CN104211984A - 一种废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解方法及其设备，属于化工领域，可改善原料裂解效率，提高产品回收率，降低能耗，减少污染物排放。包括依次连接的进料装置、裂解装置、冷凝装置和废气处理装置，还包括限压阀、排渣管道、星型阀、进料口、导向叶片和出料口，限压阀控制裂解釜内的压强；进料口与进料管道活动连接；导向叶片固定设置于裂解釜内部，料从进料口螺旋推送至出料口；炉膛设有温度计；出料口与排渣管道活动连接，排渣管道与星型阀连接；冷凝装置通过导管与裂解装置连接，导管贯穿排渣管道伸入至出料口内，导管、水冷装置、储存罐、深冷装置依次连接，储存罐设置与水冷装置和深冷装置的下端；废气处理装置与深冷装置连接。

Description

一种废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解方法及其设备

技术领域

本发明涉及一种废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解方法及其设备，具体指采用废旧有机玻璃为原料制备甲基丙烯酸甲酯，属于化工领域。

背景技术

热裂解技术是化工领域内回收各种资源再利用的重要手段之一，常使用裂解釜进行裂解回收。

现有技术中的废旧有机玻璃回收企业一般规模很小，布局过于散乱，生产工艺落后，设备及工艺都极其简陋，管理原始粗放，整体效率低下，且挥发性有机污染物出口多，产生的废气基本没有治理就任意排放，污染程度高、范围大。废旧有机玻璃再生利用企业以单体裂解和塑化为主，整套生产工艺主要可分为裂解、精馏和制板等三道工序。其裂解工艺采用的是间歇釜式裂解炉干馏，制板则是采取人工操作灌浆，整个过程采取的是间歇式敞口的操作，污染物排放量很大。

在废旧有机玻璃回收中通常采用的是间歇式裂解反应釜，操作也是间歇式的，能量利用和裂解效率相对较低，且每次开釜投料时都会从投料口排放出大量的废气，从而造成污染。此外，由于采取直接加热，裂解温度高，导致残渣和副产物量增加。

针对上述问题，已有部分企业设计出一套废有机玻璃连续裂解装置。如中国专利申请号“201010121977.0”公开了一种“废有机玻璃连续裂解装置”， 该专利申请在裂解炉出料管道的固气分离器上增设带有泄压管路的安全管路，由出料管路和安全管路实现裂解炉内高压气体的分路冷凝液化，使得该裂解装置可以达到连续裂解作用，但是该技术方案由于裂解后的气体经过第一次冷凝处理未到达排放标准，必须通过安全管路将第一次冷凝处理后的气体再次进行循环冷凝处理，结构较为复杂，且在设备运行过程中，防火阀如果出现损坏现象，极易出现安全事故。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、安全性高且能连续裂解工作的一种废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解方法及其设备。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解设备，包括依次连接的进料装置、裂解装置、冷凝装置和废气处理装置，所述进料装置包括进料漏斗、进料管道、电机和螺旋推杆，所述电机控制螺旋推杆将料推送至裂解装置；所述裂解装置包括炉膛、旋转电机和裂解釜，所述旋转电机控制裂解釜在炉膛内作旋转运动，所述炉膛设有进风口和出风口；其特征在于：所述裂解装置还包括限压阀和排渣装置，所述限压阀控制裂解釜内的压强；所述裂解釜包括进料口、导向叶片和出料口；所述进料口与所述进料管道活动连接；所述导向叶片固定设置于所述裂解釜内部，将料从进料口螺旋推送至出料口；所述炉膛设有温度计；所述排渣装置包括排渣管道和星型阀，所述出料口与所述排渣管道活动连接，所述排渣管道与所述星型阀连接；所述冷凝装置通过导管与裂解装置连接，所述导管贯穿排渣管道伸入至出料口内，所述冷凝装置包括水冷装置、储存罐和深冷装置，所述导管、水冷装置、储存罐、深冷装置依次连接，所述储存罐设置与所述水冷装置和深冷装置的下端；所述废气处理装置与所述深冷装置连接。

