CN110616078A - 固体物料热解装置及包含该热解装置的热解系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固体物料热解装置及包含该热解装置的热解系统，属于废橡胶、废塑料回收处理领域。该固体物料热解装置包括刮板式热解反应釜，还包括与刮板式热解反应釜相连的内旋式热解反应釜，设于刮板式热解反应釜两端且与刮板式热解反应釜连通的前密封仓和后密封仓，刮板式热解反应釜与内旋式热解反应釜通过前密封仓相连；刮板式热解反应釜包括釜体，传动从动轮和传动主动轮。本发明应用于废橡胶、废塑料回收处理方面，解决了现有热解反应釜不能同时处理废橡胶与废塑料的问题，具有热解效率高、反应充分、积碳少、适用性强、安全性高的特点。
Description
技术领域
本发明属于废橡胶、废塑料回收处理领域，尤其涉及一种固体物料热解装置及包含该热解装置的热解系统。
背景技术
随着我国经济社会的快速发展，日益加剧的废轮胎、废塑料等固体物料污染对中国的生态环境造成了严重压力及破坏，治理废轮胎和废塑料等固体物料造成的“黑色污染”刻不容缓。目前，常采用热解方式对废轮胎和废塑料等固体物料进行裂解处理。热裂解装置主要采用两种类型：外旋式热解反应釜和内旋式热解反应釜，上述两种反应釜均能实现对固体物料的热解处理，同时在一定程度上实现对固体物料的回收。但是，上述任一裂解反应釜都存在反应周期长，反应不完全，设备积碳严重等问题。
中国专利CN 205633898 U公开了一种连续化生活垃圾可燃物生产燃料油装置的刮板链条机构，包括：分布于上层床板面板两个端部的主动传动装置，该主动传动装置连接有驱动装置，两个主动传动装置之间设置有环绕上层床板面板的移动床板链条机构，该移动床板链条机构的下方为分布于上侧床板下部的下层床板面板；安装于所述移动床板链条机构之上且对上层床板面板上表面、下层床板面板上表面进行刮焦处理的刮板。连续化生活垃圾可燃物生产燃料油装置的刮板链条机构将均匀分布在上层床板面板上表面的物料向前推进，同时清除热风床上表面的结焦，并将未完全热解的物料输送到下层床板面板上表面上继续进行热解反应。移动床板链条机构设置有链条张紧装置，移动床板链条机构的松紧度由从动轴张紧机构通过从动传动装置将移动床板链条机构拉紧；并且物料进口和残渣出口都位于该装置的右端密封组件内。该装置在一定程度上提高了反应效率，降低了积碳产生。
然而，上述刮板式热解反应釜在对废塑料进行处理时存在装备积焦严重、反应不充分、无法实现连续化生产的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明所要解决的主要问题是克服现有热解反应釜不能同时处理废橡胶与废塑料的问题，提出一种具有对废橡胶与废塑料混合物具有热解效率高、反应充分、积碳少、适用性强、安全性高的固体物料热解装置及包含该热解装置的热解系统。
为解决所述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种固体物料热解装置，包括刮板式热解反应釜，还包括与所述刮板式热解反应釜相连的内旋式热解反应釜，设于所述刮板式热解反应釜两端且与所述刮板式热解反应釜连通的前密封仓和后密封仓，所述刮板式热解反应釜与所述内旋式热解反应釜通过所述前密封仓相连；
所述刮板式热解反应釜包括釜体，传动从动轮和传动主动轮；
所述釜体上部外侧设有上层热风夹套，所述釜体下部外侧设有下层热风夹套，所述釜体中部设有中层热风夹套；
所述传动从动轮和所述传动主动轮分别位于所述前密封仓和所述后密封仓内，所述传动从动轮和所述传动主动轮之间设有环绕所述中层热风夹套的传动链条。
优选的，所述前密封仓与所述釜体之间，以及所述后密封仓与所述釜体之间通过法兰连接。
优选的，所述刮板式热解反应釜包括上层反应釜和下层反应釜，所述上层热风夹套位于所述上层反应釜内，所述下层热风夹套与所述中层热风夹套位于所述下层反应釜内，还包括与所述上层热风夹套相连的第一加热管道，以及与所述中层热风夹套相连的第二加热管道。
