換通道周圍設(shè)置溢流槽，并在其上面開許多個(gè)通向熱交換通道內(nèi)壁的孔口。
一般可使用氮?dú)庾鳛檎诒螝怏w。如使用經(jīng)過除去裂解油的和經(jīng)過凈化的冷卻裂解氣體為遮蔽氣的話，將更合適，且費(fèi)用也低。
第二個(gè)冷卻裝置的實(shí)施例包括以下情況至少有一個(gè)向下方向噴射的熱裂解油噴咀，它安裝在熱交換通道的上端部位，噴霧錐體廣布于熱交換通道的整個(gè)橫截面上;一條送熱裂解氣的管線沿?zé)峤粨Q通道的內(nèi)壁，以水平方向進(jìn)入噴咀下部的熱交換通道中;在噴咀上方，裝有一臺(tái)旋轉(zhuǎn)噴霧器，噴霧器有水平的霧化圓盤，進(jìn)行熱裂解油的霧化;而熱交換通道在噴咀以下的部位有一個(gè)環(huán)形槽圍繞，使熱裂解油能從其下端進(jìn)入槽內(nèi)。槽的上端開有孔口，并使油以這樣的方式溢流，即保證在環(huán)形槽整個(gè)內(nèi)壁上布滿一層油。
在該實(shí)施例中，噴咀安裝在熱交換通道的上端部位，其噴霧錐體覆蓋熱交換通道的整個(gè)橫截面。熱裂解氣體在這里以這樣的方式從噴咀的下部進(jìn)入，即熱裂解氣體從側(cè)面進(jìn)入噴霧錐體中，并在那里與噴入的熱裂解油霧很好地混合。為使噴咀上面的熱交換通道免受熱裂解氣流的透入，并將氣體冷卻，在這里設(shè)置了一臺(tái)噴霧器，往噴霧器中送熱裂解油，并向水平方向噴油霧。這樣形成的噴霧區(qū)使熱交換通道的上部免受熱裂解氣的滲透影響。噴咀下部的環(huán)形槽能有效地冷卻靠近熱交換通道的隔板，而且隔板上形成的油膜能防止熱裂解氣體直接接觸隔板，于是也就不會(huì)使焦油或焦炭質(zhì)物質(zhì)沉積在隔板上。
如果熱解設(shè)備還設(shè)置一級(jí)冷卻裝置，以獲取低沸點(diǎn)裂解油的話，最好將該裝置獲得的輕質(zhì)裂解油送進(jìn)噴咀。因?yàn)榈头悬c(diǎn)裂解油的溫度比熱裂解氣體的溫度要低得很多，所以使熱裂解氣體的冷卻效果更好。
送入環(huán)形通道中的用來冷卻的裂解油在常溫下一定要不揮發(fā)，這就是說油必須是高沸點(diǎn)的。用于供裂解油的環(huán)形槽與冷卻裝置分離器油室之間設(shè)置一臺(tái)輸油泵。
當(dāng)環(huán)形槽的高度約是熱交換通道寬度的1或2倍時(shí)，就可以達(dá)到充分的冷卻。同時(shí)，最好將熱交換通道和環(huán)形槽之間的隔板上端設(shè)計(jì)成鋸齒形，這樣能促進(jìn)裂解油的轉(zhuǎn)移并在隔板上形成一層薄的油膜。
對(duì)于這兩個(gè)熱交換通道的實(shí)施例，最好用半球形罩蓋住，使熱交換通道的頂部呈半球形。這種設(shè)計(jì)能減少熱裂解氣體對(duì)通道上部的影響。
用于濕潤(rùn)熱交換通道壁的裂解油不應(yīng)被熱裂解氣體所蒸發(fā)，為向通道壁供給熱裂解油，最好將熱交換通道連接在冷卻裝置中分離高沸點(diǎn)油的分離器上。這里連接的方法是，裂解油分離器的油室與溢流槽相連，中間最好安裝一臺(tái)泵。
如果可獲取低沸點(diǎn)油的第二級(jí)冷卻裝置安裝在第一級(jí)冷卻裝置的下游，這里最好將第二級(jí)裝置中獲得的低沸點(diǎn)油送往噴咀。這樣就可以免除按現(xiàn)有技術(shù)水平對(duì)裂解油所必須的附加凈化措施和冷卻裝置。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征，可以從以下所舉的實(shí)施例說明和示意圖中看出

