全文摘要
本实用新型是一种高效的废塑料熔融裂解的高温高压釜，包括裂解釜，与裂解釜连接的固体预处理组件，与裂解釜通过高温气体管道连通的加热组件，所述固体预处理组件包括预熔融罐和与预熔融罐连接的导热油加热炉。本实用新型焊接连接的一体式釜体与常规的分体式裂解釜相比无需靠法兰和螺栓紧固，不需要加装垫片，能够有效避免因压力变化导致螺栓松动而产生裂解气泄漏，设置了预熔融罐，采用高温齿轮泵将液态废塑料输送到裂解釜内进行反应，确保裂解釜内空间可以充分利用，且液态废塑料传热传质效率远高于固态废塑料，提高了裂解效率。
主设计要求
1.一种高效的废塑料熔融裂解的高温高压釜，其特征在于，包括裂解釜，与裂解釜连接的固体预处理组件，与裂解釜通过高温气体管道连通的加热组件，所述裂解釜包括上部的封头和下部的釜体，所述封头和所述釜体通过精密焊接在连接处形成焊接圈，所述焊接圈100％通过探伤检测，所述封头的顶部中轴线上设置有裂解釜入口，所述裂解釜入口一侧设置有裂解气出口、另一侧设置有应急口，所述裂解气出口设置有压力传感器和泄压阀，所述泄压阀在压力传感器探知釜内压力达到裂解压力时自动开启，所述应急口203内部设置有爆破片和温度传感器，所述爆破片在釜内压力达到预警压力时自动爆破减压，所述釜体的底部设置有清渣口，所述釜体的外壁上设置有翅片；所述固体预处理组件包括预熔融罐和与预熔融罐连接的导热油加热炉，所述预熔融罐顶部中轴线方向设置有搅拌电机，所述搅拌电机的一侧设置有投料口,另一侧设置有修理手孔,所述搅拌电机设置有搅拌轴,所述搅拌轴插入所述预熔融罐内部空间,所述搅拌轴的中部设置有混合搅拌叶片、底部设置有底部搅拌叶片,所述预熔融罐的底部设置有熔融液出口，所述熔融液出口与主输送泵连接，所述主输送泵与所述裂解釜入口连接，所述熔融液出口设置有闸阀，所述预熔融罐设置有导热油入口和导热油出口，所述导热油入口和所述导热油出口与所述导热油加热炉通过管道连接，所述导热油入口和所述导热油加热炉之间设置有导热油循环泵。
设计方案
1.一种高效的废塑料熔融裂解的高温高压釜，其特征在于，包括裂解釜，与裂解釜连接的固体预处理组件，与裂解釜通过高温气体管道连通的加热组件，所述裂解釜包括上部的封头和下部的釜体，所述封头和所述釜体通过精密焊接在连接处形成焊接圈，所述焊接圈100％通过探伤检测，所述封头的顶部中轴线上设置有裂解釜入口，所述裂解釜入口一侧设置有裂解气出口、另一侧设置有应急口，所述裂解气出口设置有压力传感器和泄压阀，所述泄压阀在压力传感器探知釜内压力达到裂解压力时自动开启，所述应急口203内部设置有爆破片和温度传感器，所述爆破片在釜内压力达到预警压力时自动爆破减压，所述釜体的底部设置有清渣口，所述釜体的外壁上设置有翅片；
所述固体预处理组件包括预熔融罐和与预熔融罐连接的导热油加热炉，所述预熔融罐顶部中轴线方向设置有搅拌电机，所述搅拌电机的一侧设置有投料口,另一侧设置有修理手孔,所述搅拌电机设置有搅拌轴,所述搅拌轴插入所述预熔融罐内部空间,所述搅拌轴的中部设置有混合搅拌叶片、底部设置有底部搅拌叶片,所述预熔融罐的底部设置有熔融液出口，所述熔融液出口与主输送泵连接，所述主输送泵与所述裂解釜入口连接，所述熔融液出口设置有闸阀，所述预熔融罐设置有导热油入口和导热油出口，所述导热油入口和所述导热油出口与所述导热油加热炉通过管道连接，所述导热油入口和所述导热油加热炉之间设置有导热油循环泵。
2.根据权利要求1所述的高温高压釜，其特征在于，所述加热组件包括燃烧炉，所述燃烧炉通过高温气体管道与裂解釜夹套连通，所述裂解釜夹套密封包裹住所述裂解釜。
3.根据权利要求2所述的高温高压釜，其特征在于，所述裂解压力为0.8-1.6MPa，所述预警压力为2-2.5MPa。