优选的，所述传动链条包括位于所述上层反应釜内的上层传动链条，以及位于所述下层反应釜内的下层传动链条，所述上层反应釜的两端与所述下层反应釜的两端分别通过法兰与所述前密封仓以及所述后密封仓相连。
优选的，所述传动链条包括左右对称分布的两条传动链条，两条所述传动链条之间架设有若干输送挡板，若干所述输送挡板沿所述传动链条的传动方向均匀分布。
优选的，所述传动链条包括位于所述上层反应釜内的上层传动链条，以及位于所述下层反应釜内的下层传动链条，所述上层传动链条上部连接有上层面板，所述下层传动链条下部设有下层面板。
优选的，还包括与所述传动从动轮相连的自动液压涨紧器，所述自动液压涨紧器位于所述前密封仓外部，所述自动液压涨紧器与所述传动从动轮通过连接件相连。
优选的，所述前密封仓底部设有锥形落料口，所述锥形落料口与所述内旋式热解反应釜的连接处依次设有气动球阀和气动刀阀。
本发明另一方面还提供了包含上述任一技术方案所述热解装置的热解系统，包括依次相连的进料装置、热解装置以及出料装置，所述进料装置与所述刮板式热解反应釜通过所述前密封仓相连，所述出料装置与所述内旋式热解反应釜相连。
优选的，所述进料装置与所述前密封仓的连接处依次设有气动刀阀和气动球阀；所述内旋式热解反应釜与所述出料装置的连接处依次设有气动刀阀和气动球阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供了一种固体物料热解装置，该热解装置包括了依次相连的刮板式热解反应釜和内旋式热解反应釜，极大地延长了固体物料在热解反应釜内的处理行程，提高了热解效率，同时保证了固体物料的完全处理；通过设置前密封仓及后密封仓，保证了在多个热解反应釜存在的情况下，装置运行的可靠性及安全性；
2、本发明提供了一种固体物料热解装置，通过在一个釜体内设置上层反应釜、下层反应釜，并在每个反应釜内单独设置反应釜内加热管道，提高了加热效率与生产产量；
3、本发明提供了一种固体物料热解装置，上层反应釜与下层反应釜分别通过法兰与前密封仓、后密封仓相连，进一步提高了装置的稳定性及密封性，同时便于分别对上层反应釜与下层反应釜进行检修；
4、本发明提供了一种固体物料热解装置，通过设置在前密封仓外的自动液压涨紧器，实现了装备输送挡板传动链条的自动涨紧，增加了装备运行的稳定性，进一步提高了该装置的自动化，同时提高了生产效率；
5、本发明还提供了一种热解系统，该热解系统在保证安全可靠的情况下，实现了对废橡胶及废塑料的热解处理及回收利用，具有热解效率高，热解充分，能同时适用于废橡胶和废塑料的热裂解处理，适用性强的特点。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的热解装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的热解装置的后密封仓的结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的热解装置中刮板式热解反应釜与前密封仓及后密封仓的连接结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的热解装置中上层反应釜和下层反应釜的釜体结构示意图；
图5为本发明实施例所提供的热解装置中连接法兰的结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的热解系统结构布局示意图；
