專利名稱：高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜。
背景技術(shù)：
有機高分子固體廢棄物是指生活垃圾含有的廢塑料、廢橡膠以及廢輪胎等。生活垃圾的處理一般采用科學(xué)填埋、焚燒、分選分類利用、熱解等幾種辦法。填埋占用大量土地，原生態(tài)垃圾直接填埋嚴(yán)重污染環(huán)境，科學(xué)填埋成本高；焚燒是技術(shù)成熟的處理方法，焚燒的過?？諝庀禂?shù)大于1，氣體排放量大。產(chǎn)生大量Nox氣體、6價Cr、二惡英和其他重金屬氧化物，處理成本高，公眾反應(yīng)強烈。熱解是把有機高分子廢棄物，在隔絕空氣條件下熱裂解，使大分子化學(xué)鍵斷裂生成小分子的氣、液、固三相物質(zhì)。熱解與焚燒相比有如下優(yōu)點將有機高分子廢物轉(zhuǎn)換氣 液固含能物質(zhì)，便于儲存、運輸、使用；隔絕空氣條件下進行熱解，所產(chǎn)生的煙氣要少得多，降低尾氣處理成本，Nox氣體產(chǎn)生量小，減少對環(huán)境的污染；固體廢物中的硫、重金屬絕大部分固定在炭黑和灰洛中，三價Cr不轉(zhuǎn)化成六價Cr、絕氧、貧氧條件大幅降低二惡英生成，減少了有毒物質(zhì)處理量；熱解生成物氣液固是再生能源。垃圾的有機物熱解裝置、無機物填埋場的建設(shè)成本大約是科學(xué)填埋場、焚燒發(fā)電裝置建設(shè)成本的三分之一。高分子廢棄物熱解是吸熱反應(yīng)。通常的熱解反應(yīng)器有固定床、流化床、水泥窯及其它反應(yīng)器。熱解工藝有一步法熱解工藝、二步法熱解-催化熱解改質(zhì)工藝。固定床、流化床熱解存在結(jié)焦現(xiàn)象，常使生產(chǎn)不能連續(xù)。一步法熱解工藝的液體生成物烯烴含量高，很不穩(wěn)定，影響使用；二步法工藝設(shè)備數(shù)量大、能耗高、油品損失大、投資大等缺欠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，具備熱解、催化改質(zhì)、球磨、氣固分離功能的高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，包括回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜筒體、回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜動力大齒圈，其特征是筒體呈錐體形，且小頭位于入口端，大頭位于出口端；筒體外套裝加熱爐體，加熱爐體與筒體間設(shè)有間隙；筒體的二端設(shè)置球冠封頭，二端球冠封頭上分別設(shè)置入口管、出口管；筒體兩端分別設(shè)置與相應(yīng)托滾配合的入口支撐滾圈、出口支撐滾圈，在筒體前部設(shè)置徑向隔柵網(wǎng)，隔柵網(wǎng)前放置直徑進行球磨工作的鋼球，在隔柵網(wǎng)后設(shè)置多道催化劑盤，催化劑盤上裝催化劑。筒體的小頭直徑I. 6-2. 3米、大頭直徑I. 8-2. 5米、坡度1_1. 5%、長8. 0-10. O米。加熱爐體與筒體間的間隙為150_200mm。爐體入口端的動力大齒圈位置設(shè)置固定在筒體上的鋼制密封圈，直徑大于筒體。在筒體進料端設(shè)置擋滾，控制錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜膨脹方向，進料端不產(chǎn)生軸向位移，出口端自由伸縮。
催化劑盤徑向布置，催化劑盤的80%面積有催化劑，20%面積為空隙，催化劑盤安裝在支架上。相鄰二道催化劑盤的空隙成180°交叉安裝。筒體上設(shè)置火管式支撐，為無縫鋼管式支撐管，支撐管伸出筒體10mm，焊縫在筒體夕卜，焊縫處設(shè)置2_不銹板翻邊保護。本發(fā)明是一臺錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，錐體式反應(yīng)釜設(shè)置多項功能結(jié)構(gòu)、部件，使其具備熱解、催化改質(zhì)、球磨、氣固分離功能。能使高分子廢物在反應(yīng)釜內(nèi)一步完成二步工藝，并攻克反應(yīng)釜結(jié)焦難題，液體生成物烯烴含量降低，提高了液體油的穩(wěn)定性。在溫度350-650°C范圍內(nèi)、壓力< O. 05Mpa,使用有機固體廢物螺旋加料泵，隔絕空氣將高分子廢棄物加入錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，進行熱裂解、催化改質(zhì)。反應(yīng)釜的錐體回轉(zhuǎn)性能使物料熱解后的生成物，不發(fā)生敷貼釜壁、不產(chǎn)生凝聚及二次反應(yīng)，消除了結(jié)焦環(huán)境。