專利名稱：用生活垃圾和或有機(jī)廢棄物制取烴類的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從生活垃圾和或有機(jī)廢棄物中制取烴類的方法和設(shè)備。特別是通過熱裂解和催化裂解從生活垃圾和或有機(jī)廢棄物中制取烴類的方法和設(shè)備。
隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，生活垃圾以及垃圾中有機(jī)物成份含量不斷提高，并對(duì)人類的生存環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害。有效地處理這些廢棄物使其無害化、資源化已成為全球普遍重視和研究的課題。
生活垃圾成份復(fù)雜。現(xiàn)有技術(shù)中的焚燒法存在著投資大、尾氣污染大氣、余熱發(fā)電成本高等弱點(diǎn)。填埋法存在大量占用耕地、污染水源、不能資源化的嚴(yán)重弊病?，F(xiàn)有技術(shù)已公開了一些解決這方面問題的技術(shù)方案，例如Chambers在USP4.235.676中公開了由廢輪胎和工業(yè)及生活廢棄物制取烴類的設(shè)備，所公開的設(shè)備采用真空系統(tǒng)、反應(yīng)釜固定、反應(yīng)易結(jié)焦、排渣難、生產(chǎn)不能連續(xù)性。在EP-A-0607862(申請(qǐng)人為MaZda Motor Corporation)公開了一種從廢塑料或廢橡膠制取烴類的方法和設(shè)備，反應(yīng)釜為立式，沒有公開反應(yīng)殘?jiān)呐欧欧椒?。以上方法均不能同時(shí)和連續(xù)處理成份復(fù)雜的生活垃圾和或有機(jī)廢棄物。本發(fā)明申請(qǐng)人在PCT/CN97/00124中，申請(qǐng)了從有機(jī)或高分子廢棄物制取烴類的方法及設(shè)備，采用臥式旋轉(zhuǎn)裂解反應(yīng)釜。由于裂解反應(yīng)的全過程是在同一個(gè)反應(yīng)釜中進(jìn)行，必須維持反應(yīng)釜處于高溫狀態(tài)下才能滿足裂解反應(yīng)所需熱量。但高溫狀態(tài)下的反應(yīng)釜鋼材易受熱變形，反應(yīng)釜無法旋轉(zhuǎn)。因此，生產(chǎn)中只能降低反應(yīng)溫度來保持反應(yīng)釜的材質(zhì)不變形，導(dǎo)致裂解反應(yīng)不完全、原料的分解不徹底。裝料和排渣均屬間歇式。
因此，本發(fā)明的目的是提供從生活垃圾和或有機(jī)廢棄物中制取烴類的方法和設(shè)備。更具體地，本發(fā)明提供將同一原料進(jìn)行兩次兩種不同溫度的熱裂解和催化裂解，用連續(xù)進(jìn)料和連續(xù)排渣的生產(chǎn)方法，從生活垃圾和或有機(jī)廢棄物中制取烴類的方法和設(shè)備。本發(fā)明能使堆積如山的生活垃圾減容化、無害化、資源化。
本發(fā)明的方法包括將所述的垃圾和或廢棄物粉碎或不粉碎，用螺旋進(jìn)料器連續(xù)不停地推入密閉的臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜中，旋轉(zhuǎn)并加熱反應(yīng)釜，進(jìn)行第一級(jí)裂解反應(yīng)。將第一級(jí)裂解反應(yīng)所生成的氣相烴排出反應(yīng)釜，同時(shí)，將來分解完全的反應(yīng)殘?jiān)B續(xù)不停地排入另一密閉的螺旋攪拌反應(yīng)釜中。給螺旋攪拌反應(yīng)釜加熱，用電驅(qū)動(dòng)反應(yīng)釜內(nèi)的螺旋攪拌機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，將第一級(jí)裂解反應(yīng)產(chǎn)生的殘?jiān)诼菪龜嚢璺磻?yīng)釜內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行高溫條件下的第二級(jí)裂解反應(yīng)，使殘?jiān)械挠袡C(jī)物徹底分解。同時(shí)，將第二級(jí)裂解反應(yīng)產(chǎn)生的無機(jī)殘存物從螺旋攪拌反應(yīng)釜連續(xù)不停地排出。將第二級(jí)裂解反應(yīng)所生成的氣相烴排出反應(yīng)釜。收集由反應(yīng)釜引出的烴類。
上述方法中，裂解反應(yīng)包括熱裂解反應(yīng)和催化裂解反應(yīng)。催化反應(yīng)是在置于反應(yīng)釜內(nèi)部的催化固定床上進(jìn)行，催化反應(yīng)所需熱量由反應(yīng)釜內(nèi)部熱量供給。裂解反應(yīng)可維持常壓或高于常壓，第一級(jí)催化反應(yīng)溫度為350-600℃，第二級(jí)催化反應(yīng)溫度為600-1000℃，所用催化劑為SR-1型催化劑，其組成(重量)包括CHO-1(商品名中國齊魯石化廠生產(chǎn))5％，REY20％，絲光沸石30％和ZSM-5催化劑45％。