4.根据权利要求2或3所述的高温高压釜，其特征在于，所述主输送泵为高温齿轮泵，所述高温齿轮泵受导热油加热，正常工作时，泵内温度维持150℃。
5.根据权利要求4所述的高温高压釜，其特征在于，所述底部搅拌叶片为锚式搅拌叶片，所述混合搅拌叶片为螺旋桨叶片。
6.根据权利要求5所述的高温高压釜，其特征在于，所述锚式搅拌叶片的叶片内径为釜体内径的2\/3-9\/10，搅拌速度为50-70r\/min。
7.根据权利要求5所述的高温高压釜，其特征在于，所述搅拌轴设置有固体搅拌叶片,所述固体搅拌叶片位于混合搅拌叶片的上方，所述固体搅拌叶片为高强度螺旋桨叶片，所述高强度螺旋桨叶片的叶片边缘设置有锯齿结构。
8.根据权利要求4所述的高温高压釜，其特征在于，所述预熔融罐的工作体积与所述裂解釜的工作体积之比为(1-5):1。
9.根据权利要求4所述的高温高压釜，其特征在于，所述主输送泵连接有若干个所述裂解釜，所述裂解釜能同时裂解。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及废塑料裂解装置技术领域，尤其设计一种高效的废塑料熔融裂解的高温高压釜。
背景技术
塑料废弃量日益增加且不易降解,造成白色污染，特别是废玻璃、废纺织物、废包装纸等低值塑料，回收价值低、处理难度高，成为城市污染的主要废弃物。废塑料裂解装置主流形式有裂解釜、回转窑、管式炉三种。其中，采用裂解釜的技术方案普遍是将废塑料加入到釜中，隔绝空气即进行加热，按批次运行，废塑料在釜中经历受热-熔融-裂解的过程，产生的裂解气经出气管道排出，进入下一级反应器继续反应或冷凝器冷却收集或燃烧室燃烧。
CN206751736U公开了一种连续排渣锥体式有机废料裂解釜，具体采用反应釜实现连续排渣高效率裂解废塑料。废塑料由进口进入锥体釜，釜转动同时釜底被加热，废塑料在转动釜内靠自重往出口方向移动，被釜内高温加热下完成裂解，裂解产生的气体通过出气口排出，裂解产生的固态废渣从出渣口排出，在出渣口增加了可连续工作的螺旋输送器。CN201834881U公开了一种废塑料炼油裂解釜，包括外筒体以及驱动外筒体转动的驱动装置，外筒体两端分别设有进料口和出料口，外筒体内设有与其同轴的内筒体，内筒体与外筒体之间设有若干导热管，导热管两端分别与外筒体侧壁和内筒体侧壁密封连接，使得内筒体与外筒体外部连通。CN201186914Y公开了高效快开裂解釜，包括釜壁，所述的釜壁内固定连接有加热管，加热管上设有上下接气口，上下接气口分别伸出釜壁外；所述的釜壁内侧和加热管上设有带耳孔的支座，加热管通过穿过耳孔的螺栓固定在釜壁上。然而，上述技术方案的裂解釜采用常压设计，一旦废塑料发生裂解反应，产生的裂解气即刻排出，易导致不充分裂解，产品价值低。此外，固相的废塑料堆积密度小，造成裂解釜填充负荷的浪费，以及固相废塑料受热不均匀，传热效率低，易在釜体内壁和底部形成局部过热结焦，导致更大程度的传热阻碍，裂解效率低以及能耗高。
终上所述，现有技术仍然缺乏一种耐高压、耐高压、裂解效率高和能耗低的废塑料裂解釜。
实用新型内容
本实用新型目的是针对现有技术的不足，提供一种耐高压、耐高压、裂解效率高和能耗低的废塑料裂解釜，能够快速处理非数量垃圾，本实用新型的详细技术方案如下所述。
一种高效的废塑料熔融裂解的高温高压釜，包括裂解釜，与裂解釜连接的固体预处理组件，与裂解釜通过高温气体管道连通的加热组件，所述裂解釜包括上部的封头和下部的釜体，所述封头和所述釜体通过精密焊接在连接处形成焊接圈，所述焊接圈100％通过探伤检测，所述封头的顶部中轴线上设置有裂解釜入口，所述裂解釜入口一侧设置有裂解气出口、另一侧设置有应急口，所述裂解气出口设置有压力传感器和泄压阀，所述泄压阀在压力传感器探知釜内压力达到裂解压力时自动开启，所述应急口内部设置有爆破片和温度传感器206，所述爆破片在釜内压力达到预警压力时自动爆破减压，所述釜体的底部设置有清渣口，所述釜体的外壁上设置有翅片；