在反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置多層可拆卸式催化劑塔盤，熱解生成氣體經(jīng)過催化劑改質(zhì)，降低了烯烴含量。反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置隔柵及鋼球，改變高分子熱解后的固體廢渣尺寸[如橡膠塊及鋼絲]，便于使用有機固體廢物熱解生成物氣固相連續(xù)排放裝置，在高溫條件下，連續(xù)將固體廢渣排出。設(shè)置的井字形火管支撐，增加 整體剛度、減少反應(yīng)釜的撓度，加大受熱面積，提高了熱效率。使用耐高溫儀表、可變程控PLC系統(tǒng)，可按高分子廢物不同組分的物理化學(xué)性質(zhì)確定的反應(yīng)溫度，依據(jù)經(jīng)驗公式確定轉(zhuǎn)速及物料停留時間。本發(fā)明可使高分子廢物的熱解-催化改質(zhì)實現(xiàn)連續(xù)加料、連續(xù)熱解、連續(xù)催化改質(zhì)、連續(xù)排放固體廢渣、連續(xù)生成可燃氣體可燃液體，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。反應(yīng)釜外有加熱爐體，燃料是熱解生成物-可燃氣體及可燃液體，不需要外界再提供燃料。加熱爐是裂解氣的燃燒室?；鹑紲囟雀?，有利于二惡英分解。反應(yīng)釜熱解產(chǎn)生的固體廢物，經(jīng)過熔融爐熔融固化處理；高分子廢物帶入水熱解后轉(zhuǎn)化為污水，經(jīng)過膜生化處理、臭氧處理達到工排標(biāo)準(zhǔn)回流補充冷卻用水、余熱鍋爐用水，閉路使用。本發(fā)明的有益效果還在于
高分子廢物經(jīng)過錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜熱解-催化改質(zhì)，實現(xiàn)減量化、無害化、資源化，熱裂解所需燃料由裝置本身提供，不需要外界燃料。不占用大量土地資源實現(xiàn)高分子廢物處置；對以前原生態(tài)填埋的垃圾再挖掘重新處理，達到減量化、無害化、資源化，可騰出70%左右的填埋場占地，相對延長填埋場壽命。所產(chǎn)生的污水經(jīng)過處理全部自用；隔絕空氣熱解，廢氣量大幅度降低；通過除塵脫硫、脫氯達到排放標(biāo)準(zhǔn)；二惡英的飛灰在二次燃燒中分解，大幅度降低危害。高分子廢物熱解-催化改質(zhì)的生成液體組分相當(dāng)于汽柴油的熱值、密度，可以替代非車用燃料；亦可以作石油、化工原料。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖I是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是筒體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3、圖4、圖5分別是入口支撐滾圈、出口支撐滾圈、動力大齒圈部位的剖面圖。圖6、圖7分別是相鄰二道催化劑盤的剖面圖。
具體實施例方式一種高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，包括回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜筒體I、回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜動力大齒圈2，筒體呈錐體形，且小頭位于入口端，大頭位于出口端；筒體外套裝加熱爐體3，加熱爐體與筒體間設(shè)有間隙；筒體的二端設(shè)置球冠封頭4、5，二端球冠封頭上分別設(shè)置入口管6、出口管7 ;筒體兩端分別設(shè)置與相應(yīng)托滾16配合的入口支撐滾圈8、出口支撐滾圈9，在筒體前部設(shè)置徑向隔柵網(wǎng)10，隔柵網(wǎng)前放置直徑進行球磨工作的鋼球11，在隔柵網(wǎng)后設(shè)置多道催化劑盤12，催化劑盤上裝催化劑。 筒體的小頭直徑I. 6-2. 3米、大頭直徑I. 8-2. 5米、坡度1_1. 5%、長8. 0-10. O米。加熱爐體與筒體間的間隙為150_200mm。加熱爐產(chǎn)生熱解高分子廢物熱能，由爐體側(cè)面設(shè)置4-6個燃氣嘴、3-4個燃油嘴提供。爐體入口端的動力大齒圈位置設(shè)置固定在筒體上的鋼制密封圈13，直徑大于筒體。在筒體進料端設(shè)置擋滾14，控制錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜膨脹方向，進料端不產(chǎn)生軸向位移，出口端自由伸縮。催化劑盤徑向布置，催化劑盤的80%面積有催化劑，20%面積為空隙，降低釜內(nèi)阻力，保證裂解氣流速，催化劑盤與筒體有30mm間隙，便于固體灰渣通過。催化劑盤安裝在支架上。