專利名稱：一種用廢輪胎和或有機廢棄物制取烴油的設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用廢輪胎和或有機廢棄物生產烴類物質，它屬于一種化工設備。
當今，汽車工業(yè)的發(fā)展造成了廢輪胎的大量積壓，居民生活中產生的果皮、腐亂蔬菜、餐后剩食、動植物油脂、生活垃圾及渣油重油等給人類環(huán)境已造成嚴重污染。本實用新型的目的就是提供一種將廢橡膠等上述有機廢棄物通過熱裂解和催化裂解生成烴油和無機殘渣的設備，徹底消除這些有機廢棄物對環(huán)境的污染。
在US4235676中，采用真空系統(tǒng)。在EP0607862A1中，采用立式反應器，該設備傳熱效果差，不能處理含水份量高的果皮、生活垃圾及其它熱固性的有機物質。
本實用新型的目的就是要克服上述缺陷，提供一種傳熱效果好，適合各類固液體有機高分子廢棄物的熱裂解和催化裂解的設備。該設備具有反應不結焦，排渣方便，分解反應完全徹底，成品油收率高的優(yōu)點。
本實用新型的目的是用如下方式實現(xiàn)的用廢輪胎或有機廢棄物制取烴油的設備，主要由臥式旋轉圓筒反應釜(1)，順或逆轉調速電機(29)，螺旋桿排渣器(16)和(17)，固定床(14)，燃燒爐(31)，加熱室(19)，烴油收集罐(32)和水封罐(24)等裝置組成(見


圖1)。其中，臥式旋轉式圓筒反應釜(1)，被反應釜兩端的軸承座(15)和支架(6)支撐在地面上，可以自由旋轉。反應釜(1)上裝有大齒輪盤(18)。調速電機(29)與變速箱(28)相連接，變速箱(28)上的小齒輪(33)與反應釜(1)上的大齒輪盤(18)相對合，啟動順逆轉調速電機(29)，臥式旋轉圓筒反應釜(1)可以自由地順或逆旋轉，反應釜(1)兩側封頭(5)上的中心軸(8)和(9)為空心管。反應釜(1)內裝有固定床(14)，固定床(14)垂直向上，并與反應釜(1)右側封頭(5)上的空心中心軸管(9)相通。固定床(14)和液體進料管(20)上方安裝有防阻塞帽(13)和(21)。以防固液原料在旋轉時阻塞管口(20)和固定床(14)。反應釜(1)旋轉時，其固定床(14)和釜(1)兩側封頭上的空心中心軸(8)和(9)牢固不動。反應釜(1)內產生的氣相烴先進入固定床(14)，再經過與固定床(14)連通的空心中心軸(9)排出釜(1)外，到達烴油收集罐(32)內，經罐(32)外層夾套的循環(huán)冷卻水作用冷凝成液體。不凝結氣體進入水封罐(24)。反應釜(1)另一側的空心中心軸(8)和(25)是液體原料進入反應釜(1)的通道，液體原料在泵(26)的作用下，通過空心中心軸(25)和(8)進入反應釜(1)內。固體原料可以通過反應釜(1)一側封頭(5)上的進料孔(7)裝入反應釜(1)中。液體或固體原料裝料不超過反應釜2/3高的水平面。采用煤、重油、可燃性氣體在燃燒爐(31)中燃燒產生高溫煙道氣給反應釜(1)供熱。反應釜(1)內裝有電驅動的螺旋攪拌器(16)和(17)，可以順轉或逆轉，起攪拌原料和排渣作用。驅動螺旋桿攪拌器(16)和(17)旋轉的變速電機(34)安裝固定在反應釜(1)一側的封頭(5)上，當反應釜(1)旋轉時也同時跟隨旋轉。熱裂解反應剩余的固體殘渣通過反應釜(1)內的螺旋桿攪拌器(16)和(17)順轉或逆轉排出釜(1)外。排渣時，反應釜(1)旋轉到排渣孔(2)垂直向下的位置時停止(見