圖1表示用兩級(jí)冷卻裝置的本發(fā)明設(shè)備的構(gòu)造示意圖。
圖2為冷卻裝置第一個(gè)實(shí)施例(圖1中的細(xì)部Ⅱ)的垂直中心斷面放大圖。
圖3為冷卻裝置第二個(gè)實(shí)施例的垂直中心斷面放大圖。
圖4為圖3中從Ⅳ角度看的細(xì)部放大圖。
根據(jù)圖1，熱裂解設(shè)備有一臺(tái)立式熱裂解反應(yīng)器(10)。廢料，最好是小塊塑料或橡膠，通過管線(12)送入流化床(18)，經(jīng)熱裂解反應(yīng)后殘余的材料通過管線(14)從熱裂解反應(yīng)器中排出。因?yàn)闊崃呀夥磻?yīng)器是通過一臺(tái)流化床進(jìn)行工作的，所以將流化氣體通過管線(16)吹入熱解反應(yīng)器的底部，并在底部使流化材料(最好使用細(xì)粒砂)流化，形成流化床(18)。廢料氣化需要的熱量通過多根燃?xì)饧訜峁?19)供給流化床。圖1中只繪出了一根燃?xì)饧訜峁堋?br> 熱裂解反應(yīng)中產(chǎn)生的熱裂解氣體從熱裂解反應(yīng)器(10)的上部流出，通過輸送熱裂解氣體管線(20)進(jìn)入冷卻裝置(22)中。在輸送熱裂解氣體管線(20)中間插接一臺(tái)旋風(fēng)分離器(24)，用于分離熱裂解氣體中夾帶的固體顆粒。
在冷卻裝置(22)中，溫度達(dá)到400～1000℃、通常為500～700℃的熱裂解氣體與裂解油進(jìn)行直接熱交換，使氣體冷卻，溫度降至120～180℃，一般為140～160℃。其結(jié)果是，一部分熱裂解氣體在熱交換通道(26)中冷凝，形成高沸點(diǎn)裂解油。在大氣壓下，油的沸點(diǎn)處于上述溫度范圍或更高些，最高達(dá)250℃。這種高沸點(diǎn)油和冷卻的氣體向下流經(jīng)立式的熱交換通道(26)進(jìn)入分離器(28)中。在分離器中熱裂解氣體從高沸點(diǎn)裂解油中分離出來，裂解油被收集到立式園柱形分離器(28)底部的油室30中。高沸點(diǎn)裂解油從油室(30)，通過管線(32)取出，進(jìn)一步加工處理。冷卻裝置(22)和熱交換通道(26)的構(gòu)造和作用方式細(xì)節(jié)，結(jié)合圖2再作詳細(xì)敘述。
收集到分離器(28)油室(30)上部的冷卻后熱裂解氣體，通過與其相連的管子(34)，被送入另一級(jí)冷卻裝置(36)的頂部。該冷卻裝置是一立式管束熱交換器(38)，它進(jìn)行間接熱交換，因而是一臺(tái)表面熱交換器。熱裂解氣體進(jìn)入管束熱交換器(38)的熱交換管(39)，其溫度為120～180℃，最佳為140～160℃。經(jīng)向下流動(dòng)熱交換后，氣體溫度降至30～80℃左右，最好為40～60℃。于是，一部分氣體冷凝并形成低沸點(diǎn)裂解油。在大氣壓下，油的沸點(diǎn)為上述溫度范圍或更高一些，最高達(dá)120℃。使用的冷卻劑為冷卻水，冷卻水從管子(40)流入管束熱交換器(38)中，再經(jīng)過管子(42)排出。
管束熱交換器(38)有垂直延伸的熱交換管(39)，管子上端插入聯(lián)管箱(41)中。連接管(34)與聯(lián)管箱(41)相連。冷卻管(39)安置在一個(gè)密閉的直立式園柱容器(43)中，冷卻水從底部送到園柱容器中，再?gòu)捻敳苛鞒觥Ｔ谀媪鬟^程中與氣體發(fā)生熱交換。熱交換管(39)的底部插入另一臺(tái)分離器(44)中。
