CN217438095U - 实现裂解高聚物的裂解系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实现裂解高聚物的裂解系统，包括预处理单元和裂解单元，预处理单元包括压缩式进料装置、第一挤出装置、第二挤出装置，压缩式进料装置的出料口与第一挤出装置的进料口相连通，第一挤出装置的出料口与第二挤出装置的进料口相连接，裂解单元包括三个或三个以上的膜式裂解反应腔，第二挤出装置的出料口与裂解单元中的三个或三个以上的膜式裂解反应腔相连通。第一挤出装置和第二挤出装置、均设置有第一加热元件。采用本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统，裂解时间短，反应完全，不易结碳，可以无害化处理含氯聚合物，应用范围广。

Description

实现裂解高聚物的裂解系统

技术领域

本实用新型涉及废弃物处理技术领域，具体是指一种实现裂解高聚物的裂解系统。

背景技术

目前国内外用于高聚物裂解的裂解反应器主要有列管式裂解反应器、流化床裂解反应器、槽式旋转裂解反应器、离心刮板成膜热裂解装置。这几种裂解反应器存在以下不足：

采用立管式裂解反应器，石油或高聚物在裂解过程容易造成列管式裂解反应器结碳，导致裂解不完全，甚至裂解反应很难进行。

用流化床裂解反应器进行废塑料的裂解，效果不佳，由于塑料在过程会产生高粘度油状或蜡状物，使加热载体的流动性变差，影响裂解效果，还需要不断补充新的加热载体。

国内也有用槽式旋转裂解反应器裂解废塑料，存在反应周期长，反应不完全，设备结碳，终端产物为难以处理的粘稠焦化物，二次污染污染严重，设备占地面积大。

目前比较理想废塑料裂解设备是离心刮板成膜热裂解装置，具有反应速度快，不易结碳， 100％有效转化，无二次污染，克服了前几种裂解反应器的缺点和不足，但这种裂解装置处理量小，只能在50～60公斤/小时。

上述这些裂解反应器都不适用聚氯乙烯(PVC)的裂解处理，热裂解过程会产生氯化氢 (HCl)气体而腐蚀设备，污染环境。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种裂解时间短、反应完全、不易结碳、无二次污染、可以大量无害化处理含氯聚合物的实现裂解高聚物的裂解系统，设备占地面积小。

为了实现上述目的，本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统具有如下构成：

该实现裂解高聚物的裂解系统，其主要特点是，所述的裂解系统包括预处理单元和裂解单元，所述的预处理单元包括压缩式进料装置、第一挤出装置、第二挤出装置，所述的压缩式进料装置的出料口与所述的第一挤出装置的进料口相连通，所述的第一挤出装置的出料口与所述的第二挤出装置的进料口相连接，所述的裂解单元包括三个或三个以上的膜式裂解反应腔，所述的第二挤出装置的出料口与所述的裂解单元中的三个或三个以上的膜式裂解反应腔相连通。所述的第一挤出装置和第二挤出装置、均设置有第一加热元件。

较佳地，所述的第一挤出装置的出料口通过连接装置与所述的第二挤出装置的进料口相连接，所述的连接装置设置有圆柱形上部、圆锥形下部，所述的圆柱形上部的顶端设置的排气口，所述的圆柱形上部设置有第一连接口，所述的第一连接口与所述的第一挤出装置的出料口可滑动地密封连接，所述的圆锥形下部的底端设置有第二连接口，所述的第二连接口与所述的第二挤出装置的进料口相连通，所述的第一挤出装置和/或第二挤出装置设置有排出加热产生的废气的排气口。所述连接装置圆锥形下部设置有加热流动的膏状高聚物的第三加热元件。

较佳地，所述的第一挤出装置包括第一减速机、第一联轴器、第一轴承箱和第一螺筒，所述的第一减速机、第一联轴器、第一轴承箱、第一挤出装置的进料口、第一螺筒和第一挤出装置的出料口依次相连接，所述的第二挤出装置包括第二减速机、第二联轴器、第二轴承箱和第二螺筒，所述的第二减速机、第二联轴器、第二轴承箱、第二挤出装置的进料口、第二螺筒和第二挤出装置的出料口依次相连接，所述的第一螺筒和第二螺筒内分别设置有与所述的第一轴承箱和第二轴承箱相连接的第一螺杆和第二螺杆，所述的第一螺筒和第二螺筒中均设置有排气孔。

较佳地，所述的压缩式进料装置包括圆柱形上部筒体和圆柱形下部筒体，所述的圆柱形上部筒体的直径大于所述的圆柱形下部筒体的直径，所述的压缩式进料装置设置有搅拌结构，所述的搅拌结构包括搅拌轴和组合叶片，所述的组合叶片包括与所述的圆柱形上部筒体相对应的矩形叶片和与所述的圆柱形下部筒体相对应的螺旋叶片。

较佳地，所述的第二挤出装置的出料口通过分流头与所述的裂解单元中的三个或三个以上的膜式裂解反应腔相连通。所述的分流头包括连接弯管、壳体，所述的连接弯管一端与所述的第二挤出装置的出料口相连通，所述的连接弯管的另一端与所述的分流头的壳体的进口端部相连接，所述的壳体的进口端部设置有多孔圆板，所述的壳体的内部设置有锥芯以及围绕所述的锥芯设置的隔板，所述的隔板将所述的壳体内部空间分隔成对应于所述的膜式裂解反应腔的数目的隔室，所述的壳体的出口端部设置有对应于所述的膜式裂解反应腔的数目的排料口；所述的壳体设置有第二加热元件。