本發(fā)明的設(shè)備主要包括臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜，螺旋攪拌反應(yīng)釜和烴油收集裝置。所述臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜包括圓柱形殼體，通過殼體下部幾組能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形托輪(每組二個(gè)托輪)，將圓柱形殼體支撐在地面上，殼體能順或逆旋轉(zhuǎn)；圓形齒輪盤，套在直徑相同的圓柱形殼體外筒壁上，采用焊接或螺栓進(jìn)行固定或相連接，驅(qū)動(dòng)齒輪盤旋轉(zhuǎn)，則圓柱形反應(yīng)釜?dú)んw跟隨同步轉(zhuǎn)動(dòng)；圓形螺紋鋼帶，像螺母內(nèi)絲，均勻固定在圓柱形殼體內(nèi)壁，當(dāng)圓柱形殼體旋轉(zhuǎn)時(shí)，殼體內(nèi)壁上的圓形螺紋鋼帶同步旋轉(zhuǎn)；螺旋進(jìn)料機(jī)，其配置于臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜的一端，固定不動(dòng)的螺旋進(jìn)料機(jī)的機(jī)殼與連續(xù)旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)釜圓柱形殼體之間用傳統(tǒng)的機(jī)械密封或其它密封方法相連接；殘?jiān)占移渑渲糜谂P式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜的另一端，固定不動(dòng)的收集室與旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)釜圓柱形殼體之間用傳統(tǒng)的機(jī)械密封或其它密封方法相連接；固定床，其垂直配置于殘?jiān)占覂?nèi)的上部與反應(yīng)釜的氣相產(chǎn)物出口相通。所述的螺旋攪拌反應(yīng)釜包括圓柱形殼體，固定在地面上不動(dòng)，殼體一端上方是原料的進(jìn)口，另一端連接殘?jiān)占?；固定床，其垂直配置于殘?jiān)占覂?nèi)的上部，并與反應(yīng)釜的氣相產(chǎn)物出口相通；螺旋攪拌機(jī)，安裝在圓柱形殼體內(nèi)部，用調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)其在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)；螺旋排渣器，安裝在殘?jiān)占业牡撞?。收集室底部的殘?jiān)隹谂c螺旋排渣器物料的進(jìn)口相連接。
附圖的簡要說明

圖1是用本發(fā)明設(shè)備生產(chǎn)烴類的簡易流程圖。圖2是本發(fā)明臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜和螺旋攪拌反應(yīng)釜設(shè)備圖。
本發(fā)明祥述本發(fā)明的目的之一是提供一種從生活垃圾和或有機(jī)廢棄物生產(chǎn)烴類的方法。包括將生活垃圾和或有機(jī)廢棄物粉碎成35厘米以下形狀，通過螺旋進(jìn)料器的推動(dòng)，裝入密閉的臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜中，旋轉(zhuǎn)并加熱反應(yīng)釜進(jìn)行第一級(jí)裂解反應(yīng)，將反應(yīng)所生成的氣相烴排出反應(yīng)釜，反應(yīng)殘存物連續(xù)不斷地排入另一密閉螺旋攪拌反應(yīng)釜繼續(xù)進(jìn)行第二級(jí)高溫裂解反應(yīng)。反應(yīng)生成的氣相烴排出反應(yīng)釜，按傳統(tǒng)方法收集第一、二級(jí)裂解反應(yīng)產(chǎn)生的氣相烴類。第二級(jí)裂解反應(yīng)排出的殘?jiān)驯环纸鈴氐?，不含有機(jī)物成份。殘?jiān)?jīng)粉碎、磁選、分離后得到工業(yè)無機(jī)填料和廢金屬。
在上述方法步驟中，所述的裂解反應(yīng)包括熱裂解反應(yīng)和催化裂解反應(yīng)。如果生活垃圾中有機(jī)物成份少，僅需熱裂解反應(yīng)即可。如果生活垃圾中含有大量的廢塑料、廢橡膠、油渣、污油等高分子有機(jī)廢棄物，則需經(jīng)熱裂解反應(yīng)和催化裂解反應(yīng)才可完成。
所述的催化裂解反應(yīng)是配置于兩種反應(yīng)釜內(nèi)的固定床上進(jìn)行。催化反應(yīng)所需熱量由反應(yīng)釜內(nèi)部熱量供給。第一級(jí)裂解溫度為350-600℃，第二級(jí)裂解溫度為600-1000℃。固定床上裝載有催化裂解反應(yīng)所需催化劑。通常選用SR-1型催化劑，其組成為CHO-1為5％、REY20％、絲光沸石(硅鋁摩爾比為12∶1)30％，以及45％的ZSM-5催化劑，將各組份進(jìn)行充分混合后可用于本發(fā)明的催化裂解反應(yīng)。