进一步，本发明的所述进料口与进料管道连接处以及所述出料口与排渣管道连接处均设有密封装置。

进一步，本发明的所述进料装置还包括电加热器，所述电加热器设置于所述进料管道的外表面。

进一步，本发明的所述进风口设于所述进料口的下端，所述出风口设于所述出料口的上端，所述温度计设置于所述出料口处，所述限压阀设置于裂解釜的进料口上端位置。

进一步，本发明的所述导管在与冷凝装置连接处设置成“n”型弯曲状，所述深冷装置采用压缩冷冻机，所述废气处理装置采用光催化处理装置。

进一步，本发明的所述水冷装置包括一级冷凝器和二级冷凝器，所述一级冷凝器与导管连接，二级冷凝器设置于一级冷凝器的下端与其连接，所述一级冷凝器和二级冷凝器进水方向均与导管内废气流向相反。

一种废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解方法，其特征在于：主要工艺流程如下：

（1）废旧有机玻璃处理：将有机玻璃边角料、余料及旧废料进行破碎，得到有机玻璃的料粒备用；

（2）螺旋输送进料：电机控制进料管道旋转，所述料粒通过进料漏斗进入至进料管道内，由螺旋管道输送至裂解釜内；

（3）裂解釜旋转导向推进裂解：进入裂解釜内的料粒随裂解釜转动由裂解釜内的导向叶片缓慢推送至出料口，在推送过程中，裂解釜所在的炉膛不断加热；

（4）排渣：经过裂解后的渣灰进入排渣管道并经过星型阀排出；

（5）甲基丙烯酸甲酯回收：经过裂解后的气体由导管输送至水冷装置内进行初步冷凝处理，产生的甲基丙烯酸甲酯回收至储存罐中；经过初步冷凝处理后的气体进入深冷装置，进行二次冷凝处理，处理后的甲基丙烯酸甲酯回收至储存罐中；

（6）废气处理：经过二次冷凝处理后的气体通过废气处理装置进行废气处理；

（7）符合排放标准的废气排出。

进一步，在所述的步骤（2）中，对料粒进行预加热处理。

进一步，在所述的步骤（3）中,炉膛的加热温度为700度-800度，裂解釜内温度为500度-600度。

进一步，在所述的步骤（6）中,所采用的废气处理方法为光催化处理方法。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、改善原料裂解效率和选择性，提高产品回收率，降低能耗，减少污染物排放；2、实现对过程中产生的废气进行集中处理和排放，以达到治污的根本目的；3、增加工艺操作的连续性和整套装置的密闭性，减少产物流在各反应装置和分离装置之间的中间转移步骤，提高对产物的收集效率，减少挥发性有机物的排放，以符合现代工业生产的要求；4、不但可提高裂解效率，降低裂解温度，减少副产物的产生和成渣量，还可实现操作的连续化；5、安全性高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明工艺流程框图。

附图中：1为进料装置；11为进料漏斗，12为进料管道，13为电机，14为螺旋推杆，15为电加热器； 21为炉膛，211为旋转电机，212为进风口，213为出风口，214为温度计，22为裂解釜，221为进料口，222为导向叶片，223为出料口，224为限压阀，225为螺旋叶片，23为排渣装置，231为排渣管道，232为星型阀；31为导管，32为一级冷凝器，33为二级冷凝器，34为储存罐，35为压缩冷冻机；4为光催化处理装置。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例包括依次连接的进料装置1、裂解装置、冷凝装置和废气处理装置。

本实施例中的进料装置1包括电加热器15、进料漏斗11、进料管道12、电机13和螺旋推杆14，螺旋推杆14与进料管道12活动链接，且螺旋推杆14的螺旋外径略小于进料管道12的内径，电机13控制螺旋推杆14转动，螺旋推杆14将料粒从进料漏斗11端逐渐推送至裂解装置内；电加热器15设置于进料管道12的外表面，在料粒推送至裂解装置前采用该电加热器15进行预热，使得料粒软化，增加进料管道12的密封性。