以上各图中：1、热解装置；11、刮板式热解反应釜；111、釜体；112、传动从动轮；113、传动主动轮；114、传动链条；115、上层反应釜；1151、上层热风夹套；1152、第一加热管道；1153、上层传动链条；116、下层反应釜；1161、下层热风夹套；1162、中层热风夹套；1163、第二加热管道；1164、下层传动链条；117、输送挡板；118、连接件；12、内旋式热解反应釜；13、前密封仓；14、后密封仓；141、油气出口温控仪；142、后密封仓盲板；15、法兰；16、主动轮传动装置；17、主动轮传动装置后轮轴承座；2、进料装置；3、出料装置；4、气动球阀；5、气动刀阀。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：如图1所示，本发明一方面提供一种固体物料热解装置，包括刮板式热解反应釜11，还包括与刮板式热解反应釜11相连的内旋式热解反应釜12，设于刮板式热解反应釜11两端且与刮板式热解反应釜11连通的前密封仓13和后密封仓14，刮板式热解反应釜11与内旋式热解反应釜12通过前密封仓13相连；
刮板式热解反应釜11包括釜体111，传动从动轮112和传动主动轮113；
釜体111上部外侧设有上层热风夹套1151，釜体111下部外侧设有下层热风夹套1161，釜体111中部设有中层热风夹套1162；
传动从动轮112和传动主动轮113分别位于前密封仓13和后密封仓14内，传动从动轮112和传动主动轮113之间设有环绕中层热风夹套1162的传动链条114。
该热解装置包括了依次相连的刮板式热解反应釜11和内旋式热解反应釜12，极大地延长了固体物料在热解反应釜内的处理行程，提高了热解效率，同时保证了固体物料的完全处理，具体的，把内旋式热解反应釜12与刮板式热解反应釜11组合到一起，利用了内旋式热解反应釜12的不刮壁、不结焦，对生物质垃圾、垃圾塑料、医疗垃圾等废物料通用内旋的优点，克服了刮板式热解反应釜11在处理上述固体物料时存在的易结焦、处理效果差的问题，使混合热解装置通用更强，适用性更广；另外，该实施例还限定了刮板式热解反应釜11设置于内旋式热解反应釜12前，原因在于：内旋式热解反应釜12作为混炼通用设备，能够对由刮板式热解反应釜11处理后的还未热裂解完全的物料进行进一步热裂解，实现对固体物料的彻底热裂解，提高热解效果。最后，采用热解反应釜对固体物料进行热解处理时，避免空气进入高温反应釜或高温油气外泄到空气中尤为重要，然而，现有的热解装置1，无论内旋热解反应釜还是外旋热解反应釜，均普遍存在设备稳定性差、热解反应釜体111容易变形、动静配合处容易引起泄漏、存在安全隐患、装备操作困难的问题，该实施例所提供的混合热解装置同时包含了刮板式热解反应釜11和内旋式热解反应釜12，其对于设备密封性及稳定性的要求更为严格，因此，本实施例提供的混合热解装置通过设置前密封仓13及后密封仓14，保证了在多个热解反应釜存在的情况下，装置运行的可靠性及安全性。需要说明的是，该刮板式热解反应釜11的釜体111包括上下两部分釜体111。如图2所示，后密封仓14上还设置有油气出口温控仪141、后密封仓盲板142，后密封仓14外设有用于带动传动主动轮113转动的主动轮传动装置16，以及主动轮传动装置后轮轴承座17。
为了保证装置密封性的前提下便于装置拆卸及检修，前密封仓13与釜体111之间，以及后密封仓14与釜体111之间通过法兰15连接。
为了提高热解效率，刮板式热解反应釜11包括上层反应釜115和下层反应釜116，上层热风夹套1151位于上层反应釜115内，下层热风夹套1161与中层热风夹套1162位于下层反应釜116内，还包括与上层热风夹套1151相连的第一加热管道1152，以及与中层热风夹套1162相连的第二加热管道1163。该实施例通过在一个釜体111内设置上层反应釜115、下层反应釜116，并在每个反应釜内单独设置反应釜内加热管道，提高了加热效率与生产产量。
如图3所示，传动链条114包括位于上层反应釜115内的上层传动链条1153，以及位于下层反应釜116内的下层传动链条1164，上层反应釜115的两端与下层反应釜116的两端分别通过法兰15与前密封仓13以及后密封仓14相连。该实施例进一步提高了装置的稳定性及密封性，同时便于分别对上层反应釜115与下层反应釜116进行检修。需要说明的是，如图4所示，上层反应釜115和下层反应釜116的釜体111均为六棱结构，上层反应釜115的釜体111及下层反应釜116的釜体111通过如图5所示的法兰15结构分别与前密封仓13相连。