上述反應(yīng)均為常壓或高于常壓。經(jīng)第一、二級(jí)裂解反應(yīng)后得到的氣相產(chǎn)物經(jīng)常規(guī)方法冷凝、分離后得到各種用途的烴油和可燃?xì)怏w。將第二級(jí)裂解反應(yīng)產(chǎn)生的無機(jī)殘?jiān)懦龈猓?jīng)粉碎、磁選和分離后得到工業(yè)無機(jī)填料和廢金屬。
可用本發(fā)明方法處理的生活垃圾和或有機(jī)廢棄物包括生活垃圾、生活及工業(yè)有機(jī)廢棄物、廢塑料、廢輪胎、廢橡膠、污泥、木屑、含砂原油、渣油、重油以及其它高分子有機(jī)廢棄物。
具體地，本發(fā)明的方法包括步驟1.將生活垃圾或有機(jī)廢棄物粉碎成35厘米以下的塊狀物，連續(xù)不停地通過螺旋進(jìn)料器的推動(dòng)，裝入密閉的第一級(jí)臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜中或?qū)⒁后w有機(jī)廢棄物用泵連續(xù)不停地泵入螺旋進(jìn)料器中，并推入密閉的臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜中；2.電驅(qū)動(dòng)臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜轉(zhuǎn)動(dòng)，用高溫?zé)煹罋饨o反應(yīng)釜供熱，使反應(yīng)釜內(nèi)的物料不停地旋轉(zhuǎn)和向前滾動(dòng)，發(fā)生第一級(jí)熱裂解反應(yīng)和催化裂解反應(yīng)。裂解反應(yīng)產(chǎn)生的氣相烴排出釜外，按傳統(tǒng)方法收集。未被完全分解的殘?jiān)鼜姆磻?yīng)釜的殘?jiān)占业撞颗懦?，并直接落入另一螺旋攪拌反?yīng)釜中進(jìn)行第二級(jí)高溫裂解反應(yīng)；3.用高溫?zé)煹罋饨o另一螺旋攪拌反應(yīng)釜供熱，用電驅(qū)動(dòng)反應(yīng)釜中的螺旋攪拌機(jī)旋轉(zhuǎn)，將第一級(jí)裂解反應(yīng)未被分解完全的剩余固體殘存物在此反應(yīng)釜中繼續(xù)進(jìn)行第二級(jí)高溫裂解反應(yīng)。由于反應(yīng)釜中螺旋攪拌機(jī)的連續(xù)不停地旋轉(zhuǎn)攪拌和向前推動(dòng)作用，第二級(jí)裂解反應(yīng)所產(chǎn)生的殘?jiān)苯勇淙肼菪龜嚢璺磻?yīng)釜的殘?jiān)占业撞浚?jīng)底部外的螺旋排渣器排出釜外。殘?jiān)缓袡C(jī)物，經(jīng)粉碎、磁選、分離得到無機(jī)填料、金屬等工業(yè)原料。裂解反應(yīng)釜產(chǎn)生的氣相烴排出反應(yīng)釜，按傳統(tǒng)方法收集。
將熱裂解反應(yīng)和催化裂解反應(yīng)產(chǎn)生的氣相烴按傳統(tǒng)方法進(jìn)行分餾、冷凝、最后得到低沸點(diǎn)烴油和可燃性氣體。裂解反應(yīng)的最終殘?jiān)?如果是輪胎，殘?jiān)翘亢?經(jīng)粉碎、磁選、分離后得到無機(jī)填料、金屬等工業(yè)原料。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供實(shí)現(xiàn)上述方法的設(shè)備，主要包括臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜、螺旋攪拌反應(yīng)釜和烴油收集裝置。
所述的臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜包括圓柱形殼體，通過殼體下部幾組能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形托輪(每組為二個(gè)托輪)支撐于地面上。殼體外壁套裝有與其直徑相同的圓周齒輪盤。用電驅(qū)動(dòng)齒輪盤順或逆旋轉(zhuǎn)，則圓柱形殼體受托輪的支撐跟隨同步旋轉(zhuǎn)。圓柱形殼體外圍是固定不動(dòng)的保溫層，殼體與保溫層之間是加熱室。其中，給反應(yīng)釜?dú)んw加熱的高溫?zé)煔鈴募訜崾乙欢诉M(jìn)，經(jīng)過加熱室，從另一端排出。圓柱形殼體內(nèi)壁上均勻分布象螺母內(nèi)絲一樣層層疊疊圓周形螺紋鋼帶，它能使殼體內(nèi)的物料在殼體旋轉(zhuǎn)時(shí)向前或向后移動(dòng)。圓柱形殼體的一端連接固定式螺旋進(jìn)料器，另一端連接固定式殘?jiān)占??？尚D(zhuǎn)的圓柱形殼體與其兩端固定不動(dòng)的螺旋進(jìn)料器和殘?jiān)占抑g以及與固定不動(dòng)的隔熱保溫層之間均采用傳統(tǒng)的機(jī)械密封和其它密封方法進(jìn)行連接。殘?jiān)占业膬?nèi)部上方吊裝有催化固定床，熱裂解反應(yīng)產(chǎn)生的氣相烴經(jīng)固定床排出釜外。