低沸點(diǎn)裂解油和冷卻后裂解氣體的混合物經(jīng)熱交換管向下流入立式分離器(44)中。在分離器中低沸點(diǎn)裂解油與氣體分離后被收集到輕油室(46)的底部，而冷卻后裂解氣體收集在油上面的氣室(48)中。裂解氣體從氣室(48)經(jīng)過管子(50)流出，進(jìn)入圖中所示的熱交換器(51)中，在這里進(jìn)行熱交換，使氣體冷卻至常溫或更低些。使用的冷卻劑為冷卻水，冷卻水從管子(53)流入，再?gòu)墓茏?55)排出。熱交換器(51)中的殘余冷卻氣體可通過管子(57)排出并進(jìn)一步使用，例如用作燃燒氣等。有必要時(shí)，也可以將熱交換器(51)中的殘余裂解氣體送入氣體洗滌器中進(jìn)行洗滌。滌氣器在圖1中未繪出。
對(duì)第一個(gè)實(shí)施例中冷卻裝置(22)的熱交換通道(26)進(jìn)行了放大并詳細(xì)表示于圖2。根據(jù)此圖，立式延伸的熱交換通道(26)有一個(gè)圓柱形筒體(52)，頂部用一個(gè)半球形罩(54)蓋住，所以熱交換通道的上部(56)呈半球形。圓柱形筒體(52)下部與一個(gè)倒圓錐體(58)相連。立式延伸的園柱通道(60)上端與圓錐體(58)對(duì)中連接，下端伸入分離器(28)中(見圖1)。熱交換通道(26)的總高度為其直徑的1.5～6倍。通道(60)的直徑為圓柱形筒體(52)直徑的0.2～0.5倍。
一根環(huán)形分配管(62)安裝于熱交換通道(26)的圓柱形筒體(52)和半球形頂蓋(56)的連接部位，分配管的垂直中心軸線(64)與熱交換通道(26)的垂直中心軸線(66)重合。多個(gè)噴咀(68)均勻地分布在分配管(62)上，并形成一個(gè)環(huán)形，噴咀的主要噴射方向指向熱交換通道的下端。每個(gè)噴咀的噴射角(72)約為45°～65°。在這里噴咀(68)以這樣的方式對(duì)準(zhǔn)垂直軸線(66)，即使靠近筒壁的噴霧錐體的環(huán)流線(74)在圓柱形筒體(52)內(nèi)與熱交換槽(26)的內(nèi)壁(84)平行并間隔一定距離，從圖2中可以清楚地看到這點(diǎn)。圖2還表明，每個(gè)噴咀的噴射角互相交叉，形成一個(gè)公共噴霧錐(70)，該噴霧錐體能覆蓋住熱交換通道(26)的整個(gè)橫截面。水平設(shè)置的園形分配管(62)，其平均直徑為圓柱形筒體(52)中熱交換通道(26)有效直徑的0.35～0.75倍，最好是0.45～0.6倍。分配管(62)的橫截面較圓柱形筒體(52)的橫截面要小。
輸送熱裂解氣體的管線(20)通過頂蓋(54)垂直進(jìn)入半球形端部區(qū)并對(duì)準(zhǔn)由分配管(62)包圍的空間(76)(見圖1)。熱裂解氣體輸送管線(20)與中心軸線(64)和垂直軸線(66)同軸線設(shè)置，伸入端部區(qū)(56)的長(zhǎng)度為其直徑的1～2倍。熱裂解氣體輸送管線(20)和分配管(62)之間的垂直距離約為熱裂解氣體輸送管線(20)有較寬的1～3倍。
有幾條，一般是兩條進(jìn)料管線(78)均勻布置在熱裂解氣體輸送管線(20)的周圍，并伸進(jìn)熱交換通道半球形上部區(qū)間(56)中。管子的伸入長(zhǎng)度約是其有效直徑的1～2倍，并與垂直軸線成一角度及指向由分配管(62)包圍的空間(76)。正如從圖1中可以看到的，進(jìn)料管線(78)與通向熱交換器(51)的氣體管線(80)相連。管線(80)與排放冷卻裂解氣的熱交換器(51)的出口相連。這種冷裂解氣不含任何可以冷凝的成分，因而特適宜作遮蔽氣體。