所述固体预处理组件包括预熔融罐和与预熔融罐连接的导热油加热炉，所述预熔融罐顶部中轴线方向设置有搅拌电机，所述搅拌电机的一侧设置有投料口,另一侧设置有修理手孔,所述搅拌电机设置有搅拌轴,所述搅拌轴插入所述预熔融罐内部空间,所述搅拌轴的中部设置有混合搅拌叶片、底部设置有底部搅拌叶片,所述预熔融罐的底部设置有熔融液出口，所述熔融液出口与所述主输送泵连接，所述主输送泵与所述裂解釜入口连接，所述熔融液出口设置有闸阀；所述预熔融罐设置有导热油入口和导热油出口，所述导热油入口和所述导热油出口与所述导热油加热炉通过管道连接，所述导热油入口和所述导热油加热炉之间设置有导热油循环泵。
本实用新型处理固体废弃塑料时，先经过投料口投入预熔融罐中，搅拌轴上设置有多个搅拌叶片，一方面搅碎固体塑料，另一方面增加传热效率，并通过导热油加热炉循环使用热油，帮助固体塑料融化，所述熔融液出口设置有闸阀，液体没有融化时通过闸阀保持关闭。固体塑料融化后通过主输送泵进入裂解釜裂解，裂解完毕后气体通过裂解气出口进行回收处理，多余的残渣通过清渣口排出。
本实用新型的第一个发明点是裂解釜是通过焊接形成的一体式釜体。焊接连接的一体式釜体与常规的分体式裂解釜相比无需靠法兰和螺栓紧固，不需要加装垫片，能够有效避免因压力变化导致螺栓松动而产生裂解气泄漏，也能避免垫片老化造成的裂解气泄漏，减小了产品损失率，一体式釜体能够高温高压工作，当釜内压力未达到泄压阀限值时，裂解气保存于釜内继续受热分解，确保充分裂解反应，裂解产物分子量较常规技术方案更小，具有更高经济附加值。
本实用新型的第二个发明点是增加了预熔融罐，废塑料不直接投加到裂解釜中，而是首先投入预熔融罐中熔融成为液态后，采用高温齿轮泵将液态废塑料输送到裂解釜内进行反应，确保裂解釜内空间可以充分利用，且液态废塑料传热传质效率远高于固态废塑料，提高了裂解效率，降低能耗。
作为优选，所述加热组件包括燃烧炉，所述燃烧炉通过高温气体管道与裂解釜夹套连通，所述裂解釜夹套密封包裹住所述裂解釜。加热组件可以给釜体供热，翅片可以增加传热效率，高温气体加热可以便于控制加热速率。裂解釜的工作温度为400-650℃，使用气体加热更加经济环保。
作为优选，所述裂解压力为0.8-1.6MPa，所述预警压力为2-2.5MPa。裂解压力为0.8-1.6MPa，相比现有技术的压力较高，当釜内压力未达到裂解压力限值时，裂解气保存于釜内继续受热分解，确保充分裂解反应，裂解产物分子量较常规技术方案更小，具有更高经济附加值。预警压力与釜体的承受极限接近，可以防止出现事故。
作为优选，所述主输送泵为高温齿轮泵，所述高温齿轮泵受导热油加热，正常工作时，泵内温度维持150℃。所述齿轮泵为耐高温高压的泵，能够泵送高粘度的液体，可以在150℃的高温下工作。
作为优选，所述底部搅拌叶片为锚式搅拌叶片，所述混合搅拌叶片为螺旋桨叶片。锚式搅拌叶片的底部形状和反应釜下封头形状相似，与釜壁间隙较小，有利于传热过程的进行，快速旋转时，搅拌器叶片所带动的液体把静止层从反应釜壁上带下来；慢速旋转时，有刮板的搅拌器能产生良好的热传导，常用于传热、晶析操作和高粘度液体、高浓度淤浆和沉降性淤浆的搅拌。混合搅拌叶片主要是弥补锚式搅拌叶片在底部工作时中间部分搅拌不足而设置的。
作为优选，所述锚式搅拌叶片的叶片内径为釜体内径的2\/3-9\/10，搅拌速度为50-70r \/min。
作为优选，所述搅拌轴的还设置有固体搅拌叶片,所述固体搅拌叶片位于混合搅拌叶片的上方，所述固体搅拌叶片为高强度螺旋桨叶片，所述高强度螺旋桨叶片的叶片边缘设置有锯齿结构。增加固体搅拌叶片，是为了在处理高硬度的固体塑料垃圾时，能够提高切割效率，更快速的切割固体垃圾。