圖1和圖2)，打開排渣孔(2)蓋，電驅動反應釜(1)封頭(5)上的變速電機(34)轉動，并帶動釜(1)內的螺旋攪拌器(16)和(17)順或逆轉動，把釜(1)中固體殘渣排出釜(1)外。反應釜(1)內的空心中心軸(8)和(25)一側裝有水蒸汽進口管閥門(4)，水蒸汽可以從反應釜空心中心軸管一端(20)進入反應釜(1)內，從另一端空心中心軸(9)和(3)排出反應釜(1)。反應釜一側封頭(5)上裝有溫度計(22)，壓力表(23)和超壓安全閥(11)，對反應過程中的溫度、壓力進行監(jiān)測和泄壓。反應釜(1)中的固定床(14)可根據具體情況裝入合適的固體顆粒狀裂解催化劑，也可以不裝入任何種類催化劑。根據不同的原料，工藝要求和生產目的進行決定。一般廢輪胎及高沸點烴的油化還原在固定床中需裝催化劑。以熱裂解為主的分解反應一般在固定床中不裝入催化劑，如居民生活中產生的果皮、腐亂蔬菜、餐后剩食、動植物油脂、生活垃圾，淀粉和纖維素類的熱裂解反應屬于此類。
本實用新型在常壓或高于常壓和400-800℃及有催化劑或無催化劑等條件下進行。先給反應釜(1)加料和供熱，并啟動變速電機(29)使反應釜(1)順或逆轉。在常壓或高于常壓及400-600℃條件下，反應釜(1)內的有機高分子廢棄物發(fā)生熱裂解反應和或催化裂解反應。由于反應釜(1)的順或逆旋轉作用，使得釜(1)內的物料受熱均勻，傳熱效果好，不結焦，分解反應完全徹底及成品轉化率高。反應產生的氣相烴先進入固定床(14)，再經反應釜(1)空心中心軸管(9)和(3)進入烴油收集罐(32)，在罐(32)中不被冷凝的H2和C1-C4可燃性氣體，經水封罐(24)頂部再返回到燃燒爐(31)中燃燒再利用。反應結束前，反應釜(1)內氣相烴排出量逐漸減少，出料管(3)上的溫度計(22)的數字逐漸下降。反應結束時，溫度下降到一定數值，反應釜(1)可停止旋轉。排渣時，讓排渣孔(2)垂直向下，打開排渣孔(2)蓋，用電驅動釜(1)內螺旋桿攪拌器(16)和(17)順或逆旋轉，將釜(1)內的固體殘渣排出釜(1)外。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述
圖1 本實用新型的工藝流程圖圖2 臥式旋轉圓筒反應釜的結構圖圖中1-臥式旋轉圓筒反應釜. 2-排渣孔. 3-裂解氣體排出孔. 4-水蒸汽閥門. 5-反應釜的封頭. 6-支架.7-加料孔， 8和9-反應釜中心空心軸管或裂解氣排氣管. 10-溫度計插孔， 11-安全閥. 12-軸套. 13-防阻塞帽. 14-固定床. 15-軸承座. 16-螺旋桿. 17-螺旋葉片. 18-大齒輪. 19-燃燒室，20-液體原料入釜管. 21-防阻塞帽. 22-溫度計插孔. 23-壓力表孔. 24-水封罐. 25-液體進釜孔. 26-泵. 27-進料閥門. 28-變速箱. 29-順或逆轉變速電機. 30-排烴氣閥. 31-燃燒爐.32-烴油收集罐(32). 33-小齒輪. 34-變速電機。
圖1，屬于本實用新型的工藝流程圖在