在圓形筒體(52)與半球形(56)的端部區(qū)相接部位，有一環(huán)形溢流槽(82)環(huán)繞熱交換通道(26)。溢流槽(82)設(shè)置在分配管(62)的下方。溢流槽(82)最好有一個(gè)近似圓形的橫截面，并由熱交換通道壁(84)圍住。于是，溢流槽被一個(gè)半圓形截面的管子和通道壁(84)圍住。從溢流槽(82)引出多個(gè)最好是圓形的管口(86)，通過壁(84)進(jìn)入熱交換通道(26)中。在這里，管口按水平面布置。于是，用泵送入溢流槽(82)的裂解油，均勻地從管口(86)流進(jìn)熱交換通道(26)中，再沿槽壁(84)的內(nèi)表面向下流入分離器(28)中。因?yàn)樵O(shè)置許多個(gè)管口(86)，所以在槽壁(84)的內(nèi)表面和通道(60)的壁上每個(gè)部位都會(huì)形成一油層(83)。為向溢流槽(82)送裂解油，安裝了一根管子(88)，該管子伸入分離器(28)的油室(30)中。管線(88)中安裝有一臺(tái)泵(90)(見圖1)。溢流槽(82)的內(nèi)徑約為圓柱形筒體(52)有較寬的1/20～1/40。從管口(86)流出的裂解油速度應(yīng)較低，以保證不形成油射流，而油只是在熱交換通道中沿槽壁(84)的內(nèi)壁向下流動(dòng)。
分配管(62)用一根管線(92)連接到第二個(gè)分離器(44)的輕油室(46)，管線(92)上安裝一臺(tái)泵(見圖1)。
當(dāng)廢料熱裂解設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，廢料通過管線(12)送入，在熱裂解反應(yīng)器(10)中由加熱管(19)加熱至400～1000℃并脫氣排出空氣。熱裂解氣體通過旋風(fēng)分離器(24)，將飛灰和塵粒從熱裂解氣體中分離除掉。然后熱裂解氣體經(jīng)其輸送管線(20)送入冷卻裝置(22)中，再進(jìn)入熱交換通道的上部(56)中。
這時(shí)，泵(94)開始動(dòng)轉(zhuǎn)，已存在輕油室(46)中的低沸點(diǎn)裂解油從輕油室(46)送進(jìn)分配管(62)，從噴咀(68)以霧狀噴出，形成一個(gè)噴霧錐體(70)。從熱裂解氣體輸送管線(20)出來的熱裂解氣體向下流入熱交換通道(26)中，先流經(jīng)空間(76)，再經(jīng)過噴霧錐體(70)。
因?yàn)榈头悬c(diǎn)裂解油的溫度為30～60℃，當(dāng)冷卻熱裂解氣體時(shí)一部分低沸點(diǎn)裂解油揮發(fā)，于是出現(xiàn)熱裂解氣體直接冷卻至120～180℃的現(xiàn)象。在冷卻期間，一部分熱裂解氣體冷凝形成高沸點(diǎn)裂解油;冷卻的裂解氣體和高沸點(diǎn)裂解油的混合物向下流入分離器(28)中進(jìn)行分離。高沸點(diǎn)裂解油收集到油室(30)中，而冷卻的裂解氣體在油室(30)的上部。冷卻的裂解氣通過與其連接的管線(34)送入另一級(jí)冷卻裝置(36)中。在這級(jí)冷卻裝置中，裂解氣體向下流入管束熱交換器(38)中，經(jīng)冷卻水再次冷卻，冷卻水從管子(40)流入從(42)流出。于是溫度為30～60℃的裂解氣體被收集到第二個(gè)分離器(44)的氣室(48)中。在冷卻過程中另外形成的低沸點(diǎn)裂解油也向下流，被收集到輕油室(46)中。輕油從這里，如前所述，以30～60℃的溫度被送進(jìn)分配管(62)中，然后進(jìn)入噴咀(68)。裂解氣體從氣室(48)流進(jìn)熱交換器(51)，在這里繼續(xù)冷卻，如還有冷凝成分時(shí)可加以沉淀。然后冷卻的裂解氣體流入管線(57)和輸氣管線(80)中。在熱交換器(51)出口處的管線(80)上，安裝一臺(tái)空壓機(jī)(59)用于輸送裂解氣體。
