一種循環裂解爐的製作方法
2023-10-11 23:32:24
本發明涉及高溫裂解設備技術領域，更進一步涉及一種循環裂解爐。
背景技術：
高溫裂解爐的作用是將廢舊有機物、有害有機物、病毒等通過高溫將有機物分解成小分子和無機物的過程。從能源使用類型分為：燃煤裂解系統、天然氣裂解系統、電裂解系統三類，從工作的連續性分為間隙式裂解系統和連續式裂解系統。可處理包括塑料、石油、工農業生產垃圾、醫療垃圾及生活垃圾在內的原料。
現有的裂解設備包括燃燒爐、裂解釜、液氣分離器、冷卻器、水封、油箱、水箱、貯氣罐等。目前的系統成本高昂，一套日處理十噸的間隙式裂解系統通常需要幾十萬、一套日處理十噸的連續式裂解系統高達二三百萬，設備的體積龐大，一套系統的佔地空間少則幾百平方米、多則數千平方米；由於系統體積龐大，需要很大的散熱面積。裂解釜需要進行裝料、加熱、冷卻三個步驟，加熱後需要等待冷卻完成方可重新填料進行下次加熱操作，加熱和冷卻的過程無法同時進行，造成時間疊加，降低了生產效率。
因此，對於本領域的技術人員來說，如何設計一種能夠同時進行加熱與冷卻過程的裂解裝置，是目前需要解決的技術問題。
技術實現要素：
本發明提供一種循環裂解爐，能夠同時進行加熱與冷卻過程，提高了整體的反應利用率，具體方案如下：
一種循環裂解爐，包括：
旋轉盤，其上沿圓周方向均勻固定設置至少三個反應釜，所述反應釜呈筒形，所述反應釜的開口端固定在所述旋轉盤的一側板面上，所述旋轉盤上開設將所述反應釜與外界連通的通孔；
密封板，與所述旋轉盤的板面密封貼合，以將所述反應釜的開口端封閉；在同一時刻，至少一個所述反應釜的開口端露出所述密封板與外界連通；所述旋轉盤和所述密封板可繞所述反應釜的中心點相對旋轉，所述反應釜能夠逐個外露於所述密封板之外；
加熱器，能夠沿軸向滑動、並可套裝於被所述密封板封閉的其中一個所述反應釜上進行加熱反應；
冷卻器，能夠沿軸向滑動，並可套裝於經所述加熱器加熱反應後的所述反應釜上進行冷卻。
可選地，所述旋轉盤上設置垂直於板面設置旋轉軸，所述旋轉軸上固定齒輪組，所述齒輪組能夠帶動所述旋轉盤轉動。
可選地，所述旋轉軸穿過所述密封板，所述旋轉軸的伸出端設置螺帽將所述密封板與所述旋轉軸緊壓。
可選地，所述密封板呈優弧，其中心處設置用於避讓所述旋轉軸的u型槽。
可選地，所述密封板上設置排氣孔與釋壓孔；所述排氣孔對應於所述加熱器設置，能夠將加熱反應過程產生的氣體排出；所述釋壓孔用於通入水蒸汽。
可選地，與所述加熱器對應的位置設置一個所述排氣孔和一個所述釋壓孔；與所述冷卻器對應的位置設置兩個所述釋壓孔，其中一個用於向所述反應釜內通入水蒸汽，另一個用於向所述反應釜與所述冷卻器之間通入水蒸汽。
可選地，所述加熱器包括由內到外依次設置的磁性金屬桶、保溫層和加熱線圈；所述加熱線圈的兩端分別連接電磁爐主機加熱。
可選地，所述冷卻器包括能夠罩設在所述反應釜外部的冷卻桶，所述冷卻桶與所述旋轉盤保持密封；所述冷卻桶的頂部設置用於向所述反應釜噴灑水流的進水口，所述冷卻桶的底部設置用於將所述冷卻桶內的水排出的出水口。
可選地，所述旋轉盤和所述密封板的板面豎直設置，所述旋轉盤水平旋轉；不受所述密封板封閉的所述反應釜位於下方。
本發明提供一種循環裂解爐，旋轉盤上沿圓周方向均勻固定設置至少三個反應釜，反應釜呈筒形，其開口端固定在旋轉盤的一側板面上，其他位置保持密封，僅通過旋轉盤上開設的通孔與外界連通；密封板與旋轉盤的板面密封貼合，可以將反應釜的開口端封閉；在同一時刻，至少一個反應釜的開口端沒有被密封板封閉，與外界連通；旋轉盤和密封板可繞反應釜的中心點相對旋轉，反應釜能夠逐個外露於密封板之外；在反應釜的開口端外露時用於卸料及填料，裝填完成後相對旋轉被密封板封閉，由加熱器套裝於此反應釜上進行加熱反應；反應完成後加熱器軸向滑出，並轉動旋轉盤，冷卻器能夠套裝於經加熱器加熱反應後的反應釜上進行冷卻，冷卻完成後冷卻器滑動移出，轉動旋轉盤使反應釜轉動到不被密封板封閉的狀態，可進行卸料。