圖1中，用泵(26)將液體原料從反應釜(1)一側空心中心軸(25)經管(8)和(20)泵入反應釜(1)內或將固體原料從加料孔(7)裝入反應釜(1)內，關閉加料孔(7)和進料閥(27)。用煤、重油或可燃性氣體在燃燒爐(31)中燃燒產生高溫煙道氣流經加熱室(19)給釜(1)供熱。用電驅動變速電機(29)使反應釜(1)順轉或逆轉，反應釜(1)內的有機廢棄物受熱后先發(fā)生熱裂解反應，反應產生的氣相烴進入固定床(14)，與固定床(14)中的催化劑發(fā)生催化裂解反應(如果固定床中沒有催化劑，則不發(fā)生催化裂解反應)。反應生成的氣相烴通過反應釜(1)封頭上的空心中心軸(9)和(3)排出反應釜(1)外，流入帶有夾套水冷凝裝置的烴油收集罐(32)中，變?yōu)榈头悬c液體烴油被貯備。烴油可以按傳統(tǒng)煉油方法進一步分餾提純成汽油、柴油和重油。重油可以再返回到反應釜(1)進行裂解或作為商品燃料油出售。不被凝結的可燃性氣體流入水封罐(24)，并從罐(24)頂部排出，返回到燃燒爐(31)中燃燒再利用。反應釜(1)內的有機廢棄物分解完畢時，釜(1)內氣相烴排出流量減少，溫度計(22)和(10)的數值急劇下降，反應溫度達到最低值標志著反應過程的終止。反應后剩余的固體殘渣用反應釜(1)內的螺旋桿攪拌器(16)和(17)排出釜(1)外。排渣時，將反應釜(1)旋轉到排渣孔(2)和螺旋桿攪拌器(16)和(17)同時垂直向下的位置，并停止反應釜(1)的旋轉，打開排渣孔(2)蓋，啟動電機(34)使螺旋桿攪拌器(16)和(17)轉動，將釜(1)內的固體殘渣排出釜(1)外。如原料是輪胎，殘渣為炭黑，炭黑經磁選、粉碎、提純后即可作為商品出售。
圖2，屬于臥式旋轉圓筒反應釜的結構圖在圖2中，反應釜(1)被兩端的軸承座(15)和支架(6)旋空支撐在地面上，并可自由旋轉。反應釜(1)旋轉時，釜(1)兩側封頭(5)上的空心中心軸管(8)和(9)與相連結的固定床(14)牢固不動，不隨反應釜(1)旋轉。固定床(14)裝在反應釜(1)內，固定床(14)及液體進料管(20)始終垂直向上固定不動。轉動的軸套(12)與不轉動的空心中心軸管(8)和(9)之間采用密封材料密封，用密封壓蓋壓緊。固定床(14)頂部和進液管(20)頂部分別裝有防阻塞帽(21)和(13)。以防止反應釜(1)旋轉時，固液原料阻塞固定床(14)和進液管(20)。釜(1)一側的空心中心軸(8)管上裝有水蒸汽進釜閥門(4)，用于沖走和排泄釜(1)中的空氣和殘留的可燃性氣體。釜(1)內裝有螺旋桿攪拌器(16)和(17)，驅動其旋轉的變速電機(34)固定在反應釜(1)的一側封頭(5)上。當反應釜(1)旋轉時，釜(1)內的螺旋桿攪拌器(16)和(17)以及釜(1)封頭上的變速電機(34)同步跟隨旋轉。螺旋桿攪拌器(16)和(17)起攪拌原料和排渣的作用。釜(1)一側的封頭(5)上裝有溫度計(22)、壓力表(23)和安全閥(11)，對反應過程中的溫度，壓力進行監(jiān)測和起超壓排氣作用。釜(1)的一側圓筒上裝有大齒輪(18)，被另一轉動的小齒輪(33)驅動進行旋轉。