本实施例中的裂解装置包括炉膛21、旋转电机211、裂解釜22、限压阀224和排渣装置23，旋转电机211控制裂解釜22在炉膛21内作旋转运动，炉膛21设有进风口212和出风口213，进风口212设于进料口221的下端，出风口213设于出料口223的上端；限压阀224控制裂解釜22内的压强，设置于裂解釜22的进料口221上端位置，设置于该处位置可有效防止料粒经过裂解处理后的渣灰堵住该限压阀224，提高安全性；裂解釜22包括进料口221、导向叶片222和出料口223；进料口221与进料管道12活动连接，且在连接处采用石棉绳进行密封处理；导向叶片222设置于裂解釜22内部，并与裂解釜22固定成为一体，该裂解釜22可将料从进料口221螺旋推送至出料口223；在出料口223内部固定连接有螺旋叶片225，该螺旋叶片225可将渣灰推出出料口223，防止灰渣在出料口223处堵塞；炉膛21设有温度计214，该温度计214设置于裂解釜22的出料口223处，可监测出料口223处的温度，进一步推测裂解釜22的裂解完成效果；排渣装置23包括排渣管道231和星型阀232，出料口223与排渣管道231活动连接，且在连接处采用石棉绳进行密封处理，排渣管道231与星型阀232连接；本实施例中采用电加热器15对进料管道12进行预热，以及采用石棉绳进行密封、采用星型阀232进行排渣，可防止裂解装置内的压强泄漏。进风口212和出风口213采用该种方式设置，可使得炉膛21的加热温度在进料口221处温度较低，而在出料口223出加热温度较高的效果，使得裂解釜22内的料粒逐步加热，以提高裂解效果。

本实施例中的冷凝装置通过导管31与裂解装置连接，导管31贯穿排渣管道231、螺旋叶片225伸入至出料口223内，导管31与螺旋叶片225活动连接，与排渣管道231连接处采用焊接固定；冷凝装置包括水冷装置、储存罐34和深冷装置，导管31、水冷装置、储存罐34、深冷装置依次连接，储存罐34设置与水冷装置和深冷装置的下端。导管31在与冷凝装置连接处设置成“n”型弯曲状，防止经水冷装置处理后的甲基丙烯酸甲酯倒流。本实施例中，水冷装置由一级冷凝器32和二级冷凝器33组成，一级冷凝器32与导管31连接，二级冷凝器33设置于一级冷凝器32的下端与其连接，一级冷凝器32和二级冷凝器33进水方向均与导管31内废气流向相反。

本实施例中的废气处理装置与深冷装置连接。本实施例中的废气处理装置采用光催化处理装置4，该光催化处理装置4包括热交换器、光催化区、臭氧氧化区和还原区，依次连接。

参见图2，本实施例中的裂解工艺流程如下：

（一）废旧有机玻璃处理：将有机玻璃边角料、余料及旧废料进行破碎，得到的有机玻璃的料粒备用。

（二）螺旋输送进料：电机13控制进料管道12旋转，料粒通过进料漏斗11进入至进料管道12内，由螺旋管道输送至裂解釜22内；在本步骤中由进料管道12外表面设置的电加热器15对料粒进行预热处理，粒料经过预热处理后软化，在螺旋推杆14推进的情况下将进料管道12封闭，保证裂解釜22内能够达到一定的压强。

（三）裂解釜22旋转导向推进裂解：进入裂解釜22内的料粒随裂解釜22转动由裂解釜22内的导向叶片222缓慢推送至出料口223，在推送过程中，裂解釜22所在的炉膛21不断加热；本实施例中的裂解釜22长度为7m，直径为2m，通过旋转电机211控制裂解釜22旋转，速度控制在导向叶片222的旋转进度为0.3m/min-0.4m/min；炉膛21可采用煤、焦碳、天然气、电加热等加热方式，炉膛21的温度控制在700度-800度左右，进而使得裂解釜22进料口221的温度控制在500度左右，出料口223的温度控制在600度左右，经过实验检测，采用该条件控制下的渣灰为无害化的矿质粉料，可作填埋处理或铺路使用。

（四）排渣：经过裂解后的渣灰进入排渣管道231并经过星型阀232排出；利用星型阀232排渣可以有效防止裂解釜22内的压强泄漏。

（五）甲基丙烯酸甲酯回收：经过裂解后的气体由导管31输送至水冷装置内进行初步冷凝处理，产生的甲基丙烯酸甲酯回收至储存罐34中；该水冷装置由一级冷凝器32和二级冷凝器33组成，经过一级冷凝器32处理后的气体温度控制在40度左右，经过二级冷凝器33处理后的气体温度控制在20度左右；经过二级冷凝器33处理后的气体进入深冷装置，进行二次冷凝处理，该深冷装置采用压缩冷冻机35，该压缩冷冻机35冷冻温度控制在零度以下，处理后的甲基丙烯酸甲酯回收至储存罐34中。

（六）废气处理：经过二次冷凝处理后的气体通过废气处理装置进行废气处理；该废气处理采用的是光催化处理方法，该废气依次经过热交换器、光催化区、臭氧氧化区和还原区的处理，具体工作原理已在中国专利申请名称“光催化臭氧氧化去除废气的方法”、专利申请号为“201310513873.8”的专利申请中详细描述并已公开，本申请中不再详述。