为了及时进行刮焦处理，避免积碳的产生，传动链条114包括左右对称分布的两条传动链条114，两条传动链条114之间架设有若干输送挡板117，若干输送挡板117沿传动链条114的传动方向均匀分布。
进一步的，传动链条114包括位于上层反应釜115内的上层传动链条1153，以及位于下层反应釜116内的下层传动链条1164，上层传动链条1153上部连接有上层面板，下层传动链条1164下部设有下层面板。其中，架设于上层传动链条1153上的输送挡板117用于对上层面板进行刮焦处理，架设于下层传动链条1164上的输送挡板117用于对下层面板进行刮焦处理。上层面板、下层面板、传动链条114及输送挡板117的设置保证了固体物料在刮板式热解反应釜11内的连续输送，同时减少了热解反应釜内积碳发生的可能。
为了进一步提高装置运行过程中的稳定性，还包括与传动从动轮112相连的自动液压涨紧器，自动液压涨紧器位于前密封仓13外部，自动液压涨紧器与传动从动轮112通过连接件118相连。通过设置在前密封仓13外的自动液压涨紧器，实现了装备输送挡板117传动链条114的自动涨紧，增加了装备运行的稳定性，进一步提高了该装置的自动化，同时提高了生产效率。需要说明的是，在刮板式热解反应釜11中，因为输送挡板117与传动链条114、以及链轮在长期工作时会产生一定程度的磨损，这时就会出现累积的节矩变化，导致输送链条松驰，与链轮啮合不好，从而造成脱轨。因此，传统的解决方式是通过手动涨紧的方式来解决这个问题，然而这增加了人力成本，且存在一定的安全隐患。然而，该实施例中的套传动装置位于刮板式热解反应釜11内部，从外面根本看不见里面的运行情况，所以不及时调整链条的涨紧度，会造成链条脱轨甚至引起生产装备的损坏，该实施例通过设置自动液压涨紧器，通过自动液压涨紧系统，可以随时根据链条的松紧保持涨度，提高了装置运行的稳定性，同时自动化程度高。
为了保证装置运行过程中的气密性及安全性，前密封仓13底部设有锥形落料口，锥形落料口与内旋式热解反应釜12的连接处依次设有气动球阀4和气动刀阀5。利用前密封仓13连接刮板式热解反应釜11和内旋式热解反应釜12，同时将前密封仓13底部设置锥形落料口，并且在锥形落料口与内旋式热解反应釜12的连接处依次设置气动球阀4和气动刀阀5，保证了各热解反应釜的气密性，同时在遇到紧急情况时，可以及时关闭不同性质的阀门来提高装置的安全性，避免危险的发生。
如图6所示，本发明另一方面提供一种包含以上任一实施例的热解装置的热解系统，包括依次相连的进料装置2、热解装置1以及出料装置3，进料装置2与刮板式热解反应釜11通过前密封仓13相连，出料装置3与内旋式热解反应釜12相连。该热解系统在保证安全可靠的情况下，实现了对废橡胶及废塑料的热解处理及回收利用，具有热解效率高，热解充分，能同时适用于废橡胶和废塑料的热裂解处理，适用性强的特点。
进一步的，进料装置2与前密封仓13的连接处依次设有气动刀阀5和气动球阀4；内旋式热解反应釜12与出料装置3的连接处依次设有气动刀阀5和气动球阀4。气动刀阀5和气动球阀4的设置保证了热解反应釜的气密性，提供了系统的安全性。另外，出渣装置还包括PLC控制器，用于控制气动刀阀5和气动球阀4同时处于开启或者关闭状态，提高自动化程度。
上述热解装置热裂解固体物料的工作过程为：
废橡胶和废塑料混合物通过前密封仓13进入刮板式热解反应釜11内进行热裂解，其中，该混合物首先通过上层反应釜115进行热裂解，然后进入后密封仓14，再从后密封仓14进入下层反应釜116进行热裂解，最后通过前密封仓13进入内旋式热解反应釜12进行彻底的热裂解。
Claims (10)
1.固体物料热解装置，包括刮板式热解反应釜(11)，其特征在于：还包括与所述刮板式热解反应釜(11)相连的内旋式热解反应釜(12)，设于所述刮板式热解反应釜(11)两端且与所述刮板式热解反应釜(11)连通的前密封仓(13)和后密封仓(14)，所述刮板式热解反应釜(11)与所述内旋式热解反应釜(12)通过所述前密封仓(13)相连；