所述的螺旋攪拌反應(yīng)釜包括圓柱形殼體，固定在地面上。圓柱形殼體內(nèi)部是可旋轉(zhuǎn)的螺旋攪拌機(jī)。圓柱形殼體的兩端分別是第一級(jí)裂解反應(yīng)排出的殘?jiān)M(jìn)口和第二級(jí)裂解反應(yīng)殘?jiān)氖占?也就是本螺旋攪拌反應(yīng)釜的物料進(jìn)口和反應(yīng)后剩余殘?jiān)氖占?，圓柱形殼體外面是被保溫隔熱墻包圍的加熱室，加熱室的兩端分別是給殼體供熱的高溫?zé)煹罋獾倪M(jìn)口和出口。裂解反應(yīng)產(chǎn)生的氣相烴經(jīng)殘?jiān)占覂?nèi)部上方的固催化定床后排出反應(yīng)釜，催化固定床與反應(yīng)釜?dú)庀辔锍隹谙嗤ā?br> 具體地，本發(fā)明的設(shè)備包括臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜(1)、順或逆轉(zhuǎn)調(diào)速電機(jī)(4)、螺旋攪拌反應(yīng)器(26)、燃燒爐(10)、加熱室(11)、催化固定床(14)和(16)、冷凝器(23)、烴油收集罐(24)、水封罐(25)等裝置組成(見圖1)。
參見圖1和圖2，臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜(1)、包括圓柱形殼體(22)，通過殼體(22)下部幾組能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形托輪(5)將圓柱形殼體(22)支撐在地面上。殼體(22)外筒壁安裝有與殼本(22)外層直徑相同的圓周形齒輪盤(6)，齒輪盤(6)與小齒輪盤(7)相對(duì)合，小齒輪盤(7)連接調(diào)速電機(jī)(4)，啟動(dòng)調(diào)速電機(jī)(4)順或逆轉(zhuǎn)，則小齒輪盤(7)帶動(dòng)齒輪盤(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，并使圓柱形殼體(22)跟隨同步旋轉(zhuǎn)。圓柱形殼體(22)的外面是固定不動(dòng)的隔熱保溫層(9)所包圍的加熱室(11)，其中，給圓柱形殼體(22)加熱的高溫?zé)煔鈴募訜崾?11)一端(12)進(jìn)入，經(jīng)過加熱室(11)后從另一端(8)排出。圓柱形殼體(22)內(nèi)壁均勻分布著像螺母內(nèi)絲一樣的層層圓周形螺紋鋼帶(2)，當(dāng)圓柱形殼體(22)順或逆旋轉(zhuǎn)時(shí)，殼體(22)內(nèi)的物料受螺紋鋼帶(2)的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)作用向前或向后移動(dòng)。圓柱形殼體(22)的一端連接固定式螺旋進(jìn)料器(3)，另一端連接固定式殘?jiān)占?13)?？尚D(zhuǎn)的圓柱形殼體(22)與其兩端固定不動(dòng)的螺旋進(jìn)料器(3)和殘?jiān)占?13)之間以及與固定不動(dòng)的隔熱保溫層(9)之間，均采用傳統(tǒng)的機(jī)械密封或其它密封方法進(jìn)行相連。殘?jiān)占?13)的內(nèi)部上方吊裝有催化固定床(14)，裂解反應(yīng)產(chǎn)生的氣相烴均通過固定床(14)后從反應(yīng)釜的出口(15)排出，經(jīng)冷凝器(23)到達(dá)烴油收集罐(24)內(nèi)，不凝結(jié)的氣體進(jìn)入水封罐(25)，并從罐(25)項(xiàng)部排出。臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜(1)排出的殘存物經(jīng)殘?jiān)占?13)直接落入螺旋攪拌反應(yīng)器(26)的進(jìn)料孔(18)。螺旋攪拌反應(yīng)釜(26)包括圓柱形殼體(21)，殼體(21)固定在地面上，圓柱形殼體(21)的兩端分別是物料進(jìn)口(18)和反應(yīng)殘?jiān)占?27)，也就是第一級(jí)裂解反應(yīng)排出的殘?jiān)M(jìn)口和第二級(jí)裂解反應(yīng)殘?jiān)某隹?。圓柱形殼體(21)內(nèi)的安裝有可旋轉(zhuǎn)的螺旋攪拌機(jī)(19)。用調(diào)速電機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。圓柱形殼體(21)外面是由保溫隔熱墻包圍的加熱室(11)，加熱室(11)的兩端分別是給殼體(21)供熱的高溫?zé)煹罋獾倪M(jìn)口(12)和出口(8)，裂解反應(yīng)產(chǎn)生的氣相烴經(jīng)釜內(nèi)固定床(16)排出釜外。