作为优选，所述预熔融罐的工作体积与所述裂解釜的工作体积之比为(1-5):1。
作为优选，所述主输送泵连接有若干个所述裂解釜，所述裂解釜能同时裂解。预熔融罐的工作体积远大于裂解釜时，预熔融罐可以一次性熔融大批量的固体塑料，这样可以提高裂解效率。
本实用新型的有益效果有：
(1)焊接连接的一体式釜体与常规的分体式裂解釜相比无需靠法兰和螺栓紧固，不需要加装垫片，能够有效避免因压力变化导致螺栓松动而产生裂解气泄漏，也能避免垫片老化造成的裂解气泄漏，减小了产品损失率，一体式釜体能够高温高压工作，当釜内压力未达到泄压阀限值时，裂解气保存于釜内继续受热分解，确保充分裂解反应，裂解产物分子量较常规技术方案更小，具有更高经济附加值；
(2)预熔融罐，废塑料不直接投加到裂解釜中，而是首先投入预熔融罐中熔融成为液态后，采用高温齿轮泵将液态废塑料输送到裂解釜内进行反应，确保裂解釜内空间可以充分利用，且液态废塑料传热传质效率远高于固态废塑料，提高了裂解效率，降低能耗；
(3)裂解釜可处理各种塑料废弃物，使用范围广，而且裂解釜可以多釜并联使用，进一步提高了预熔融罐和裂解釜的使用效率，提高了裂解的速度。
附图说明
图1本装置结构示意图；
图2预熔融罐结构示意图；
图3裂解釜结构示意图；
附图标记：预熔融罐1、裂解釜2、主输送泵3、导热油加热炉4、燃烧炉5、导热油循环泵6、裂解釜夹套7；投料口101、搅拌电机102、搅拌轴103、修理手孔104、导热油入口105、固体搅拌叶片106、混合搅拌叶片107、底部搅拌叶片108、导热油出口109、熔融液出口110、闸阀111；裂解釜入口201、裂解气出口202、应急口203、焊接圈204、翅片 205、温度传感器206、清渣口207。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
一种高效的废塑料熔融裂解的高温高压釜，如图1和图2所示，包括裂解釜2，与裂解釜2连接的固体预处理组件，与裂解釜2通过高温气体管道连通的加热组件，如图3所述，所述裂解釜2包括上部的封头(未图示)和下部的釜体(未图示)，所述封头和所述釜体通过精密焊接在连接处形成焊接圈204，所述焊接圈204 100％通过探伤检测，所述封头的顶部中轴线上设置有裂解釜入口201，所述裂解釜入口201一侧设置有裂解气出口202、另一侧设置有应急口203，所述裂解气出口202设置有压力传感器(未图示)和泄压阀(未图示)，所述泄压阀在压力传感器探知釜内压力达到裂解压力时自动开启，所述应急口203内部设置有爆破片和温度传感器206，所述爆破片在釜内压力达到预警压力时自动爆破减压，所述釜体的底部设置有清渣口207，所述釜体的外壁上设置有翅片205；
所述固体预处理组件包括预熔融罐1和与预熔融罐1连接的导热油加热炉4，所述预熔融罐1顶部中轴线方向设置有搅拌电机102，所述搅拌电机102的一侧设置有投料口101, 另一侧设置有修理手孔104,所述搅拌电机102设置有搅拌轴103,所述搅拌轴103插入所述预熔融罐1内部空间,所述搅拌轴103的中部设置有混合搅拌叶片107、底部设置有底部搅拌叶片108,所述预熔融罐1的底部设置有熔融液出口110，所述熔融液出口110与所述主输送泵3连接，所述主输送泵3与所述裂解釜入口201连接，所述熔融液出口110设置有闸阀111；所述预熔融罐1设置有导热油入口105和导热油出口109，所述导热油入口105 和所述导热油出口109与所述导热油加热炉4通过管道连接，所述所述导热油入口105和所述导热油加热炉4之间设置有导热油循环泵6。