较佳地，所述的裂解单元还包括油气收集装置，所述的油气收集装置的数目对应于所述的膜式裂解反应腔的数目，所述的油气收集装置还包括与所述的膜式裂解反应腔相连接的第一油气输送支管、与所述的第一油气输送支管出气口相连接的催化吸附塔、与所述的催化吸附塔相连接的第二油气输送支管、与所述第二油气输送支管出口相连接的第一冷凝器、与所述的第一冷凝器相连接的第三油气输送支管、与所述的第三油气输送支管出口相连接的接收罐，所述的膜式裂解反应腔出气口通过第一油气输送支管与所述的催化吸附塔底部进气口相连通，所述的催化吸附塔出气口通过第二油气输送支管与所述的第一冷凝器顶部进气口相连通，所述的第一冷凝器顶部气液出口通过第三油气输送支管与所述的接收罐侧面气液进口相连通，所述的接收罐顶部出气口与燃总管相连通，所述的第一冷凝器的底部冷凝液出口与冷凝液总管连通。

更佳地，所述的脱蜡炉包括脱蜡炉筒体、第四减速机、刮刀搅拌，所述的刮刀搅拌包括主轴、刮刀架、刮刀、底刮刀、底轴、高温滑动轴承，所述的刮刀架固定在主轴上，所述的刮刀悬挂在刮刀架上，所述的底刮刀装在刮刀架底部。

更佳地，所述的催化吸附塔包括上端盖、第一中间段、第二中间段、下端盖、上栅格、下栅格，所述的上端盖、第一中间段、第二中间段、下端盖，自上而下依次连接成塔体，所述的上栅格和所述的下栅格自上而下依次固定在塔体内。

较佳地，所述的膜式裂解反应腔包括反应腔筒体、第三减速机、带鳞片搅拌，所述的带鳞片搅拌包括搅拌轴、分配盘、灯笼架、活动鳞片，所述的灯笼架固定在所述的搅拌轴上，所述的活动鳞片固定在灯笼架上，所述的活动鳞片能自由转动；所述的反应腔筒体通过设置第四加热元件自上而下分别形成第一温度区反应腔筒体、第二温度区反应腔筒体、第三温度区反应腔筒体。

更佳地，所述的裂解单元还包括脱蜡炉、与所述的脱蜡炉相连接第五油气输送支管、与所述的第五油气输送支管出口相连接的催化闪蒸塔、与所述的催化闪蒸塔相连接的第六油气输送支管、与所述的第六油气输送支管出口相连接的第二冷凝器、与所述的第二冷凝器相下出口相连接的气液分离罐、与所述的气液分离罐底部出料口相连接的第七液体输送支管、与所述的气液分离罐侧面排气口相连接第八燃气输送支管、伸缩管，所述的脱蜡炉的进料口通过伸缩管与所述的膜式裂解反应腔的出料口相连通，所述的脱蜡炉出气口通过所述第五油气输送支管与所述的催化闪蒸塔进口相连通，所述的催化闪蒸塔出气口通过所述第六油气输送支管与所述的第二冷凝器进口相连通，所述的第二冷凝器底部出口与所述气液分离罐上部进气口直接相连通，所述的气液分离罐侧面排气口通过所述的第八燃气输送支管与排气总管相连通；所述的脱蜡炉设置有第四电感加热元件，所述的催化闪蒸塔设置有第六加热元件。

更佳地，所述的脱蜡炉底部的排料口与碳黑冷却机的进料口相连接，所述的碳黑冷却机出料口与碳黑收集箱相连接，所述的碳黑收集箱的上部设置有氮气进口，所述的碳黑冷却机包括第四减速机、第三联轴器、第三轴承箱、第三螺筒，并依次相连接，通过支架固定在底座，第三螺筒内装有与第三联轴器相连的螺杆，第三螺筒外壁设置有冷却水箱。

更佳地，所述的催化闪蒸塔包括外壳上端、第一外壳中段、第二外壳中段、外壳下端、第一栅格、第二栅格，第一伞罩、第二伞罩，所述的外壳上端、所述的第一外壳中端、所述的第二外壳中端、所述的外壳下端自上而下依次连接成塔体，所述的催化闪蒸塔下端设置有第六加热元件，所述的第一栅格、所述的第二栅格、所述的第一伞罩和所述的第二伞罩自上而下依次固定在塔体内。

较佳地，所述的压缩式进料装置、所述的第一挤出装置、所述的第二挤出装置、安装在高于所述的膜式裂解反应腔的平台上，所述的接收罐、所述的第一冷凝器、所述的催化吸附塔、所述的膜式裂解反应腔，所述的第二冷凝器、所述的催化闪蒸塔、所述的气液分离罐、所述的脱蜡炉、所述的碳黑冷却机，依次自上而下组装在同一撬块支架上。

本实用新型的一种实现裂解高聚物的裂解系统，适应性强，不仅能处理废塑料(PE、PP、 PS)，还能处理废机油、渣油等高聚物，而且还能处理含氯的聚氯乙烯，在有处理能力大，反应速度快，有效转化率接近100％，设备筒壁不结碳，无二次污染，适应常年连续生产等优点。规模可达8～30吨/日，克服目前国内外废塑料处理设备的反应周期长，油化率低，有固体废物和废水排放，结碳严重，清理困难而造成二次污染的缺点。采用本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统，裂解时间短，反应完全，不易结碳，无二次污染，可以无害化处理含氯聚合物，占地面积小，应用范围广。