氣相烴經(jīng)冷凝器(23)流入烴油收集罐(24)，不凝結(jié)的氣體進(jìn)入水封罐(25)，并從罐(25)頂部排出。采用煤、重油、可燃性氣體在燃燒爐(10)中燃燒生產(chǎn)高溫?zé)煹罋饨?jīng)孔(12)給臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜(1)和螺旋攪拌反應(yīng)釜(26)供熱。固體或液體原料通過螺旋進(jìn)料器(3)的推動(dòng)作用連續(xù)地進(jìn)入密閉的臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜(1)中，第一級(jí)熱裂解反應(yīng)產(chǎn)生的氣相烴經(jīng)釜(1)內(nèi)催化固定床(14)從釜出口(15)排出。反應(yīng)殘?jiān)鼜臍堅(jiān)占?13)底部直接落入另一螺旋攪拌反應(yīng)釜(26)中，在螺旋攪拌機(jī)器(19)的旋轉(zhuǎn)攪拌和向前推動(dòng)以及熱的作用下，發(fā)生第二級(jí)高溫裂解反應(yīng)，分解完全的無機(jī)殘?jiān)鼜臍堅(jiān)占?27)底部的排渣孔(20)排出，熱裂解產(chǎn)生的氣相烴經(jīng)殘?jiān)占?27)內(nèi)上方的固定床(16)后排出釜(26)外。然后入冷凝器(23)，最后進(jìn)入烴油收集罐(24)，不凝結(jié)的氣體進(jìn)入水封罐(25)。
結(jié)合附圖1和2對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
用破碎機(jī)將生活垃圾和或有機(jī)廢棄物破碎至35厘米以下的塊狀物，用提升機(jī)裝入料倉(28)和螺旋進(jìn)料機(jī)(3)中或用泵將液體原料泵入料倉(28)和螺旋進(jìn)料機(jī)(3)中。通過螺旋進(jìn)料機(jī)(3)的連續(xù)不停地旋轉(zhuǎn)將固體或液體原料連續(xù)不斷地推入密閉的臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜(1)中，用煤、重油或可燃性氣體在燃燒爐(10)中燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煹罋?，?jīng)加熱室(11)給反應(yīng)釜(1)供熱。用調(diào)速電機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)小齒輪(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪(7)帶動(dòng)相對(duì)合的圓柱形齒輪盤(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪盤(6)與圓柱形殼體(22)相固定，跟隨同步旋轉(zhuǎn)。原料在臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜(1)中跟隨不停地滾動(dòng)，受熱均勻，并受反應(yīng)釜(1)內(nèi)壁上層層螺紋鋼帶(2)作用不停地向前移動(dòng)。根據(jù)工藝需要，調(diào)速電機(jī)(4)可以順或逆轉(zhuǎn)動(dòng)，臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜(1)也跟隨同步順轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)動(dòng)，釜(1)中的物料也隨之前進(jìn)或倒退。釜(1)內(nèi)的廢棄物受熱后先發(fā)生熱裂解反應(yīng)。反應(yīng)殘存物經(jīng)殘?jiān)占?13)直接落入另一螺旋攪拌反應(yīng)釜(26)中，反應(yīng)產(chǎn)生的氣相烴進(jìn)入固定床(14)與固定床(14)中的催化劑發(fā)生催化裂解反應(yīng)[如果固定床(14)中沒有催化劑，則不發(fā)生催化裂解反應(yīng)]。反應(yīng)生成的氣相烴經(jīng)釜出口(15)流入冷凝器(23)，然后進(jìn)入烴油收集罐(24)，變?yōu)榈头悬c(diǎn)液體烴油被貯備。烴油可以按傳統(tǒng)煉油方法進(jìn)一步分餾提純成汽油、柴油和重油。重油可以再返回到反應(yīng)釜(1)進(jìn)行裂解或作為商品燃料油出售。不被凝結(jié)的氣體進(jìn)入水封罐(25)，并從水封罐(25)頂部排出，返回到燃燒爐(10)中燃燒再利用。此臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜(1)具有物料不易結(jié)焦、傳熱效率高、反應(yīng)速度快、生產(chǎn)連續(xù)化的特性。