冷卻的裂解氣體從熱交換器(51)流出，經(jīng)輸氣管線(80)送入供料管線(78)中，氣體從這里進(jìn)入熱交換通道(26)的上部(56)中。這種冷卻的裂解氣體充滿半球形上部區(qū)間(56)，將半球形罩(54)冷卻，防止熱裂解氣體與冷卻罩(54)接觸，于是避免了焦油成分、煤煙或焦炭以及其沉積物沉積在罩(54)上。
再為防止在熱交換通道(26)槽壁(84)的內(nèi)側(cè)出現(xiàn)焦油成分、煤煙、焦炭或同類物質(zhì)沉積現(xiàn)象，將高沸點(diǎn)裂解油從油室(30)經(jīng)管線(88)送入溢流槽(82)中(見圖1)。裂解油從這里再送入熱交換通道(26)，沿?zé)峤粨Q通道內(nèi)壁(84)向下流動(dòng)，并形成一連續(xù)的油層(83)。這樣就避免了在內(nèi)壁(84)上形成焦油沉積物，同時(shí)也對(duì)內(nèi)壁(84)進(jìn)行了冷卻。因此，內(nèi)壁(84)不需要滿足嚴(yán)格的耐熱要求，這就可以使用廉價(jià)的鋼材了。
圖3詳細(xì)表示冷卻裝置的第二個(gè)實(shí)施例。圖2設(shè)備中的一些部件在圖3中再現(xiàn)時(shí)標(biāo)有參考符號(hào)，即在圖2的符號(hào)前加1。
根據(jù)圖3，直立式熱交換通道(126)有一個(gè)圓柱形筒體(152)，下部與一個(gè)倒圓錐體(158)相連，它通過通道(160)以圖1或圖2中相同的方式與分離器(28)連接。圓柱形筒體(152)用一個(gè)半球形罩(154)蓋住，使熱交換通道上部(156)呈半球形。在圓柱形筒體(152)與上部區(qū)(156)的連接部位，將一扁平式分配器噴頭水平安裝在熱交換通道中。分配器噴頭(96)為扁平狀，是一圓形空心體，它的直徑約等于圓柱形筒體(152)有效直徑的0.3～0.7倍，最好為0.4～0.6倍。具有向下噴方向的許多噴咀(168)均勻地分布在分配器噴頭(96)的圓形底面(97)上。這里排列的噴咀，在進(jìn)行噴射時(shí)能形成密集的噴霧，噴霧可完全布滿熱交換通道(126)的整個(gè)橫截面，圖中用虛線(99)表示。
與熱交換通道垂直軸線(166)同軸線布置的分配器噴頭(96)，用一根垂直的、最好向中心延伸的管線(192)連接到第二級(jí)冷卻裝置(36)的輕油室(46)，該管線上裝一臺(tái)泵(194)(見圖1)。分配器噴頭(96)的上部(103)呈錐形，管線(192)連接在噴頭錐頂(105)部位。
旋轉(zhuǎn)噴霧器(98)裝在分配器噴頭(96)和罩(154)之間的上部區(qū)間(156)中。該噴霧器有一水平延伸的圓形噴霧盤(100)，由一臺(tái)安裝在外部的馬達(dá)(104)通過一根垂直延伸的軸帶動(dòng)，使其快速轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速為8000～12000轉(zhuǎn)/分鐘。一條管線(106)，用一臺(tái)泵(圖中未繪出)(見圖1)與第二級(jí)冷卻裝置(36)的輕油室(46)連接，其一端靠近噴霧圓盤(100)的上方，但不與其接觸。
通過旋風(fēng)分離器(24)的熱裂解氣體管線(120)橫向?qū)胗蓢娋坠餐纬傻?、如虛線(99)所圍的噴錐(108)中，熱裂解氣體管線(120)的端部應(yīng)以這樣的水平方向設(shè)備，即保證熱裂解氣體以水平方向進(jìn)入噴霧錐體(108)。熱裂解氣體管線(120)插入熱交換通道(126)中的部位，最好是在圓柱形筒體(152)與上部區(qū)(156)的連接部位。