相鄰二道催化劑盤的空隙成180°交叉安裝。筒體上設(shè)置火管式支撐15，為無縫鋼管式支撐管，支撐管伸出筒體10mm，焊縫在筒體外，焊縫處設(shè)置2_不銹板翻邊保護，增加反應(yīng)器受熱面積，減少筒體徑向彎曲。。直接受熱的筒體材料Cr-Mo耐熱抗氫鋼；封頭材料15CrMoR，所用鋼材可在反應(yīng)溫度350-650°C連續(xù)運轉(zhuǎn)10萬小時不產(chǎn)生熱失效破壞。托滾直徑是滾圈直徑的1/3. 5。在擋滾內(nèi)側(cè)設(shè)置動力系統(tǒng)的大齒圈，直徑2. 8-3. 4米，電機減速機提供旋轉(zhuǎn)動力。齒圈位置支撐筒體內(nèi)用10號槽鋼焊接井字形支架，固定在反應(yīng)釜筒壁。筒體入口支撐滾圈，與擋滾接觸面有O. 5%坡度。
權(quán)利要求
1.一種高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，包括回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜筒體、回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜動力大齒圈，其特征是筒體呈錐體形，且小頭位于入口端，大頭位于出口端；筒體外套裝加熱爐體，加熱爐體與筒體間設(shè)有間隙；筒體的二端設(shè)置球冠封頭，二端球冠封頭上分別設(shè)置入口管、出口管；筒體兩端分別設(shè)置與相應(yīng)托滾配合的入口支撐滾圈、出口支撐滾圈，在筒體前部設(shè)置徑向隔柵網(wǎng)，隔柵網(wǎng)前放置直徑進行球磨工作的鋼球，在隔柵網(wǎng)后設(shè)置多道催化劑盤，催化劑盤上裝催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，其特征是筒體的小頭直徑I. 6-2. 3米、大頭直徑I. 8-2. 5米、坡度1-1. 5%、長8. 0-10. O米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，其特征是加熱爐體與筒體間的間隙為150-200mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，其特征是爐體入口端的動力大齒圈位置設(shè)置固定在筒體上的鋼制密封圈，直徑大于筒體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，其特征是在筒體進料端設(shè)置擋滾，控制錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜膨脹方向，進料端不產(chǎn)生軸向位移，出口端自由伸縮。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，其特征是催化劑盤徑向布置，催化劑盤的80%面積有催化劑，20%面積為空隙，催化劑盤安裝在支架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，其特征是相鄰二道催化劑盤的空隙成180°交叉安裝。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，其特征是筒體上設(shè)置火管式支撐，為無縫鋼管式支撐管，支撐管伸出筒體10mm，焊縫在筒體外，焊縫處設(shè)置2_不銹板翻邊保護。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高分子廢物熱解催化錐體回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，包括回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜筒體、回轉(zhuǎn)反應(yīng)釜動力大齒圈，筒體呈錐體形，且小頭位于入口端，大頭位于出口端；筒體外套裝加熱爐體，加熱爐體與筒體間設(shè)有間隙；筒體的二端設(shè)置球冠封頭，二端球冠封頭上分別設(shè)置入口管、出口管；筒體兩端分別設(shè)置與相應(yīng)托滾配合的入口支撐滾圈、出口支撐滾圈，在筒體前部設(shè)置徑向隔柵網(wǎng)，隔柵網(wǎng)前放置直徑進行球磨工作的鋼球，在隔柵網(wǎng)后設(shè)置多道催化劑盤，催化劑盤上裝催化劑。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)合理，具備熱解、催化改質(zhì)、球磨、氣固分離功能。
文檔編號B01J8/10GK102875837SQ20121039090
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者趙旭榮, 李建國 申請人:趙旭榮, 李建國