然而，為了滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求，此臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜(1)必須具備相適應(yīng)的容積。反應(yīng)釜(1)的圓柱形簡體越長或直徑越大，都能增大反應(yīng)釜容積，但容積增大導(dǎo)致反應(yīng)釜的鋼材在高溫條件下容易受熱變形，反應(yīng)釜(1)不能旋轉(zhuǎn)。因此，采用較低溫度條件有利于設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，低溫導(dǎo)致裂解反應(yīng)不完全，反應(yīng)殘存物中還有一定量的有機(jī)物成份未被分解，需要繼續(xù)進(jìn)行第二級(jí)高溫條件下裂解反應(yīng)，保證殘?jiān)缓袡C(jī)成份，實(shí)現(xiàn)垃圾的無害化。
第二級(jí)高溫裂解反應(yīng)是在另一螺旋攪拌反應(yīng)釜(26)中進(jìn)行。用煤、重油或可燃性氣體在燃燒爐(10)中燃燒生產(chǎn)高溫?zé)煹罋饨?jīng)孔(12)和加熱室(11)給螺旋攪拌反應(yīng)釜(26)供熱，用電啟動(dòng)調(diào)速電機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)釜(26)中螺旋攪拌機(jī)(19)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一級(jí)裂解反應(yīng)產(chǎn)生的少量或小容積的殘存物在此螺旋攪拌反應(yīng)釜(26)中繼續(xù)發(fā)生第二級(jí)高溫?zé)崃呀夥磻?yīng)。由于殘?jiān)可?，該螺旋攪拌反?yīng)釜(26)直徑也小，圓柱形殼體(21)固定不動(dòng)，所以在一定的高溫狀態(tài)下反應(yīng)釜(26)不易受熱變形，既使有輕微的變形，也不影響反應(yīng)釜(26)中螺旋攪拌機(jī)(19)的旋轉(zhuǎn)。由于熱裂解反應(yīng)溫度高，殘?jiān)械挠袡C(jī)物成份被深度裂解徹底分解變成氣相烴，氣相烴進(jìn)入釜(26)內(nèi)固定床(16)發(fā)生催化裂解反應(yīng)，催化反應(yīng)所需熱量由反應(yīng)釜(26)內(nèi)熱量供給，催化反應(yīng)產(chǎn)生氣相烴排出反應(yīng)釜(26)后，流入冷凝器(23)并進(jìn)入烴油收集罐(24)，不凝結(jié)的氣體入水封罐(25)，并從罐(25)的頂部排出，返回到燃燒爐(10)中燃燒回收利用。第二級(jí)高溫裂解反應(yīng)剩余的殘?jiān)殉蔀闊o機(jī)殘?jiān)?，在螺旋攪拌機(jī)(19)的攪拌推動(dòng)下，排入反應(yīng)釜(26)的殘?jiān)占?27)底部，經(jīng)底部螺旋排渣器(30)的作用排出釜外。經(jīng)粉碎、磁選、提純后得到無機(jī)填料和金屬等工業(yè)原料。
以下通過具體實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。
實(shí)施例1生活垃圾將生活垃圾用破碎機(jī)破碎成35厘米以下的塊狀物(不需分選)，用提升機(jī)裝入料倉(28)和螺旋進(jìn)料機(jī)(3)中，通過螺旋進(jìn)料機(jī)(3)的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)裝入密閉的臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜(1)中。反應(yīng)釜(1)內(nèi)的固定床(14)中裝入一定量的SR-1型催化劑。驅(qū)動(dòng)反應(yīng)釜(1)旋轉(zhuǎn)，用燃燒爐(10)中產(chǎn)生的高溫?zé)煹罋饨o加熱室(11)中的反應(yīng)釜(1)供給熱量。釜(1)中的物料在旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)和受熱時(shí)發(fā)生第一級(jí)熱裂解反應(yīng)和催化裂解反應(yīng)。生產(chǎn)屬于連續(xù)化，原料不斷地通過螺旋進(jìn)料機(jī)(3)裝入釜(1)中，釜(1)中物料受釜?dú)んw(21)的旋轉(zhuǎn)和殼體內(nèi)壁螺紋鋼帶(2)的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)作用不停地上下滾動(dòng)和向前移動(dòng)，物料受熱均勻、釜壁不結(jié)焦、傳熱效果好、裂解速度快、反應(yīng)在0.02-0.3MPa及400-600℃條件下進(jìn)行，反應(yīng)中產(chǎn)生的氣相烴不斷地排出釜(1)外，經(jīng)冷凝器(23)流入烴油收集罐(24)，成為低沸點(diǎn)烴油。