在圓柱形筒體(152)中，熱交換通道(126)的周圍被環(huán)形槽(110)包圍，環(huán)形槽靠近熱交換通道底部，向上延伸接近熱裂解氣體管線(120)，再向下接近(158)區(qū)。環(huán)形槽(110)的槽寬約2～8cm，最好為3～5cm。環(huán)形槽的上部敞開，通過這里的裂解油可以進(jìn)入熱交換通道(126)并在隔板(112)內(nèi)側(cè)上形成向下流的、連續(xù)的油層(114)。環(huán)形槽(110)的下部接一條管線(188)，其上裝有一臺(tái)泵(190)，與冷卻裝置(28)的油室相連。按另一個(gè)實(shí)施例上，管線(188)與第二級(jí)冷卻裝置(36)的輕油室(46)相連，圖中未繪出。
當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，低沸點(diǎn)裂解油經(jīng)泵(194)和管線(192)從輕油室(46)打入分配器噴頭(96)，結(jié)果裂解油流入噴咀(168)，并被噴出，形成噴射錐(108)，小滴油霧布滿熱交換通道(126)的整個(gè)橫截面。熱解反應(yīng)器(10)的操作方法如上所述，熱裂解氣體橫向通過其輸送管線(120)進(jìn)入噴射錐(108)中，于是低沸點(diǎn)裂解油和熱裂解氣體直接混合。在這里隨著低沸點(diǎn)裂解油至少部分揮發(fā)，將熱裂解氣體冷卻。所形成的高沸點(diǎn)裂解油與冷卻的裂解氣體一同向下流進(jìn)分離器(28)中。在分離器中，正如上面所說的那樣，液體與氣體分離開。
同時(shí)，旋轉(zhuǎn)噴霧器(98)的噴射圓盤(100)由馬達(dá)(104)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，低沸點(diǎn)裂解油經(jīng)過管子(106)進(jìn)入噴射圓盤(100)的頂部。通過旋轉(zhuǎn)，低沸點(diǎn)裂解油由離心力的作用被噴成細(xì)霧，并形成薄薄一層水平的油霧(118)，圖3中用水平的虛線表示，它位于分配器噴頭(96)上方的(156)部位。油霧(118)可以防止熱裂解氣體滲入上端部位(156)，以免在那里冷卻并在罩子(154)上形成焦油沉積物或其他沉積物。
同時(shí)，用泵(190)將冷卻裝置(22)油室(30)中的高沸點(diǎn)裂解油經(jīng)過管子(188)泵入環(huán)形槽(110)的底部，于是油上浮并在與熱交換通道(126)相連的隔板(112)的內(nèi)壁上形成一連續(xù)的油層(114)，油層將整個(gè)內(nèi)壁潤(rùn)濕。然后這層油流到熱交換通道(126)的壁上，并順通道壁(160)的上方流下，收集到油室(30)中。上述情況也同樣適用于圖2中的熱交換通道。
為使上溢的油能均勻地從環(huán)形槽(110)流到內(nèi)壁上，環(huán)形槽(110)隔板(112)的上邊最好做成垂直的、鋸齒狀(123)，如圖4所示的切口和細(xì)部情況。
另一方面，向環(huán)形槽(110)供應(yīng)輕油室(46)中的低沸點(diǎn)裂解油。為達(dá)到此目的，應(yīng)將管線(188)連接到輕油室(46)上。
在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中，熱裂解氣體在冷卻裝置(122)中以簡(jiǎn)單的方法再次達(dá)到了直接冷卻，同時(shí)避免熱裂解氣體帶入的焦油成分、煤煙或焦炭在熱交換通道(126)內(nèi)壁上沉積，而且使熱交換通道能夠得到較好的冷卻。這樣，通道壁就可以使用廉價(jià)的、耐熱性能較低的材料制作。