附图说明

图1为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统的第一实施方式的结构剖视图。

图2为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统的第一实施方式的俯视图。

图3为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的压缩式进料斗的结构剖视图。

图4为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的第一挤出装置的结构剖视图。

图5为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的第二挤出装置的结构剖视图。

图6为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的刮板总成的结构剖视图。

图7为图6的C—C的局部放大剖视图。

图8为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的第一分流头的结构剖视图。

图9为图8的E—E的局部放大剖视图。

图10为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的搅拌总成的结构剖视图。

图11为图10的D—D的局部放大剖视图。

图12为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的碳黑冷却机的结构剖视图。

图13为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的连接装置的结构剖视图。

图14为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统的第二实施方式的俯视图。

图15为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的第二分流头的剖视图。

图16为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的接收罐的剖视图。

图17为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的碳黑收集箱的剖视图。

图18为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的催化吸闪蒸塔的剖视图。

图19为本实用新型的实现裂解高聚物的裂解系统中的催化附塔的剖视图。

附图标记：

1、2、10 第一冷凝器

3 接收罐

4、11、12 催化吸附塔

5a、5b、5c 搅拌

6 第二冷凝器

7 气液分离罐

8 催化闪蒸塔

9 第六加热元件

13 第一分流头

14a、14b、14c 膜式裂解反应腔

15 压缩式进料装置

16 第一挤出装置

17 连接装置

18 第二挤出装置

19 油储罐

20 脱蜡炉

21 组合阀

22 碳黑冷却机

23、24、25 气动组合阀

26 碳粉收集箱

27 刮刀搅拌

28 油储槽

29 燃气压缩机

30 液化气储罐

a 第一减速机

b 第一联轴器

c 第一轴承箱

d 第一挤出装置的进料口

e 第一螺杆

f 第一挤出装置的排气口

g 第一螺筒

h、r 第一加热元件

i 第一挤出装置的出料口

j 第一固定架

k 第一底座

l 第二减速机

m 第二联轴器

n 第二轴承箱

o 第二挤出装置的进料口

p 第二螺杆

q 第二螺筒

s 第二挤出装置的出料口

t 第二固定架

x 第二底座

λ、η、α 第四加热元件

d1 连接弯管

d2 多孔圆板

d3 盖板

d4 隔板

d5 第二加热元件

d6 锥芯

d7 壳体

d8 第一分流头的排料口

h1 碳黑冷却机的进料口

h2 碳黑冷却机的出料口

b1 膜式裂解反应腔的筒体

b2 脱蜡炉筒体

t3 第三加热元件

t4 第四加热元件

t5 第五加热元件

A 支架

B 第四联轴器

C 轴承盒

D 搅拌轴

E 圆柱形上部筒体

F 矩形叶片

H 第五减速机

J 圆柱形下部筒体

K 螺旋叶片

S 主轴

T 分配盘

U 灯笼架

V 活动鳞片

W 底轴

X 出料底刮板

Y 高温滑动轴承

B1 圆柱形上部的排气口

B2 连接装置的筒体

B3 第一连接口

B4 第二连接口

C1 外壳上端

C2 第一栅格

C3 第一外壳中段

C4 第二外壳中段

C5 第二栅格

C6 第一伞形罩

C7 第二伞形罩

C8 催化闪蒸塔的外壳下端

F1 上端盖

F2 上栅格

F3 第一中间段

F4 第二中间段

F5 下栅格

F6 下端盖

H1 第四减速机

H2 第三联轴器

H3 第三轴承箱

H4 第三螺筒

H5 支架

H6 冷却水箱

H7 底座

H9 螺杆

J1 第三减速机

L1 主轴

L2 刮刀架

L3 刮刀

L4 出料底刮刀

L5 底轴

L6 高温滑动轴承

N1 接收罐的顶部排气口

N2、N3、N4 油气进口

N5、N6 接收罐出口

S4 隔板

S5 锥芯

S7 壳体

T1 箱盖

T2 碳黑收集箱的进料口

T3 箱体

T4 小车

T5 氮气进口

Z1 排料支管

Z2 第一油气输送支管

Z3 第二油气输送支管

Z4 第三油气输送支管

Z5 第四油气输送支管

Z6 第五油气输送支管

Z7 液封管

Z8 尾气支管

Z9 底部伸缩管

Z10 燃气总管

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

如图1、图2、图13所示，为本实用新型提供一种实现裂解高聚物的裂解系统的一种具体实施方式，包括进行裂解反应的裂解单元以及用于在进行裂解反应之前处理高聚物的预处理单元，所述的预处理单元包括压缩式进料装置15、第一挤出装置16、第二挤出装置18、第一分流头13，所述的压缩式进料装置15的出料口与所述的第一挤出装置16的进料口相连通，所述的第一挤出装置16的出料口与所述连接装置17的中部进料口相连通，所述连接装置17的底部出料口与所述的第二挤出装置18的进料口相连通，所述的第二挤出装置18的出料口与所述的第一分流头13进料口相连通，所述的第一分流头13的出口与所述的裂解单元相连通，所述的第一挤出装置16和第二挤出装置18均设置有第一加热元件h、r，所述的第一挤出装置16设置有排出加热产生的废气的排气口f。其中第一加热元件h、r可以为三组加热元件例如电感加热线圈。

在一种较佳地实施方式中，所述的第一挤出装置16的出料口i通过连接装置17与所述的第二挤出装置18的进料口o相连接，如图13所示，所述的连接装置17的筒体B2设置有圆柱形上部、圆锥形下部，所述的圆柱形上部的顶端设置有排气口B1，所述的圆柱形上部设置有第一连接口B3，所述的第一连接口B3与所述的第一挤出装置16的出料口i可滑动地密封连接，所述的圆锥形下部的底端设置有第二连接口B4，所述的第二连接口B4与所述的第二挤出装置18的进料口o相连通。

其中，连接装置17的外壁绕有第三加热元件例如电感线圈，第一连接口B3具有填料盒，与第一挤出装置16的出料口i相连。连接装置17的圆柱形上部的顶端设置有排气口B1，与氯化氢处理装置进气口连接，且连接装置17外壁设置的第三加热元件t3使连接装置保持聚氯乙烯脱氯的温度260℃，氯化氢从排气孔B1被连续抽出。连接装置17内脱去氯化氢的熔融状态的废高聚物从连接装置17底部第二连接口B4进入第二挤出装置18。