本实用新型处理固体废弃塑料时，先经过投料口101投入预熔融罐1中，搅拌轴103上设置有多个搅拌叶片，一方面搅碎固体塑料，另一方面增加传热效率，并通过导热油加热炉4循环使用热油，帮助固体塑料融化，所述熔融液出口110设置有闸阀111，液体没有融化时通过闸阀111保持关闭。固体塑料融化后通过主输送泵3进入裂解釜裂解，裂解完毕后气体通过裂解气出口202进行回收处理，多余的残渣通过清渣口207排出。
作为优选的实施例，所述加热组件包括燃烧炉5，所述燃烧炉5通过高温气体管道与裂解釜夹套7连通，所述裂解釜夹套7密封包裹住所述裂解釜2。加热组件可以给釜体供热，翅片205可以增加传热效率，高温气体加热可以便于控制加热速率。裂解釜2的工作温度为400-650℃，使用气体加热更加经济环保。
作为优选的实施例，所述裂解压力为0.8-1.6MPa，所述预警压力为2-2.5MPa。裂解压力为0.8-1.6MPa，相比现有技术的压力较高，当釜内压力未达到裂解压力限值时，裂解气保存于釜内继续受热分解，确保充分裂解反应，裂解产物分子量较常规技术方案更小，具有更高经济附加值。预警压力与釜体的承受极限接近，可以防止出现事故。
作为优选的实施例，所述主输送泵3为高温齿轮泵，所述高温齿轮泵受导热油加热，正常工作时，泵内温度维持150℃。所述齿轮泵为耐高温高压的泵，能够泵送高粘度的液体，可以在150℃的高温下工作。
作为优选的实施例，所述底部搅拌叶片108为锚式搅拌叶片，所述混合搅拌叶片107 为螺旋桨叶片。锚式搅拌叶片的底部形状和反应釜下封头形状相似，与釜壁间隙较小，有利于传热过程的进行，快速旋转时，搅拌器叶片所带动的液体把静止层从反应釜壁上带下来；慢速旋转时，有刮板的搅拌器能产生良好的热传导，常用于传热、晶析操作和高粘度液体、高浓度淤浆和沉降性淤浆的搅拌。混合搅拌叶片107主要是弥补锚式搅拌叶片在底部工作时中间部分搅拌不足而设置的。
作为优选的实施例，所述锚式搅拌叶片的叶片内径为釜体内径的2\/3-9\/10，搅拌速度为50-70r\/min。
作为优选的实施例，所述搅拌轴103的还设置有固体搅拌叶片106,所述固体搅拌叶片 106位于混合搅拌叶片107的上方，所述固体搅拌叶片106为高强度螺旋桨叶片，所述高强度螺旋桨叶片的叶片边缘设置有锯齿结构。增加固体搅拌叶片106，是为了在处理高硬度的固体塑料垃圾时，能够提高切割效率，更快速的切割固体垃圾。
作为优选的实施例，所述预熔融罐1的工作体积与所述裂解釜2的工作体积之比为(1-5):1。
作为优选的实施例，所述主输送泵3连接有若干个所述裂解釜2，所述裂解釜2能同时裂解。预熔融罐1的工作体积远大于裂解釜2时，预熔融罐1可以一次性熔融大批量的固体塑料，这样可以提高裂解效率。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921146176.2
申请日:2019-07-19
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:81(广州)
授权编号:CN209759386U
授权时间:20191210
主分类号:C10G1/00
专利分类号:C10G1/00
范畴分类:申请人:广东省环境科学研究院
第一申请人:广东省环境科学研究院
申请人地址:510045 广东省广州市越秀区东风中路335号1006
发明人:王中慧;卢欢亮
第一发明人:王中慧
当前权利人:广东省环境科学研究院
代理人:顿海舟;董觉非
代理机构:44302
代理机构编号:广州圣理华知识产权代理有限公司 44302
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计