權(quán)利要求
1.用于熱裂解含烴廢料，特別是含塑料和(或)橡膠廢料的設(shè)備，有一臺(tái)熱裂解反應(yīng)器(10)和至少一臺(tái)冷卻裝置(22，36)，該裝置用于冷卻熱裂解反應(yīng)器中產(chǎn)生的熱裂解的氣體，至少冷卻裝置(22)緊位于熱反應(yīng)器(10)的下游，(22)是一臺(tái)帶向下延伸的熱交換通道(26)的冷卻器，用于熱裂解氣體和由其冷凝所產(chǎn)生的裂解油之間直接熱交換，其特征是，在熱交換通道(26)的上端部位(56)，有許多個(gè)噴咀(68)，呈環(huán)形布置，噴咀的噴射方向基本上對(duì)準(zhǔn)熱交換通道(26)的下部；一條輸送熱裂解氣體的輸氣管線(20)通入噴咀(68)上方的熱交換通道(26)中；至少有一條輸送遮蔽氣體的管線(78)通入噴咀(68)上端部位(56)；在噴咀(68)下方至少設(shè)置一個(gè)裂解油溢流槽(82)經(jīng)過溢流槽，熱交換通道(26)的內(nèi)壁(84)上可涂上一裂解油層(83)(圖1和圖2)。
2.用于熱裂解含烴廢料，特別是含塑料和(或)橡膠廢料的設(shè)備，有一臺(tái)熱裂解反應(yīng)器(10)和至少一臺(tái)用于冷卻熱裂解反應(yīng)產(chǎn)生的熱裂解氣體的冷卻裝置(122，36)，至少冷卻裝置(122)緊位于熱解反應(yīng)器的下游，(122)是一臺(tái)帶向下延伸的熱交換通道(126)的冷卻器，用于熱裂解氣體和由其冷凝所產(chǎn)生的裂解油之間的直接熱交換，其特征是至少有一個(gè)呈向下噴射方向的熱裂解油噴咀(168)安裝在熱交換通道(126)上部區(qū)間(156)，噴霧錐體(108)覆蓋住熱交換通道(126)的整個(gè)橫截面;輸送熱裂解氣體的管線(120)從熱交換通道(126)的側(cè)壁與熱交換通道縱軸線(166)垂直的方向進(jìn)入噴咀(168)下面的熱交換通道(126)中;在噴咀(168)的上方安裝一臺(tái)旋轉(zhuǎn)式噴霧器(98)，噴霧器的噴霧圓盤(100)與縱軸線(166)呈垂直安置，它將裂解油噴成霧狀;在噴咀(168)下方，環(huán)繞熱交換通道(126)周圍設(shè)置一環(huán)形槽(110)，熱裂解油從槽的下端輸?shù)江h(huán)形槽里，槽的上端有開口并以下述方式形成熱裂解油的溢流，即溢流的熱裂解油的油層(114)覆蓋在環(huán)形槽(110)和熱交換通道(126)之間的整個(gè)隔板(112)的內(nèi)壁上(圖3)。
3.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，熱交換通道(26或126)底部與高沸點(diǎn)裂解油的分離器(28)相連，該分離器的油室(30)與溢流槽(82)或環(huán)形槽(110)中間通過安置一臺(tái)泵(90或190)相連。
4.據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，另加一級(jí)獲取低沸點(diǎn)裂解油的冷卻裝置(36)，將其安裝在冷卻裝置(22或122)的下游，其特征是，可以往噴咀(68或168)中供給由第二級(jí)冷卻裝置(36)獲得的低沸點(diǎn)裂解油。
5.據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，熱交換通道(26或126)用一個(gè)半球形罩(54或154)蓋住，因此其上端部(56或156)呈半球形。
