一种塑料裂解油气除灰装置及塑料裂解设备的制作方法

1.本实用新型涉及塑料裂解技术领域，特别是涉及一种塑料裂解油气除灰装置及塑料裂解设备。


背景技术：

2.塑料具有较好的可加工性，且化学性质稳定、质量轻、绝缘性好、耐腐蚀，因此，塑料制品在生产和生活中得到了广泛的应用，塑料制品的广泛使用，产生了大批的废旧塑料，塑料的自然降解速度慢，对自然环境产生巨大不利影响。废塑料形成的白色污染成为严重的环境问题，废塑料回收利用在经济和环境方面会产生很大的效益。废塑料回收方法中最具有工业应用价值的是塑料裂解制油，裂解油经过处理可以成为优质的汽油、柴油、液化气、化工原料或炉用燃料等，从而替代大量进口的原油，并创造显著的社会效益和经济效益，而且，整个裂解处理过程无污染，废塑料裂解炼油作为一项节约能源、保护环境的措施，正日益受到重视。
3.在废旧塑料的裂解产物中的重质组分较多，催化改质能够增加轻质组分，减少重质组分，从而提高催化裂解所产生的燃料油的品质，目前，催化改质多采用先在反应器中将废旧塑料裂解为油气，然后将油气导入到催化罐进行催化改质，然而，裂解所产生的油气中含有大量灰渣，这些灰渣很难从油气中分离出来，容易堵塞催化剂，使催化改质无法连续进行，为防止裂解所产生的油气中的灰渣进入催化罐，目前采用将裂解所产生的油气先通入塔板式过滤器，然后再将过滤后的油气通入催化罐内。由于油气中灰渣含量较高，采用塔板式过滤器对油气进行过滤时，灰渣易于堆积在塔板上，造成过滤器堵塞，导致生产线不能长时间连续工作。
4.为解决塔板式过滤器易堵塞的技术问题，部分裂解反应装置在反应器后连接旋风分离器来对油气中灰渣进行分离，解决了塔板式过滤器容易堵塞的问题。由于废旧塑料回收时不同塑料的密度以及成分差异较大，会导致油气生成比存在较大差异，当处理油气生成比较大的物料时，反应器所裂解的油气体积较大，反应器内的油气压力较大，此时，进入旋风分离器内的油气流速较大；当处理油气生成比较小的物料时，反应器内的油气压力较小，此时，进入旋风分离器内的油气流速较小。由于旋风分离器的除灰效率与进入旋风分离器内气体的流速关系很大，当进入旋风分离器内的气体流速较过大时，会将已分离的灰渣卷入旋流中重新带走，导致旋风分离器对油气内灰渣的分离效果下降，当进入旋风分离器内的气体流速过小时，灰渣在旋风分离器内所受的的离心力过小，也会导致旋风分离器对油气内灰渣的分离效果下降。
5.由于现有的反应器所产生的油气在进入旋风分离器时的流速无法调节，因此，旋风分离器对油气中的灰渣的分离效果难以保证在最佳状态，不利于后续催化罐对从旋风分离器内流出油气的催化改质。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是：现有的反应器所产生的油气在进入旋风分离器时的流速无法调节，导致旋风分离器对油气中的灰渣的分离效果难以保证在最佳状态，不利于后续催化罐对油气的催化改质。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种塑料裂解油气除灰装置，包括旋风分离器，所述旋风分离器的进风口处连接有风管，所述风管的另一端与反应器的油气出口连接，所述风管的内侧壁上设有沿所述风管的径向延伸的转轴，所述转轴上转动连接有与所述风管的内侧壁相匹配的风门；
8.所述风管的外侧壁上设有穿过所述风管的外侧壁且与所述风门连接的风门开度调节结构，以驱动所述风门绕所述转轴转动。
9.作为优选方案，所述风门开度调节结构包括弹性拉伸件、固定筒和调节杆,所述固定筒设置在所述风管的外侧壁上且位于所述转轴与所述反应器的出气口之间，所述调节杆螺纹装配在所述固定筒内；
10.所述转轴设置在所述风管的轴线的外侧，所述弹性拉伸件的一端与所述风门远离所述转轴的一端连接，所述弹性拉伸件的另一端与所述调节杆连接；
11.所述风管的内壁上设有向所述风管内凸出的挡止结构，以在所述风门转动至与所述风管的轴线垂直的位置时挡止所述风门。
12.作为优选方案，所述弹性拉伸件包括软绳和拉伸弹簧，所述拉伸弹簧同轴设置在所述固定筒的内孔中，所述拉伸弹簧的一端与所述调节杆的端部连接，所述拉伸弹簧的另一端连接所述软绳，所述软绳的另一端连接在所述风门上。