在一种较佳地实施方式中，如图4所示，所述的第一挤出装置16包括依次相连接的第一减速机a、第一联轴器b、第一轴承箱c、第一挤出装置16的进料口d、第一螺筒g、第一挤出装置16的出料口i，所述的第一螺筒g内设置有与所述的第一轴承箱c相连接的第一螺杆e。如图5所示，所述的第二挤出装置18包括依次相连接的第二减速机l、第二联轴器m、第二轴承箱n、第二挤出装置18的进料口o、第二螺筒q、第二挤出装置18的出料口s，所述的第二螺筒q内设置有与所述的第二轴承箱n相连接的第二螺杆p。

在一种较佳地实施方式中，如图4所示，所述的第一挤出装置16中的第一螺筒g中部设置有排气孔f，排气孔f内装有排气元件。

如图4、图5所示，第一挤出装置16还设置有第一固定架j、第一底座k，第二挤出装置 18还设置有第二固定架t、第二底座x。

第一挤出装置16的第一螺筒g在连接装置的第一连接口B3里可以自由滑动又不漏气，消除第一挤出装置16因受热膨胀产生的推力，第一螺筒g外的加热元件h用来加热第一挤出装置16里面的废塑料碎片，第一挤出装置16的第一螺杆e旋转时，废塑料碎片向前移动，在移动过程中被加热熔化、升温，在加热过程中产生的水蒸气和空气从第一螺筒g中部的排气孔内的排气元件排出，进入吸收单元处理。当熔化加热废塑料中的含氯塑料碎片被加热到脱氯温度180～260℃时，熔化的聚氯乙烯被脱去氯离子生成氯化氢，经连接装置17排入氯化氢吸收处理系统。当第二螺杆p转动时，熔融废塑料继续向前移动，同时被第二螺筒q外的第一加热元件r加热升温到进料温度360℃。

在一种较佳地实施方式中，如图3所示，所述的压缩式进料装置15包括圆柱形上部筒体 E和圆柱形下部筒体J，所述的圆柱形上部筒体E的直径大于所述的圆柱形下部筒体J的直径，所述的压缩式进料装置设置有搅拌结构，所述的搅拌结构包括搅拌轴D和组合叶片，所述的组合叶片包括与所述的圆柱形上部筒体相对应的矩形叶片F和与所述的圆柱形下部筒体相对应的螺旋叶片K。

如图3所示，压缩式进料装置15中，搅拌轴D依次连接有第五减速机H、第四联轴器B、轴承盒C和支架A。当搅拌轴D转动时，在矩形叶片F的作用下，物料向压缩式进料装置 15的中心移动，被移动到中心的物料又被旋转的螺旋叶片K压入第一挤出装置16的进料口 d。

在一种较佳地实施方式中，如图1和图14所示，所述的裂解单元包括三个或三个以上的膜式裂解反应腔，所述的第二挤出装置18的出料口s通过第一分流头13与所述的裂解单元中的三个14a、14b、14c或三个以上的膜式裂解反应腔相连通。如图1和2所示，在本实施例中，显示了裂解单元包括三个膜式裂解反应腔14a、14b、14c的情形，如图14所示，为本实用新型的第二实施例，显示了裂解单元包括四个膜式裂解反应腔的情形。

在一种较佳地实施方式中，如图8所示，所述的第一分流头13包括连接弯管d1、壳体 d7，所述的连接弯管d1一端与所述的第二挤出装置18的出料口相连通，所述的连接弯管d1 的另一端与所述的第一分流头的壳体d7的进口端部相连接，所述的壳体d7的进口端部设置有多孔圆板d2，所述的壳体的内部设置有锥芯d6以及围绕所述的锥芯d6设置的隔板d4，所述的隔板d4用于将所述的壳体d7内部空间分隔成对应于所述的膜式裂解反应腔的数目的隔室，所述的壳体d7的出口端部设置有对应于所述的膜式裂解反应腔的数目的排料口d8；所述的壳体设置有第二加热元件d5。

如图9和图15所示，显示了所述的隔板将壳体内部空间分隔成三个和四个隔室的情形，对应的膜式裂解反应腔分别为三个和四个。可以根据实际处理量和其他需要，设置其他数目的膜式裂解反应腔和隔室、排料口。如图15是分成四格的情形，壳体S7内部设置有锥芯S6 以及围绕锥芯设置的隔板S4，所述隔板S4将壳体S7内部空间分隔成四个隔室。

如图8所示，第一分流头13还设置有盖板d3，排料口d8分别与排料支管Z1相连接，排料支管Z1的另一头又分别与膜式裂解反应腔14a、14b、14c进料口相连接，第一分流头 13把第二挤出装置18的出料口s压出的熔融状态的废塑料，经多孔圆板d2，物料由螺旋运动改变为直线运动，再经隔板d4、锥芯d6、将物料分流，再经三个排料接口d8、三根排料支管Z1分别被压入相应膜式裂解反应腔14a、14b、14c进料口。

在一种较佳地实施方式中，如图1所示，所述的膜式裂解反应腔14a、14b、14c包括膜式裂解反应腔的筒体b1，所述的膜式裂解反应腔的筒体b1被设置在筒壁上的第四加热元件 t2加热成三个不同温度的区域，低温、中温、高温，自上而下分布。例如，膜式裂解反应腔筒体b1外面分别绕有三组高频电感加热线圈λ、η、α，把筒体自上而下分为高、中、低三个温度区，上部温度为350℃～380℃，中部温度400℃～450℃，下部450℃～500℃，这样使不同的废塑料在不同的温度区域进行裂解，避免裂解温度过高或过低，使底部生成碳黑更细腻。