加熱反應、冷卻以及物料的裝卸都需要時間，本發明通過至少三個反應釜的結構設計，在同一時刻都有物料被加熱或冷卻，加熱與冷卻的過程中對另一不封閉的反應釜進行物料裝卸，以準備下個反應循環，從而提高了反應釜的利用率，避免單一反應釜必需等待及物料裝填，保證了反應的連續性；本發明的結構簡單，造價低，便於推廣使用。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1a為本發明提供的循環裂解爐部分結構一種角度的局部爆炸圖；
圖1b為本發明提供的循環裂解爐部分結構另一角度的局部爆炸圖；
圖2a為旋轉盤、反應釜以及其上結構一種角度的軸測圖；
圖2b為旋轉盤、反應釜以及其上結構另一角度的軸測圖；
圖3a為密封板的一種具體結構的正視圖；
圖3b為密封板的一種具體結構的軸測圖；
圖4a為加熱器的軸測圖；
圖4b為加熱器的爆炸圖；
圖5為冷卻器的軸測圖。
圖中包括：
旋轉盤1、密封板2、排氣孔21、釋壓孔22、反應釜3、加熱器4、磁性金屬桶41、保溫層42、加熱線圈43、冷卻器5、冷卻桶51、進水口52、出水口53、旋轉軸6、齒輪組61。
具體實施方式
本發明的核心在於提供一種循環裂解爐，能夠同時進行加熱與冷卻過程，提高了整體的反應利用率。
為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面將結合附圖及具體的實施方式，對本發明的循環裂解爐進行詳細的介紹說明。
如圖1a和圖1b所示，分別為本發明提供的循環裂解爐部分結構兩種不同角度的局部爆炸圖。該循環裂解爐包括旋轉盤1、密封板2、反應釜3、加熱器4、冷卻器5等結構，旋轉盤1與密封板2的板面保持緊密貼合；旋轉盤1上沿圓周方向均勻固定設置至少三個反應釜3，反應釜3呈筒形，其一端設置開口，反應釜3的開口端固定在旋轉盤1的一側板面上，旋轉盤1上開設將反應釜3與外界連通的通孔，當反應釜3與旋轉盤1固定後，僅能經過旋轉盤1的板面才能與外界連通。
密封板2與旋轉盤1的板面光滑，兩者的板面密封貼合，以將反應釜3的開口端封閉，反應釜3與密封板2之間設置密封油脂，當兩者緊密貼合時，通過油脂實現氣密封；在同一時刻，至少一個反應釜3的開口端露出密封板2與外界連通，也就是說密封板2的板面不能同時將所有的反應釜3都封閉，至少有一個保持外露。反應釜3在旋轉盤2上呈圓周均勻分布，呈中心對稱設置，旋轉盤1和密封板2可繞反應釜3的中心點相對旋轉，因反應釜3均勻設置，在旋轉過程中反應釜3能夠逐個外露於密封板2之外。
加熱器4能夠沿軸向滑動，能夠套裝於反應釜3之上或者滑出，可套裝於被密封板2封閉的其中一個反應釜3上進行加熱反應。當其中一個反應釜3裝填完物料後，轉動相應角度後被密封板2封閉，加熱器4套裝於此反應釜3上開始加熱，物料在內部進行反應。
冷卻器5能夠沿軸向滑動，並可套裝於經加熱器4加熱反應後的反應釜3上進行冷卻。當反應釜3加熱反應完成後，將加熱器4滑出，轉動一定角度後到達冷卻器5的位置停止，再將冷卻器5滑動套入此反應釜3上，開始冷卻過程，此時反應釜3仍被密封板2封閉。直到冷卻完成後，將冷卻器5滑出，再將反應釜3轉動一定的角度後移出密封板2，使此反應釜3與外界連通，可將反應後的物質取出卸料，並重新裝填新的反應物料，準備進行下一輪的循環反應過程。
本裝置可同時進行加熱與冷卻過程，分別對應於不同的反應釜3，在同一時刻，各個反應釜3分別處於不同的狀態，通過轉動旋轉盤1實現循環往復的反應過程，不會因某一反應釜3需要冷卻而佔用加熱時間，利用率得到大大提高。至少設置三個反應釜3，可分別對應裝卸料、加熱、冷卻的過程，若有需要，可設置更多數量的反應釜3，這些設置形式都是可以的。如圖2a和圖2b所示，分別為旋轉盤1、反應釜3以及其上結構兩個不同角度的軸測圖，附圖中均以三個反應釜為例進行說明，三個反應釜3之間與中心點的連線夾角為120度，呈等分設置，每次轉動旋轉120度並停止。