不被凝結(jié)的可燃性氣體H2和C1-C4烴類通入水封罐(25)，從罐(25)頂部返回到燃燒爐(10)中燃燒回收再利用。生產(chǎn)屬于連續(xù)化，第一級(jí)裂解反應(yīng)產(chǎn)生殘?jiān)凰沟芈淙霘堅(jiān)占?13)，并直接落入另一螺旋攪拌反應(yīng)釜(26)中，連續(xù)進(jìn)行第二級(jí)高溫裂解反應(yīng)，用燃燒爐(10)中產(chǎn)生的高溫?zé)煹罋饨o反應(yīng)釜(26)供熱。用調(diào)速電機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)釜(26)內(nèi)的螺旋攪拌機(jī)(19)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。第一級(jí)裂解反應(yīng)的殘?jiān)诜磻?yīng)釜(26)中受熱及螺旋攪拌機(jī)(19)的攪拌作用下進(jìn)行深度裂解，繼續(xù)發(fā)生第二級(jí)高溫裂解反應(yīng)。反應(yīng)在0.02-0.3MPa及600-1000℃條件下進(jìn)行。第一級(jí)裂解反應(yīng)的殘?jiān)煌５剡M(jìn)入反應(yīng)釜(26)中，通過螺旋攪拌機(jī)(19)的攪拌作用，殘?jiān)械挠袡C(jī)物被徹底分解。裂解反應(yīng)剩余的無機(jī)殘?jiān)粩嗟嘏湃敕磻?yīng)釜(26)殘?jiān)占?27)，并經(jīng)收集室(27)底部的螺旋排渣器(30)排出釜(26)外。經(jīng)粉碎、磁選和分離提純得到工業(yè)無機(jī)填料和金屬，作為商品出售。第二級(jí)熱裂解反應(yīng)產(chǎn)生的氣相烴不斷地進(jìn)入殘?jiān)占?27)內(nèi)上方的催化固定床(16)中，與固定床(16)的SR-1型催化劑接觸，發(fā)生第二級(jí)催化裂解反應(yīng)，催化反應(yīng)所需熱量由反應(yīng)釜(26)內(nèi)熱量供給。催化反應(yīng)所產(chǎn)生的低沸點(diǎn)氣相烴流入冷凝器(23)，然后進(jìn)入烴油收集罐(24)成為低沸點(diǎn)的烴油。把第一、二級(jí)裂解反應(yīng)所收集的低沸點(diǎn)烴油，采用傳統(tǒng)的煉油方法及設(shè)備進(jìn)行分餾、冷凝或提純。分餾產(chǎn)生的重油返回到反應(yīng)釜(1)中再裂解。
經(jīng)過上述生產(chǎn)過程或第一、二級(jí)裂解反應(yīng)得到如下結(jié)果生活垃圾成份揮發(fā)物76％，固定類13.9％，灰份10.1％生活垃圾元素分析H5.6％，O21.8％，C55％，S0.6％N8.8％，灰份10.1％。
反應(yīng)產(chǎn)物(W％)烴油28％氣體(主要是烴類氣體)35％
無機(jī)填料及金屬16％水份21％實(shí)施例2廢輪輪采用實(shí)施例1的方法對(duì)廢輪胎進(jìn)行熱裂解和催化裂解，得到如下結(jié)果廢輪胎1000Kg第一級(jí)裂解溫度 400-600℃操作壓力0.02-0.3MPa催化劑 SR-1型催化劑第二級(jí)熱裂解溫度600-800℃操作壓力0.02-0.3MPa催化劑 SR-1型催化劑產(chǎn)物汽油98Kg(RON為93.5)(或重量比) 柴油432Kg(十六烷值59，凝固點(diǎn)(-20℃)可燃性氣體90Kg(H2，C1-C4)鋼絲60kg炭黑320Kg(有機(jī)物含量(0.1％)即油為53％，炭黑為32％，鋼絲6％，可燃性氣體為11％
權(quán)利要求
1.從生活垃圾和或有機(jī)廢棄物中制取烴類的方法包括將所述的垃圾和或廢棄物粉碎或不粉碎，用螺旋進(jìn)料器連續(xù)不停地推入密閉的臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜中，旋轉(zhuǎn)并加熱反應(yīng)釜，進(jìn)行第一級(jí)裂解反應(yīng)。將第一級(jí)裂解反應(yīng)所生成的氣相烴排出反應(yīng)釜，同時(shí)，將未分解完全的反應(yīng)殘?jiān)B續(xù)不停地排入另一密閉的螺旋攪拌反應(yīng)釜中。給螺旋攪拌反應(yīng)釜加熱，用電驅(qū)動(dòng)反應(yīng)釜內(nèi)的螺旋攪拌機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，將第一級(jí)裂解反應(yīng)產(chǎn)生的殘?jiān)诼菪龜嚢璺磻?yīng)釜內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行高溫條件下的第二級(jí)裂解反應(yīng)，使殘?jiān)械挠袡C(jī)物徹底分解。