如图1、图2、图6、图7所示，膜式裂解反应腔14a、14b、14c内装有第三减速机J1带动的搅拌5a、5b、5c，如图6所示，所述的搅拌5a、5b、5c，由主轴S、分配盘T、灯笼架 U、活动鳞片V、出料底刮板X、底轴W和高温滑动轴承Y组成，主轴S上自上而下依次固定连接分配盘T、灯笼架U、出料底刮板X、底轴W和高温滑动轴承Y，如图6所示，活动鳞片V以悬挂方式与灯笼架U连接，膜式裂解反应腔14a、14b、14c底部装有气动组合阀23、 24、25、底部伸缩管Z9，膜式裂解反应腔14a、14b、14c，顶部装有带动搅拌5a、5b、5c的第三减速机J1，底部物料出口装有气动组合阀23、24、25，与底部伸缩管Z9连接，底部伸缩管Z9另一头与脱蜡炉20顶部的进料口连接。

由第一分流头13的排料口d8排出的热熔的膏状废塑料，经排料支管Z1被压入膜式裂解反应腔14a、14b、14c内的旋转的分配盘T上，在离心力的作用下将其甩向膜式裂解反应腔 14a、14b、14c的高温筒壁上，在重力和旋转的活动鳞片V的共同作用下，筒壁上热熔的膏状废塑料被刮成膜状并向下移动，在向下移动过程中，热熔的膏状废塑料在不同温度的筒壁上瞬间发生热裂解反应，出料底刮板X能将底部的高沸物刮向筒壁而被再加热，产生的油气蒸气从膜式裂解反应腔14a、14b、14c排出，进入催化吸附塔4、11、12进一步裂解并除去有机氯。

在一种较佳地实施方式中，如图1、图19所示，所述的裂解单元包括催化吸附塔4、11、 12，所述催化吸附塔由上端盖F1、第一中间段F3、第二中间段F4、下端盖F6、上栅格F2、下栅格F5组成。所述的上端盖F1、所述的第一中间段F3、所述的第二中间段F4、所述的下端盖F6，自上而下依次连接成塔体,所述的上栅格F2、所述的下栅格F5自上而下依次固定在塔体内，所述催化吸附塔的上栅格上装有吸附剂，下栅格上装有催化剂，裂解反应和有机氯去除在同一塔内完成。

在一种较佳地实施方式中，如图1所示，所述的裂解单元包括脱蜡炉20，所述的脱蜡炉 20的三个进料口分别通过三根底部伸缩管Z9与对应所述的三个膜式裂解反应腔14a、14b、 14c底部的气动组合阀23、24、25出料口相连通，所述的脱蜡炉20设置有第五加热元件例如电感加热线圈。

如图1、图10、图11所示，脱蜡炉20由筒体b2、刮刀搅拌27、高温滑动轴承L6、组合阀21组成，如图10和图11所示，所述的刮刀搅拌27由主轴L1、刮刀架L2、刮刀L3、底刮刀L4、底轴L5和高温滑动轴承L6组成，主轴L1上自上而下依次固定连接刮刀架L2、底刮刀L4、底轴L5，刮刀L3悬挂在刮刀架L2上，底刮板装在刮刀架L2底部。

来自膜式裂解反应腔14a、14b、14c底部的物料出口的碳黑粉状物通过组合阀21、底部伸缩管Z9从脱蜡炉20顶部的进料口在重力作用下落入脱蜡炉20，在刮刀搅拌27旋转作用之下，经加热将碳黑粉状物里的高沸物蒸出，得到干燥松散的碳黑产品，脱蜡炉20蒸出的高沸点蒸气进入催化闪蒸塔8进行催化裂解，生成的油气通过第五油气输送支管Z6从第二冷凝器上部油气进口进入第二冷凝器6，冷凝后的油气从第二冷凝器6底部排出，进入气液分离罐7，未冷凝的燃气从气液分离罐7顶部排出，通过第七燃气输送支管与燃气总管Z10连通，冷凝液从气液分离罐7底部流入油储罐19。

在一种较佳地实施方式中，如图18所述催化闪蒸塔8由外壳上端、第一外壳中段、第二外壳中段、外壳下端、第一栅格、第二栅格、第一伞形罩C6、第二伞形罩C7组成，所述的外壳上端、所述的第一外壳中段、所述的第二外壳中段、所述的外壳下端自上而下依次连接成塔体，所述的外壳下端设置有第六加热元件9。所述的第一栅格、所述的第二栅格、所述的第一伞形罩、所述的第二伞形罩自上而下依次固定在塔体内。

所述的催化闪蒸塔8内回流的回流液依次落到第一伞形罩C6、第二伞形罩C7上面，落在第二伞形罩C7回流液在重力的作用下被撒在所述的催化闪蒸塔8的外壳下端C8的高温壳壁上瞬间蒸发，蒸发的油气上升进入催化剂层再次进行裂解。

在一种较佳地实施方式中，如图1和图12所示，所述的脱蜡炉20底部的排料口与碳黑冷却机22的进料口h1相连接，所述的碳黑冷却机22的出料口h2与碳粉收集箱26相连接，所述的碳粉碳黑收集箱26的上部设置有氮气进口T5用以向箱体T3内灌氮气，防止碳黑在高温下自燃。

如图12、图17所示，碳黑冷却机22由第四减速机H1、第三联轴器H2、第三轴承箱H3、进料口h1、第三螺筒H4、支架H5、冷却水箱H6、底座H7、螺杆H9，出料口h2组成，冷却水箱下部设有进水口，上部设有出水口。碳黑收集箱26由箱盖T1、进料口T2、箱体T3、小车T4组成。

如图1、图16所示，在一种较佳地实施方式中，所述的裂解单元包括对应于所述的三个膜式裂解反应腔14a、14b、14c的数目的三个油气收集装置，所述的油气收集装置包括与所述的膜式裂解反应腔相连接的三根第一油气输送支管Z2、与所述的三个第一油气输送支管 Z2的出气口相连接的三个催化吸附塔4、11、12，与所述的催化吸附塔顶部油气出口相连接的三根第二油气输送支管Z3、与三个第二油气输送支管Z3出口相连接的第一冷凝器1、2、 10，与所述的三个第一冷凝器1、2、10的底部相连接的三根第三油气输送支管Z4、与三根第三油气输送支管Z4连接的一个接收罐3、与所述的接收罐3的顶部连接的燃气总管Z10。