（七）符合排放标准的废气排出；一次裂解周期完成。本实施例中的裂解周期为6小时左右。根据连续作业方式，一天可作4个周期的连续裂解，料粒裂解完全、充分，在保证安全作业的情况下极大的提高了裂解效率。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解设备，包括依次连接的进料装置、裂解装置、冷凝装置和废气处理装置，所述进料装置包括进料漏斗、进料管道、电机和螺旋推杆，所述电机控制螺旋推杆将料推送至裂解装置；所述裂解装置包括炉膛、旋转电机和裂解釜，所述旋转电机控制裂解釜在炉膛内作旋转运动，所述炉膛设有进风口和出风口；其特征在于：所述裂解装置还包括限压阀和排渣装置，所述限压阀控制裂解釜内的压强；所述裂解釜包括进料口、导向叶片和出料口；所述进料口与所述进料管道活动连接；所述导向叶片固定设置于所述裂解釜内部，将料从进料口螺旋推送至出料口；所述炉膛设有温度计；所述排渣装置包括排渣管道和星型阀，所述出料口与所述排渣管道活动连接，所述排渣管道与所述星型阀连接；所述冷凝装置通过导管与裂解装置连接，所述导管贯穿排渣管道伸入至出料口内，所述冷凝装置包括水冷装置、储存罐和深冷装置，所述导管、水冷装置、储存罐、深冷装置依次连接，所述储存罐设置与所述水冷装置和深冷装置的下端；所述废气处理装置与所述深冷装置连接。

2.根据权利要求1所述的废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解设备，其特征在于：所述进料口与进料管道连接处以及所述出料口与排渣管道连接处均设有密封装置。

3.根据权利要求2所述的废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解设备，其特征在于：所述进料装置还包括电加热器，所述电加热器设置于所述进料管道的外表面。

4.根据权利要求1所述的废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解设备，其特征在于：所述进风口设于所述进料口的下端，所述出风口设于所述出料口的上端，所述温度计设置于所述出料口处，所述限压阀设置于裂解釜的进料口上端位置。

5.根据权利要求1所述的废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解设备，其特征在于：所述导管在与冷凝装置连接处设置成“n”型弯曲状，所述深冷装置采用压缩冷冻机，所述废气处理装置采用光催化处理装置。

6.根据权利要求5所述的废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解设备，其特征在于：所述水冷装置包括一级冷凝器和二级冷凝器，所述一级冷凝器与导管连接，二级冷凝器设置于一级冷凝器的下端与其连接，所述一级冷凝器和二级冷凝器进水方向均与导管内废气流向相反。

7.一种废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解方法，其特征在于：主要工艺流程如下：

（1）废旧有机玻璃处理：将有机玻璃边角料、余料及旧废料进行破碎，得到有机玻璃的料粒备用；

（2）螺旋输送进料：电机控制进料管道旋转，所述料粒通过进料漏斗进入至进料管道内，由螺旋管道输送至裂解釜内；

（3）裂解釜旋转导向推进裂解：进入裂解釜内的料粒随裂解釜转动由裂解釜内的导向叶片缓慢推送至出料口，在推送过程中，裂解釜所在的炉膛不断加热；

（4）排渣：经过裂解后的渣灰进入排渣管道并经过星型阀排出；

（5）甲基丙烯酸甲酯回收：经过裂解后的气体由导管输送至水冷装置内进行初步冷凝处理，产生的甲基丙烯酸甲酯回收至储存罐中；经过初步冷凝处理后的气体进入深冷装置，进行二次冷凝处理，处理后的甲基丙烯酸甲酯回收至储存罐中；

（6）废气处理：经过二次冷凝处理后的气体通过废气处理装置进行废气处理；

（7）符合排放标准的废气排出。

8.根据权利要求7所述的废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解方法，其特征在于：在所述的步骤（2）中，对料粒进行预加热处理。

9.根据权利要求7所述的废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解方法，其特征在于：在所述的步骤（3）中,炉膛的加热温度为700度-800度，裂解釜内温度为500度-600度。

10.根据权利要求7所述的废旧有机玻璃旋转螺式推进连续裂解方法，其特征在于：在所述的步骤（6）中,所采用的废气处理方法为光催化处理方法。