13.作为优选方案，所述风管内设有第一压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述风门与所述反应器的出气口之间；
14.所述旋风分离器的出气口处设有第二压力传感器。
15.作为优选方案，所述风管内设有第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述风门与所述反应器的出气口之间；
16.所述旋风分离器的出气口处设有第二温度传感器。
17.作为优选方案，所述旋风分离器内设有出气管，所述出气管的上端伸出所述旋风分离器的顶壁，所述出气管的下端延伸至所述旋风分离器的内腔的下部；所述旋风分离器的进风口设置在所述旋风分离器的侧上部，且所述旋风分离器的进风口与所述旋风分离器的内侧壁相切。
18.一种塑料裂解设备的实施例，包括反应器和催化罐，所述反应器的油气出口连接有上述的塑料催化裂解油气除灰装置，所述旋风分离器的出气口连接所述催化罐。
19.作为优选方案，所述反应器包括筒状的外壳，所述外壳内同轴设有搅拌轴，所述外壳的外部套设有筒状的电磁加热器，所述反应器还包括动力装置，所述动力装置与所述搅拌轴连接。
20.本实用新型实施例的一种塑料裂解油气除灰装置，其有益效果在于：
21.本实用新型的塑料裂解油气除灰装置包括旋风分离器，旋风分离器的进风口处连接有风管，风管的另一端与反应器的油气出口连接；风管内设有与沿风管的径向延伸的转轴，转轴上转动连接有与风管的内壁相匹配的风门，风门上连接有风门开度调节结构，风门
开度调节结构能够驱动风门绕转轴转动，从而改变风门与风管之间所形成的风门开口的大小，当处理油气生成比较大的废旧塑料时，调大风门的开口，使得流经风门的油气流速降低，避免了进入旋风分离器内的油气流速过大导致的分离效率低；当处理油气生成比较小的废旧塑料时，调小风门的开口，使得流经风门的油气流速增加，避免了进入旋风分离器内的油气流速过小导致的分离效率低。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例一种塑料裂解油气除灰装置的结构示意图；
23.图2是图1中a处的局部放大图；
24.图3是本实用新型实施例一种塑料裂解设备的结构示意图；
25.图中，1、旋风分离器；11、第二压力传感器；12、第二温度传感器；13、出气管；2、风管；21、转轴；22、风门；23、挡止结构；24、第一压力传感器；25、第一温度传感器；3、反应器；31、外壳；32、搅拌轴；33、电磁加热器；34、反应器进料口；4、风门开度调节结构；41、弹性拉伸件；411、软绳；412、拉伸弹簧；42、调节件；42、固定筒；43、调节杆；5、催化罐；6、动力装置。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
27.在本实用新型的描述中，应当理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
28.如图1至图3所示，本实用新型实施例优选实施例的一种塑料裂解油气除灰装置，包括旋风分离器1，所述旋风分离器1的进风口处连接有风管2，所述风管2的另一端与反应器3的油气出口连接，所述风管2的内侧壁上设有沿所述风管2的径向延伸的转轴21，所述转轴21上转动连接有与所述风管2的内侧壁相匹配的风门22；所述风管2的外侧壁上设有穿过所述风管2的外侧壁且与所述风门22连接的风门开度调节结构4，风门开度调节结构4能够驱动风门22绕转轴21转动，从而改变风门22与风管2的内侧壁之间所形成的风门开口的大小，当处理油气生成比较大的废旧塑料时，调大风门22的开口，使得流经风门22的油气流速降低，避免了进入旋风分离器1内的油气流速过大导致的分离效率低；当处理油气生成比较小的废旧塑料时，调小风门22的开口，使得流经风门22的油气流速增加，避免了进入旋风分离器1内的油气流速过小导致的分离效率低。
29.其中，风门开度调节结构4包括弹性拉伸件41、固定筒42和调节杆43,所述固定筒42设置在所述风管2的外侧壁上且位于所述转轴21与所述反应器3的出气口之间，具体的，废旧塑料在反应器3内发生分解反应所产生高温油气进入风管2中，在高温油气的压力作用下，风门22远离转轴21的一端向旋风分离器的方向转动，使得风门22与风管2的内壁之间形