其中，所述的接收罐3设有油气进口N2、N3、N4和出口N5、N6，所述的接收罐3的三个油气进口，通过三根第三油气输送支管Z4分别与所述的三个第一冷凝器1、2、10底部油气出口相连通，所述的三个第一冷凝器顶部油气进口通过所述的三根第二油气输送支管Z3 与所述的三个催化吸附塔4、11、12顶部油气出口相连通，所述的三个催化吸附塔4、11、 12底部油气进口通过三根第一油气输送支管Z2与所述的膜式裂解反应腔的三个油气出口相连通。接收罐3顶部排气口N1与燃气总管Z10相连接。

所在一种较佳地实施方式中，所述的压缩式进料装置15、第一挤出装置16、第二挤出装置18、安装在高于膜式裂解反应腔14a、14b、14c的平台上，所述的接收罐3、所述的第一冷凝器1、2、10、所述的催化吸附塔4、11、12、所述的膜式裂解反应腔14a、14b、14c，所述的第二冷凝器6、催化闪蒸塔8、气液分离罐7、脱蜡炉20、碳黑冷却机22，依次自上而下组装在同一撬块支架上。

本实用新型提供一种使用实现裂解高聚物的裂解系统的应用过程，具体包括：

1)设备预热：首先分别启动各个膜式裂解反应腔的电感加热器，把各个膜式裂解反应腔的筒壁同时分别加热，使筒壁上的温度自上而下逐步升高，上部起始温度为360～400℃，依着筒壁温度升高至下部筒壁450～500℃。当各个膜式裂解反应腔内部温度都达到160～ 200℃，随即同时启动第一挤出装置16和第二挤出装置18的电感加热器，分别加热第一挤出装置16的第一螺筒g和第二挤出装置18的第二螺筒q，使第一挤出装置16的第一螺筒g温度自第一挤出装置的进料口d到第一挤出装置16的出料口i逐步上升，从150～160℃逐步升高至250～260℃，第二挤出装置18的第二螺筒q的温度自第二挤出装置的进料口o到第二挤出装置18的出料口s逐步上升；

2)然后，启动压缩式进料装置15的第五减速机H，带动搅拌轴D和固定在搅拌轴D上的矩形叶片F和螺旋叶片K；再分别启动各个膜式裂解反应腔14a、14b、14c顶部的第三减速机J1，带动搅拌5a、5b、5c，使活动鳞片V在每个膜式裂解反应腔内转动，转速在5～40 转/分；随即又启动第一挤出装置16的第一减速机a和第二挤出装置18的第二减速机l，使螺杆在螺筒内转动。

3)将废塑料加入压缩式进料装置15，压缩式进料装置15内的废塑料在搅拌轴D和固定在搅拌轴D上的矩形叶片F和螺旋叶片K转动的作用下，废塑料被压入第一挤出装置16的进料口d，废塑料在旋转摩擦力的作用下，以一定速度在第一螺筒g内向前移动，在向前移动同时不断被加热，加热过程产生的水蒸气和进料过程带入的空气在第一挤出装置16设置的排气口排出，去吸收装置处理，当熔融废塑料从第一挤出装置16出料口i排出，进入连接装置17的第一连接口B3时，废塑料已处于热熔状态的膏状物，温度达到250～260℃，并在连接装置17被第三加热元件t3继续加热，此时，废塑料中混杂的含氯废塑料PVC的氯化氢被分解出来，生成的氯化氢从连接装置17的顶部的排气孔排出、被抽至氯化氢吸收处理装置，脱去氯化氢的熔化物从连接装置17下部的出口排出，从第二挤出装置18的进料口o、进入第二挤出装置18，在第二螺杆p转动作用下，热熔状态的膏状物在第二挤出装置18的第二螺筒g内向前移动，并继续被加热，从250～260℃加热到350～365℃，在第二挤出装置18 的第二螺杆p的旋转推动作用下，废塑料热膏状物被压送到第一分流头13，熔化的废塑料膏状物由于在多孔圆板的阻尼作用，由旋转运动变成直线运动，经隔板和锥芯被一分为三，通过三根排料支管Z1分别被压入三个膜式裂解反应腔14a、14b、14c，被压入的废塑料热熔膏状物从膜式裂解反应腔14a、14b、14c顶部的进料口进入已被第四加热元件λ、η、α加热的膜式裂解反应腔14a、14b、14c，落到正在旋转的分配盘T上，在离心力的作用下，废塑料热熔膏状物被甩向膜式裂解反应腔的筒体b1上，在重力和活动鳞片V旋转的作用下，沿筒体b1向下旋转移动，同时，活动鳞片V在离心力的作用下与筒体b1紧贴着旋转，将流下的废塑料热熔膏状物刮成膜状，逐步向下移动，依次经过低温区、中温区和高温区，不同的塑料在不同温度区域瞬间发生热裂解反应，生成的油气从三个膜式裂解反应腔14a、14b、14c 上部排气口排出，经三根第一油气输送支管Z2，分别进入相对应的催化吸附塔4、11、12的催化剂填料层进一步进行催化裂解，热裂解的高沸点长链产物在催化剂的催化作用下生成短链的低沸点油气，低沸点油气从催化层上升至吸附填料层除去有机氯后从三个催化吸附塔4、 11、12顶部排出，经三根第二油气输送支管Z3分别从相对应的三个第一冷凝器1、2、10顶部的油气进口进入第一冷凝器1、2、10，经冷凝后得到优质燃油和燃气通过第三油气输送支管Z4分别从接收罐的三个油气进口N2、N3、N4进入同一个接收罐3，轻质燃油从接收罐3 出料口N6底部流出，经第四油气输送支管Z5流入油储槽28，燃气从接收罐顶部排气口N1 排出，经燃气总管Z10被燃气压缩机29压缩成液化气，进入液化气储罐30，供废塑料干燥和他用。生成的碳黑在旋转的刮刀L3作用下，顺着脱蜡炉20的内壁向下移动到底部，到达底部的碳黑还含有少量蜡油，碳黑被旋转的出料底刮刀L4从三个膜式裂解反应腔14a、14b、 14c底部物料出口排出，各自经三个气动组合阀23、24、25和三根底部伸缩管Z9进入下部的同一个脱蜡炉20，含油的碳黑粉在刮刀L3的旋转作用下，含蜡油碳黑不断从罐体底部中央移向筒壁并沿筒壁向上翻动，反复循环，脱蜡炉20的筒壁温度为450-500±5℃，蒸出的蜡油蒸气进入所述的催化闪蒸塔8的催化剂层也被二次催化裂解成较低沸点的油气，较低沸点蒸气从催化层上升至吸附填料层除去有机氯后从所述的催化闪蒸塔8顶排出，经第二冷凝器 6冷凝后得到的优质基础油直接进入气液分离罐7，液体基础油从气液分离罐7底部排出，经液封管Z7进入油储罐19，尾气从气液分离罐上部排出，经尾气支管Z8与燃气总管连通，所述催化闪蒸塔8内的回流液先后落到所述催化闪蒸塔8的第一伞形罩C6、第二伞形罩C7，随后在重力的作用下撒向所述的催化闪蒸塔外壳下端C8的筒壁上闪蒸，又上升到所述的催化闪蒸塔8的催化层。确保除去含蜡油碳黑的高沸物，得到干燥松散的碳黑粉，干燥的碳黑粉从脱蜡炉20底部的排出口排出，经组合阀21进入碳黑冷却机22，在碳黑冷却机22的螺杆H9和第三螺筒H4内壁的共同作用下，灼热的碳黑粉在向前移动过程在冷却水箱H6的水中被冷却，被冷却后的碳黑粉从碳黑收集箱26的进料口T2进入碳黑收集箱26，所述的碳黑收集箱26由箱体T3、箱盖T1、进料口T2、氮气进口T5、小车T4组成，碳黑收集箱26要事先用氮气置换和碳黑冷却机22的第三螺筒H4外壁用水冷却可以防止碳黑自燃，以免影响碳黑质量。