所述刮板式热解反应釜(11)包括釜体(111)，传动从动轮(112)和传动主动轮(113)；
所述釜体(111)上部外侧设有上层热风夹套(1151)，所述釜体(111)下部外侧设有下层热风夹套(1161)，所述釜体(111)中部设有中层热风夹套(1162)；
所述传动从动轮(112)和所述传动主动轮(113)分别位于所述前密封仓(13)和所述后密封仓(14)内，所述传动从动轮(112)和所述传动主动轮(113)之间设有环绕所述中层热风夹套(1162)的传动链条(114)。
2.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于：所述前密封仓(13)与所述釜体(111)之间，以及所述后密封仓(14)与所述釜体(111)之间通过法兰(15)连接。
3.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于：所述刮板式热解反应釜(11)包括上层反应釜(115)和下层反应釜(116)，所述上层热风夹套(1151)位于所述上层反应釜(115)内，所述下层热风夹套(1161)与所述中层热风夹套(1162)位于所述下层反应釜(116)内，还包括与所述上层热风夹套(1151)相连的第一加热管道(1152)，以及与所述中层热风夹套(1162)相连的第二加热管道(1163)。
4.根据权利要求3所述的热解装置，其特征在于：所述传动链条(114)包括位于所述上层反应釜(115)内的上层传动链条(1153)，以及位于所述下层反应釜(116)内的下层传动链条(1164)，所述上层反应釜(115)的两端与所述下层反应釜(116)的两端分别通过法兰(15)与所述前密封仓(13)以及所述后密封仓(14)相连。
5.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于：所述传动链条(114)包括左右对称分布的两条传动链条(114)，两条所述传动链条(114)之间架设有若干输送挡板(117)，若干所述输送挡板(117)沿所述传动链条(114)的传动方向均匀分布。
6.根据权利要求5所述的热解装置，其特征在于：所述传动链条(114)包括位于所述上层反应釜(115)内的上层传动链条(1153)，以及位于所述下层反应釜(116)内的下层传动链条(1164)，所述上层传动链条(1153)上部连接有上层面板，所述下层传动链条(1164)下部设有下层面板。
7.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于：还包括与所述传动从动轮(112)相连的自动液压涨紧器，所述自动液压涨紧器位于所述前密封仓(13)外部，所述自动液压涨紧器与所述传动从动轮(112)通过连接件(118)相连。
8.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于：所述前密封仓(13)底部设有锥形落料口，所述锥形落料口与所述内旋式热解反应釜(12)的连接处依次设有气动球阀(4)和气动刀阀(5)。
9.包含权利要求1-8任一项所述热解装置的热解系统，其特征在于：包括依次相连的进料装置(2)、热解装置(1)以及出料装置(3)，所述进料装置(2)与所述刮板式热解反应釜(11)通过所述前密封仓(13)相连，所述出料装置(3)与所述内旋式热解反应釜(12)相连。
10.根据权利要求9所述的热解系统，其特征在于：所述进料装置(2)与所述前密封仓(13)的连接处依次设有气动刀阀(5)和气动球阀(4)；所述内旋式热解反应釜(12)与所述出料装置(3)的连接处依次设有气动刀阀(5)和气动球阀(4)。
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