旋轉盤1上設置垂直於板面設置旋轉軸6，旋轉軸6上固定齒輪組61，齒輪組61所在的位置高於反應釜3的高度，齒輪組61作為傳動結構，能夠帶動旋轉盤1轉動。加熱器4和冷卻器5沿旋轉軸6的軸向伸縮運動，其具體帶動結構可根據需要設置，本發明在此不再限定。除了通過旋轉軸6以及齒輪組61之外，採用其他的設置形式也；上述實施例中密封板2固定固定不動，旋轉盤1轉動，若相反地設置，使旋轉盤1保持固定，使密封板2、加熱器4、冷卻器5同步轉動的設置形式也是可以的，這些具體實施例都應包含在本發明的保護範圍之內。
旋轉軸6穿過密封板2，旋轉軸6的伸出端上設置螺帽，通過螺帽將密封板2與旋轉軸1緊壓，同時保證了兩者之間可相對轉動。
如圖3a和圖3b所示，分別為密封板2的一種具體結構的正視圖與軸測圖，密封板2呈優弧板狀，相當於在圓形板面上切割約三分之一，保留其中較大的部分，在同時覆蓋兩個或多個反應釜3，其中心處設置用於避讓旋轉軸6的u型槽，以為旋轉軸6讓位，旋轉軸6上的螺帽壓在u型槽的兩側。
更進一步，在密封板2上設置排氣孔21與釋壓孔22；排氣孔21對應於加熱器4設置，能夠將加熱反應過程產生的氣體排出，當反應釜3內部的氣壓大於一個大氣壓時，由此孔放氣減壓；排氣孔21上連接排氣管道，將氣體統一收集，防止汙染。釋壓孔22用於通入水蒸汽，當反應釜3內部出現負壓時，可向其中通入水蒸汽，保持內部壓力始終維持在一個大氣壓。
如圖3b所示，與加熱器4對應的位置設置一個排氣孔21和一個釋壓孔22，分別用於從反應釜3中排氣以及向反應釜3中輸氣；與冷卻器5對應的位置設置兩個釋壓孔22，其中一個用於向反應釜3內通入水蒸汽；因冷卻器5與旋轉盤1保持密封，冷卻時也會出現負壓，因此另一個釋壓孔22用於向反應釜3與冷卻器4之間通入水蒸汽，保持反應釜3與冷卻器4之間的氣壓正常。
如圖4a和圖4b所示，分別為加熱器4的軸測圖及爆炸圖，加熱器4包括由內到外依次設置的磁性金屬桶41、保溫層42和加熱線圈43；加熱線圈43的兩端分別連接電磁爐主機進行加熱，通過感應的方式使磁性金屬桶41內產生渦流，快速加熱，此加熱方式的熱效率很高，可達95％以上。在磁性金屬桶41和加熱線圈43之間設置保溫層42，可防止加熱線圈43的溫度過高而熔化。
如圖5所示，為冷卻器5的軸測圖，冷卻器5包括能夠罩設在反應釜3外部的冷卻桶51，冷卻桶51與反應釜3之間的空隙較大，用於水流的流動。冷卻桶51套裝於反應釜3上時，與旋轉盤1保持密封對接。冷卻桶51的頂部設置用於向反應釜3噴灑水流的進水口52，冷卻桶51的底部設置用於將冷卻桶51內的水排出的出水口53，冷卻水從進水口52中進入，從上方噴灑在反應釜3上進行降溫，吸收熱量的水向下匯聚從出水口53排出，進水口52與出水口53分別連接水管。
本裝置中的旋轉盤1和密封板2的板面豎直設置，旋轉軸6呈水平設置，旋轉盤1繞旋轉軸6作水平旋轉。三個反應釜3中不受密封板2封閉的反應釜3位於下方，也即當某一反應釜3運動到下方時其開口露出，以方便卸料及裝填。
本系統可用於廢舊輪胎及塑料、廢舊鋰電池、秸杆等有機廢物的裂解。廢舊輪胎及塑料的裂解產物主要有：可燃油、炭黑和一部分可燃氣體；鋰電池裂解產物主要有：鉛、鋁、炭黑和一部分可燃氣體、少量稀有元素；秸杆裂解產物主要有：可燃氣體、水氣、木焦油等。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理，可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。