不同的废塑料经压缩式进料斗(压缩式进料装置)、排气式挤出机(第一挤出装置)、排气罐(连接装置)排气后，熔融物料经由多头压料机头(分流头)分配到各个膜式裂解反应腔内，物料在离心力的作用下被甩至腔内筒壁上，与高温筒壁接触，瞬间发生裂解，裂解蒸汽经相对应的催化吸附塔进一步催化和除去有机氯，再经冷凝器冷凝后得到优质燃油和燃气，碳黑粉经脱蜡炉处理后排出。本实用新型装置处理量大，适用废塑料、渣油等聚合物的裂解。

本实用新型的一种实现裂解高聚物的裂解系统，适应性强，不仅能处理废塑料(PE、PP、 PS)，还能处理废机油、渣油等高聚物，而且还能处理含氯的聚氯乙烯，再有处理能力大，反应速度快，有效转化率接近100％，设备筒壁不结碳，无二次污染，占地面积小，适应常年连续生产等优点。规模可达8～30吨/日，克服目前国内外废塑料处理设备的反应周期长，油化率低，有固体废物和废水排放，结碳严重，清理困难而造成二次污染的缺点。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施方式作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (13)

1.一种实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的裂解系统包括预处理单元和裂解单元，所述的预处理单元包括压缩式进料装置、第一挤出装置、第二挤出装置，所述的压缩式进料装置的出料口与所述的第一挤出装置的进料口相连通，所述的第一挤出装置的出料口与所述的第二挤出装置的进料口通过连接相连接，所述的裂解单元包括三个或三个以上的膜式裂解反应腔，所述的第二挤出装置的出料口与所述的裂解单元中的三个或三个以上的膜式裂解反应腔相连通，所述的第一挤出装置和第二挤出装置均设置有第一加热元件。

2.根据权利要求1所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的第一挤出装置的出料口通过连接装置与所述的第二挤出装置的进料口相连接，所述的连接装置设置有圆柱形上部和圆锥形下部，所述的圆柱形上部的顶端设置有排气口，所述的圆柱形上部设置有第一连接口，所述的第一连接口与所述的第一挤出装置的出料口可滑动地密封连接，所述的圆锥形下部的底端设置有第二连接口，所述的第二连接口与所述的第二挤出装置的进料口相连通，所述的第一挤出装置和/或第二挤出装置设置有排出加热产生的废气的排气口，所述的圆锥形下部设置有用于加热流动膏状高聚物的第三加热元件。

3.根据权利要求1所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的第一挤出装置包括第一减速机、第一联轴器、第一轴承箱和第一螺筒，所述的第一减速机、第一联轴器、第一轴承箱、第一挤出装置的进料口、第一螺筒和第一挤出装置的出料口依次相连接，所述的第二挤出装置包括第二减速机、第二联轴器、第二轴承箱和第二螺筒，所述的第二减速机、第二联轴器、第二轴承箱、第二挤出装置的进料口、第二螺筒和第二挤出装置的出料口依次相连接，所述的第一螺筒和第二螺筒内分别设置有与所述的第一轴承箱和第二轴承箱相连接的第一螺杆和第二螺杆，所述的第一螺筒和第二螺筒中均设置有排气孔。

4.根据权利要求1所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的压缩式进料装置包括圆柱形上部筒体和圆柱形下部筒体，所述的圆柱形上部筒体的直径大于所述的圆柱形下部筒体的直径，所述的压缩式进料装置设置有搅拌结构，所述的搅拌结构包括搅拌轴和组合叶片，所述的组合叶片包括与所述的圆柱形上部筒体相对应的矩形叶片和与所述的圆柱形下部筒体相对应的螺旋叶片。