6.據(jù)權(quán)利要求1、3、4或5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，噴咀(68)安裝在環(huán)形分配管(62)上，其中心軸線(64)所指的方向與熱交換通道(26)縱軸線(66)的方向相同。
7.據(jù)權(quán)利要求1或3～6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，溢流槽(82)設(shè)置在罩(54)與熱交換通道的接合部位(圖2)。
8.據(jù)權(quán)利要求1或3～7中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，噴咀(68)的噴霧角(72)約為45～60;噴咀(68)以這樣的方式向下對(duì)準(zhǔn)，即貼近壁的噴霧錐體環(huán)流線(74)，從中心截面的角度看，與熱交換通道(26)的垂直壁接近平行，并與其保持一定的距離(圖2)。
9.據(jù)權(quán)利要求1或3～8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，溢流槽(82)圍繞熱交換通道(26)的壁設(shè)置;且有許多通往熱交換通道(26)內(nèi)壁表面的孔口(86)。
10.據(jù)權(quán)利要求1或3～9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，遮蔽氣體基本上用除去油的和經(jīng)過凈化的熱裂解氣體。
11.據(jù)權(quán)利要求2～5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，環(huán)形槽(110)下端最好經(jīng)一臺(tái)泵(190)與冷卻裝置(122)分離器(28)的油室(30)相連。
12.據(jù)權(quán)利要求2～5或11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，環(huán)形槽(110)的高度約等于熱交換通道(126)有效寬的1～2倍。
13.據(jù)權(quán)利要求2～5或11～12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，熱交換通道(126)和環(huán)形槽(110)之間的隔板(112)，其上端做成鋸齒狀的垂直突出體(123)(圖4)。
全文摘要
一種處理含烴廢料，特別是含塑料和(或)橡膠廢料的熱裂解設(shè)備。該設(shè)備包括，一臺(tái)熱裂解反應(yīng)器和至少一臺(tái)用于冷卻熱裂解反應(yīng)器產(chǎn)生的熱裂解氣體的冷卻裝置。該冷卻裝置緊位于熱解反應(yīng)器的下游，是一臺(tái)帶向下延伸熱交換通道的冷卻器。熱交換通道的作用是用于熱裂解氣體及由其冷凝產(chǎn)生的熱裂解油之間的直接熱交換。此熱解設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低，且可避免在熱交換通道內(nèi)壁出現(xiàn)污垢和淀積物。另外能適應(yīng)不同的操作條件和完全承受所產(chǎn)生的應(yīng)力。
文檔編號(hào)C08J11/10GK1030928SQ88103988
公開日1989年2月8日 申請(qǐng)日期1988年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月30日
發(fā)明者法蘭克·斯泰因斯特拉沙, 格哈德·羅索爾 申請(qǐng)人:布朗波維里公司