同時(shí)，將第二級(jí)裂解反應(yīng)產(chǎn)生的無機(jī)殘存物從螺旋攪拌反應(yīng)釜連續(xù)不停地排出。將第二級(jí)裂解反應(yīng)所生成的氣相烴排出反應(yīng)釜。收集第一、二及裂解反應(yīng)引出的烴類。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述的裂解反應(yīng)包括熱裂解反應(yīng)和催化裂解反應(yīng)。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述的催化裂解反應(yīng)是在反應(yīng)釜內(nèi)的固定床上進(jìn)行。如果固定床中不放催化劑，則不發(fā)生催化裂解反應(yīng)。
4.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述的第一級(jí)裂解反應(yīng)溫度為350-600℃，第二級(jí)裂解反應(yīng)溫度為600-1000℃。
5.權(quán)利要求2的方法，其中所述的催化裂解反應(yīng)的催化劑包括(重量)5％的CHO-1，REY.20％，絲光沸石(硅鋁摩爾比12∶1)30％和45％的ZSM-5催化劑。
6.從生活垃圾和或有機(jī)廢棄物制取烴類的設(shè)備主要包括臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜、螺旋攪拌反應(yīng)釜和烴油收集裝置。所述的臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜包括圓柱形殼體，通過殼體下部幾組能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形托輪(每組二個(gè)托輪)，將圓柱形殼體支撐在地面上。殼體能順或逆旋轉(zhuǎn)；圓形齒輪盤，套在直徑相同的圓柱形殼體外筒壁上，采用焊接或螺栓進(jìn)行固定或相連接。驅(qū)動(dòng)齒輪盤旋轉(zhuǎn)，則反應(yīng)釜的圓柱形殼體跟隨同步轉(zhuǎn)動(dòng)；圓形螺紋鋼帶，像螺母內(nèi)絲，均勻固定在圓柱形殼體內(nèi)壁，當(dāng)圓柱形殼體旋轉(zhuǎn)時(shí)，殼體內(nèi)壁上的圓形螺紋鋼帶同步旋轉(zhuǎn)；螺旋進(jìn)料機(jī)，其配置于臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜的一端，固定不動(dòng)的螺旋進(jìn)料機(jī)的機(jī)殼與連續(xù)旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)釜?dú)んw之間用傳統(tǒng)的機(jī)械密封或其它密封方法相連接；殘?jiān)占遥渑渲糜谂P式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜的另一端，固定不動(dòng)的收集室與旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)釜?dú)んw之間用傳統(tǒng)的機(jī)械密封或其它密封方法相連接；固定床，其垂直配置于殘?jiān)占覂?nèi)的上部與反應(yīng)釜的氣相產(chǎn)物出口相通；所述的螺旋攪拌反應(yīng)釜包括圓柱形殼體，固定在地面上不動(dòng)，殼體一端上方是原料的進(jìn)口，另一端連接殘?jiān)占遥还潭ù?，其垂直配置于殘?jiān)占覂?nèi)部的上方，并與反應(yīng)釜的氣相產(chǎn)物出口相通；螺旋攪拌機(jī)，安裝在圓柱形殼體內(nèi)部，用調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)其在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)；螺旋排渣器，安裝在殘?jiān)占业撞客饷?。收集室的殘?jiān)隹谂c螺旋排渣器的進(jìn)口相連接。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備，其中所述的螺旋攪拌反應(yīng)釜圓柱形殼體的形狀可以是圓形、長圓形或槽柱形。
全文摘要
本發(fā)明公開了用生活垃圾和或有機(jī)廢棄物制取烴類的方法和設(shè)備。具體地,將上述廢棄物采用兩種不同的反應(yīng)溫度進(jìn)行熱裂解和催化裂解制取烴類的方法及設(shè)備。生產(chǎn)屬于連續(xù)化,并公開了生產(chǎn)所需催化劑。
文檔編號(hào)C10G1/00GK1232861SQ9811782
公開日1999年10月27日 申請(qǐng)日期1998年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月27日
發(fā)明者邢力 申請(qǐng)人:邢力