5.根据权利要求1所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的第二挤出装置的出料口通过分流头与所述的裂解单元中的三个或三个以上的膜式裂解反应腔相连通，所述的分流头包括连接弯管、壳体，所述的连接弯管一端与所述的第二挤出装置的出料口相连通，所述的连接弯管的另一端与所述的分流头的壳体的进口端部相连接，所述的壳体的进口端部设置有多孔圆板，所述的壳体的内部设置有锥芯以及围绕所述的锥芯设置的隔板，所述的隔板将所述的壳体内部空间分隔成对应于所述的膜式裂解反应腔的数目的隔室，所述的壳体的出口端部设置有对应于所述的膜式裂解反应腔的数目的排料口；所述的壳体设置有第二加热元件。

6.根据权利要求1所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的裂解单元还包括油气收集装置，所述的油气收集装置的数目对应于所述的膜式裂解反应腔的数目，所述的油气收集装置还包括与所述的膜式裂解反应腔相连接的第一油气输送支管、与所述的第一油气输送支管出气口相连接的催化吸附塔、与所述的催化吸附塔相连接的第二油气输送支管、与所述第二油气输送支管出口相连接的第一冷凝器、与所述的第一冷凝器相连接的第三油气输送支管、与所述的第三油气输送支管出口相连接的接收罐，所述的膜式裂解反应腔出气口通过第一油气输送支管与所述的催化吸附塔底部进气口相连通，所述的催化吸附塔出气口通过第二油气输送支管与所述的第一冷凝器顶部进气口相连通，所述的第一冷凝器顶部气液出口通过第三油气输送支管与所述的接收罐侧面气液进口相连通，所述的接收罐顶部出气口与燃总管相连通，所述的第一冷凝器的底部冷凝液出口与冷凝液总管连通。

7.根据权利要求6所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的催化吸附塔包括上端盖、第一中间段、第二中间段、下端盖、上栅格、下栅格，所述的上端盖、第一中间段、第二中间段、下端盖，自上而下依次连接成塔体，所述的上栅格和所述的下栅格自上而下依次固定在塔体内。

8.根据权利要求1所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的膜式裂解反应腔包括反应腔筒体、第三减速机、带鳞片搅拌，所述的带鳞片搅拌包括搅拌轴、分配盘、灯笼架、活动鳞片，所述的灯笼架固定在所述的搅拌轴上，所述的活动鳞片固定在灯笼架上，所述的活动鳞片能自由转动；所述的反应腔筒体通过设置第四加热元件自上而下分别形成第一温度区反应腔筒体、第二温度区反应腔筒体、第三温度区反应腔筒体。

9.根据权利要求6所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的裂解单元还包括脱蜡炉、与所述的脱蜡炉相连接第五油气输送支管、与所述的第五油气输送支管出口相连接的催化闪蒸塔、与所述的催化闪蒸塔相连接的第六油气输送支管、与所述的第六油气输送支管出口相连接的第二冷凝器、与所述的第二冷凝器相下出口相连接的气液分离罐、与所述的气液分离罐底部出料口相连接的第七液体输送支管、与所述的气液分离罐侧面排气口相连接第八燃气输送支管、伸缩管，所述的脱蜡炉的进料口通过伸缩管与所述的膜式裂解反应腔的出料口相连通，所述的脱蜡炉出气口通过所述第五油气输送支管与所述的催化闪蒸塔进口相连通，所述的催化闪蒸塔出气口通过所述第六油气输送支管与所述的第二冷凝器进口相连通，所述的第二冷凝器底部出口与所述气液分离罐上部进气口直接相连通，所述的气液分离罐侧面排气口通过所述的第八燃气输送支管与排气总管相连通；所述的脱蜡炉设置有第四电感加热元件，所述的催化闪蒸塔设置有第六加热元件。

10.根据权利要求9所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的脱蜡炉包括脱蜡炉筒体、第四减速机、刮刀搅拌，所述的刮刀搅拌包括主轴、刮刀架、刮刀、底刮刀、底轴、高温滑动轴承，所述的刮刀架固定在主轴上，所述的刮刀悬挂在刮刀架上，所述的底刮刀装在刮刀架底部。

11.根据权利要求9所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的脱蜡炉底部的排料口与碳黑冷却机的进料口相连接，所述的碳黑冷却机出料口与碳黑收集箱相连接，所述的碳黑收集箱的上部设置有氮气进口，所述的碳黑冷却机包括第四减速机、第三联轴器、第三轴承箱、第三螺筒，并依次相连接，通过支架固定在底座，第三螺筒内装有与第三联轴器相连的螺杆，第三螺筒外壁设置有冷却水箱。

12.根据权利要求9所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的催化闪蒸塔包括外壳上端、第一外壳中段、第二外壳中段、外壳下端、第一栅格、第二栅格，第一伞罩、第二伞罩，所述的外壳上端、所述的第一外壳中端、所述的第二外壳中端、所述的外壳下端自上而下依次连接成塔体，所述的催化闪蒸塔下端设置有第六加热元件，所述的第一栅格、所述的第二栅格、所述的第一伞罩和所述的第二伞罩自上而下依次固定在塔体内。

13.根据权利要求11所述的实现裂解高聚物的裂解系统，其特征在于，所述的压缩式进料装置、所述的第一挤出装置、所述的第二挤出装置、安装在高于所述的膜式裂解反应腔的平台上，所述的接收罐、所述的第一冷凝器、所述的催化吸附塔、所述的膜式裂解反应腔，所述的第二冷凝器、所述的催化闪蒸塔、所述的气液分离罐、所述的脱蜡炉、所述的碳黑冷却机，依次自上而下组装在同一撬块支架上。

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