[發(fā)明專利]一種兩段式廢塑料熱裂解裝置及熱裂解系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2022-02-18
• 公開（公告）號: CN114479949B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟好山;王學(xué)濤;邢利利;李健;丁坤;李浩杰;劉夢杰;王韶衛(wèi);朱靜;郭恒濤;唐俊剛
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: C10J3/60
• 分類號: C10J3/60;C10J3/72;C10J3/76;C10K3/02
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 孫亞麗

一種兩段式廢塑料熱裂解裝置及熱裂解系統(tǒng)，其中熱裂解裝置包括用于對廢塑料進(jìn)行初步熱裂解的首段熱裂解器、連接首段熱裂解器用于對廢塑料進(jìn)一步熱裂解的末段熱裂解段、以及連接末段熱裂解段的催化重整段，所述末段熱裂解段與所述催化重整段耦合一體為熱裂解催化重整器，初步熱裂解后的廢塑料在熱裂解催化重整器內(nèi)完成末段熱裂解及催化重整過程。本發(fā)明基于催化重整與熱裂解耦合反應(yīng)，將末段熱裂解段和催化重整段耦合為一體，降低整個熱裂解裝置的占地尺寸和建設(shè)成本，減少了管網(wǎng)距離，減少管路耗散熱量，從而降低了裝置整體能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體廢棄物污染控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兩段式廢塑料熱裂解裝置及熱裂解系統(tǒng)。

背景技術(shù)

廢棄塑料量逐年增加，已嚴(yán)重影響到我國的大氣、土壤、水源等方面的安全，傳統(tǒng)填埋、焚燒等針對廢塑料的處理方法會帶來一些環(huán)境問題，現(xiàn)已有利用熱裂解技術(shù)將廢棄塑料用來制取高品質(zhì)合成氣的熱裂解裝置，其以廢棄塑料為原料進(jìn)行熱裂解，然后通過催化改質(zhì)反應(yīng)來制取高品質(zhì)合成氣，變“廢”為“寶”，具有較好的環(huán)境優(yōu)化效果和社會經(jīng)濟(jì)效益。

但是，現(xiàn)有熱裂解裝置中催化重整段和末段塑料熱解段通常獨(dú)立設(shè)置，二者分別為單獨(dú)的設(shè)備，設(shè)備之間通過管道實(shí)現(xiàn)裂解氣的輸送，使整個熱裂解裝置所占用面積以及建設(shè)成本居高不下，此外，現(xiàn)有熱裂解裝置因占用面積較大，管路耗散熱量較高，裝置整體能耗較高，還存在產(chǎn)氣品質(zhì)不高的現(xiàn)象，這些都不利于熱裂解裝置在廢塑料處理中的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種兩段式廢塑料熱裂解裝置及熱裂解系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有熱裂解裝置占用面積較大、建設(shè)成本較高，熱裂解裝置較難推廣應(yīng)用的問題。

本發(fā)明為了達(dá)到上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種兩段式廢塑料熱裂解裝置，包括用于對廢塑料進(jìn)行初步熱裂解的首段熱裂解器、連接首段熱裂解器用于對廢塑料進(jìn)一步熱裂解的末段熱裂解段、以及連接末段熱裂解段的催化重整段，所述末段熱裂解段與所述催化重整段耦合一體為熱裂解催化重整器，初步熱裂解后的廢塑料在熱裂解催化重整器內(nèi)完成末段熱裂解及催化重整過程。

進(jìn)一步地，所述首段熱裂解器包括設(shè)有進(jìn)料管與出料管的初步熱裂解反應(yīng)腔，初步熱裂解反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)有驅(qū)使廢塑料沿初步熱裂解反應(yīng)腔由進(jìn)料管向出料管移動的輸送機(jī)構(gòu)，繞初步熱裂解反應(yīng)腔外壁設(shè)有第一加熱組件、以對初步熱裂解反應(yīng)腔內(nèi)的廢塑料進(jìn)行初步熱裂解。

進(jìn)一步地，所述第一加熱組件包括繞初步熱裂解反應(yīng)腔外壁由內(nèi)向外依次設(shè)置的熱水套、隔熱層和第一電磁線圈，熱水套與第一電磁線圈共同維持初步熱裂解反應(yīng)腔內(nèi)初步熱裂解過程中所需的溫度。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)料管的外壁套設(shè)有用于降低進(jìn)料管處原料溫度的第一冷卻水套。

進(jìn)一步地，所述熱裂解催化重整器包括內(nèi)部設(shè)有分隔裝置的殼體，分隔裝置將殼體分為處于殼體下部、連通 首段熱裂解器設(shè)置、用于對初步熱裂解后的廢塑料進(jìn)行末段熱裂解的末段熱裂解反應(yīng)腔，以及處于殼體上部、連通末段熱裂解反應(yīng)腔設(shè)置的催化重整反應(yīng)腔；

末段熱裂解反應(yīng)腔外設(shè)有用于維持末段熱裂解反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行末段熱裂解進(jìn)行所需溫度的加熱單元，連通末段熱裂解反應(yīng)腔設(shè)有向末段熱裂解反應(yīng)腔內(nèi)通入末段熱裂解所需氣化劑的進(jìn)氣管；

連通所述催化重整反應(yīng)腔底部設(shè)有用于通入高溫水蒸氣的水蒸氣進(jìn)口管，催化重整反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)有由支撐網(wǎng)支撐、用于對末段熱裂解反應(yīng)腔所產(chǎn)生熱裂解氣和水蒸氣進(jìn)口管所通入高溫水蒸氣進(jìn)行催化重整的催化劑床層；

殼體底部設(shè)有用于排出末段熱裂解反應(yīng)腔內(nèi)熱裂解所產(chǎn)生炭黑的出炭口，殼體頂部設(shè)有用于排出催化重整反應(yīng)腔催化重整所得合成氣的集氣口。

進(jìn)一步地，繞所述催化重整反應(yīng)腔的外壁由內(nèi)向外依次設(shè)有加熱電阻絲、第二隔熱層和第二電磁線圈，加熱電阻絲與第二電磁線圈共同維持催化重整反應(yīng)腔內(nèi)催化重整過程所需的溫度。