實施例一，廢輪胎將1噸廢輪胎清除表面雜質后，破碎成小塊裝入臥式旋轉圓筒反應釜(1)中，反應釜(1)內的固定床(14)中裝入一定量的固體顆粒型裂解催化劑，用燃燒爐中產生的高溫煙道氣給加熱室(19)中的反應釜(1)供給熱量，在反應釜(1)旋轉時發(fā)生廢輪胎的熱裂解反應和催化裂解反應。為了讓廢輪胎充分受熱和裂解，反應過程中讓釜內螺旋攪拌器間歇或連續(xù)地攪拌，反應在0.02-0.2MPa及400-800℃條件下進行，反應中產生的氣相烴流入烴油收集罐(32)中，被冷凝成液態(tài)低沸點烴油。不被凝結的可燃性氣體H2和C1-C4通過水封罐(24)頂部返回到燃燒爐(31)中燃燒回收再利用。反應溫度下降時，標志著裂解反應即將終止。反應終止后，將反應釜(1)內的炭黑排出釜(1)外。排渣時，打開排渣孔，用螺旋桿攪拌器把炭黑排出釜外。烴油收集罐(32)中的烴油用傳統(tǒng)的煉油方法及設備進行分餾、冷凝和提純，分餾時產生的塔底重油返回到反應釜(1)中再裂解，提純后最終得到汽油138kg，柴油432kg以及炭黑為320kg。其中，汽油的辛烷值(RON)為93，5，柴油十六烷值為59。即油為57％，炭黑為32％。
實施例二，生活廢棄物采用本實用新型
圖1所述的工藝流程和固定床中不裝催化劑的熱裂解反應方式進行實驗，得到如下結果反應溫度500-700℃操作壓力 0.1-0.15MPa廢棄物成份 揮發(fā)物76％，固定炭12％，灰份12％元素分析 H 5.6％，O 21.8％，C 45.1％，S 0.6％，灰18.1％，N 8.8％熱裂解產物 烴油 28％氣體(主要是烴類氣體) 35％無機殘渣 25％水份 11％其它 1％
權利要求1，一種用廢輪胎和或有機廢棄物制取烴油的設備，主要包括臥式旋轉圓筒反應釜和烴油收集裝置；其中，反應釜(1)兩端的軸承座(15)和支架(6)將釜(1)支撐在地面上，反應釜(1)可以自由旋轉；反應釜(1)兩側封頭(5)上的中心軸(8)和(9)為空心管，包括液體進料空心管軸和汽相出料空心管軸，管軸均伸進反應釜(1)體內，并與軸承座(15)相連接固定；反應釜(1)內裝有固定床(14)，固定床(14)垂直向上，并與反應釜(1)右側封頭(5)上的空心中心軸管(9)相通；固定床(14)和液體進料管(20)上方安裝有防阻塞帽(13)和(21)；以防固液原料在旋轉時阻塞管口(20)和固定床(14)；反應釜(1)旋轉時，其固定床(14)和釜(1)兩側封頭上的空心中心軸(8)和(9)牢固不動；反應釜(1)內產生的氣相烴先進入固定床(14)，再經過與固定床(14)連通的空心中心軸(9)排出釜(1)外，到達烴油收集裝置；固體原料可以通過反應釜(1)一側封頭(5)上的進料孔(7)裝入反應釜(1)中；反應釜(1)內裝有電驅動的螺旋攪拌器(16)和(17)，當反應釜(1)旋轉時也同時跟隨旋轉；反應釜(1)內的空心中心軸(8)和(25)一側裝有水蒸汽進口管閥門(4)；反應釜一側封頭(5)上裝有溫度計(22)，壓力表(23)和超壓安全閥(11)。
2，根據權利要求1的設備，其中反應釜(1)一端還設有排渣口。
3，根據權利要求1的設備，其中液體進料空心管在反應釜內部向上垂直延伸。
4，根據權利要求1的設備，其中固定床垂直配直于出料中心空心管軸之上并與其相通。
專利摘要本實用新型是一種用廢輪胎和或有機廢棄物生產烴油的設備。該設備主要由臥式旋轉圓筒反應釜和烴油收集裝置組成。本實用新型能將固液有機高分子廢棄物轉化成汽油柴油或烴油。具有反應傳熱快,反應不結焦及分解反應完全徹底等優(yōu)點。
文檔編號C10G1/00GK2397116SQ9921496
公開日2000年9月20日 申請日期1999年7月8日 優(yōu)先權日1999年7月8日
發(fā)明者邢力 申請人:邢力