成供高温油气通过的开口，由于废旧塑料的成分以及水分的差异，反应器3内的高温油气的压力始终处于变化状态，弹性拉伸件41能够在油气压力升高时，使得风门开口增大，风门开口增大后，流经风门开口的油气的流速降低，避免了进入旋风分离器1内的油气流速过大导致的分离效率低；当油气压力降低时，弹性拉伸件41能够使得风门开口减小，风门开口减小后，流经风门开口处的油气流速增大，避免了进入旋风分离器1内的油气流速过小导致的分离效率低。因此，弹性拉伸件41的设置进一步提高了风门开度调节结构4对进入旋风分离器1内的气体流速调节的稳定性。而且，所述调节杆43螺纹装配在所述固定筒内；所述转轴21设置在所述风管2的轴线的外侧，所述弹性拉伸件41的一端与所述风门22远离所述转轴21的一端连接，所述弹性拉伸件41的另一端与所述调节杆43连接；调节件42能够调整弹性拉伸件41的弹力，使用时能够根据所需处理的废旧塑料的种类和含水量调节弹性拉伸件的弹力，进而实现对进入旋风分离器内的气流的流速的控制，进一步提高了本技术风门开度调节结构4对进入旋风分离器1内的气体流速调节的稳定性。
30.其中，所述风管2的内壁上设有向所述风管2内凸出的挡止结构23，以在所述风门22转动至与所述风管2的轴线垂直的位置时挡止所述风门22。
31.本实施例中，所述弹性拉伸件41包括软绳411和拉伸弹簧412，所述拉伸弹簧412同轴设置在所述固定筒42的内孔中，所述拉伸弹簧412的一端与所述调节杆43的端部连接，所述拉伸弹簧412的另一端连接所述软绳411，所述软绳411的另一端穿过风管2并连接在风门22上。将弹性拉伸件41设置为软绳411和弹簧412两部分既能够实现对弹性拉伸件弹力的调整，又便于弹性拉伸件伸入风管2内并连接在风门22上，其中，软绳411采用钢丝绳。
32.本实施例中，风管2内设有第一压力传感器24，第一压力传感器24设置在风门22与反应器3的油气出口之间；旋风分离器1的出气口处设有第二压力传感器11。通过第一压力传感器24和第二压力传感器11能够计算出旋风分离器的压力降,旋风分离器的压力降与旋风分离器入口气体的流速呈正相关的关系，因此，本实施例中作业人员能够通过第一压力传感器的压力值24、第二压力传感器11的压力值以及第一压力传感器的压力值24和第二压力传感器11的压力值的差值来调节弹性拉伸件41的拉伸力，从而降进入降旋风分离器1内的气体的流速限制在合理的范围内。
33.本实施例中，风管内设有第一温度传感器25，第一温度传感器25设置在风门22与反应器3的油气出口之间；第一温度传感器25能够检测反应器内油气的反应温度，旋风分离器1的出气口处设有第二温度传感器12，第二温度传感器12能够检测出经旋风分离器1除灰处理后的洁净油气的温度，避免洁净油气的温度过低导致的不利于后续催化反应，此外，通过计算第一温度传感器25与第二温度传感器12的温差能够间接地了解到旋风分离器入口处油气的流速，若第一温度传感器25与第二温度传感器12之间的温差过大，则说明进入旋风分离器1内的油气在旋风分离器1内停留时间过长，即旋风分离器1的入口处油气的流速偏低。
34.本实施例中，旋风分离器1内设有出气管13，出气管13的上端伸出旋风分离器1的顶壁，出气管13的下端延伸至旋风分离器1的内腔的下部；旋风分离器1的进风口设置在旋风分离器的侧上部，且旋风分离器1的进风口与旋风分离器1的内侧壁相切。
35.一种塑料裂解设备的实施例，包括反应器3和催化罐5，反应器3的油气出口连接有上述的塑料催化裂解油气除灰装置，旋风分离器1的出气口连接催化罐5。
36.其中，反应器3包括筒状的外壳31，外壳31内同轴设有搅拌轴32，外壳的外部套设有筒状的电磁加热器33，，反应器还包括动力装置6，动力装置6与搅拌轴32连接。
37.本实施例的塑料裂解设备的工作过程如下：通过反应器3的进料口34将熔融态物料加入反应器3内，电磁加热器33快速将反应器3的温度升至800℃左右，同时带有推料功能的搅拌轴32通过动力装置6开始旋转搅拌，反应器3内的废旧塑料温度快速升高，并产生高温油气，随着不断搅拌，废旧塑料逐渐向反应器3的油气出口处移动，此时反应器3中的物料发生剧烈的裂解反应产生大量带有灰渣的油气，具有一定气压的带有灰渣油气通过风门22吹向旋风分离器1内，在旋风分离器1中自上而下旋转流动，在流动的过程中借助离心力将灰渣从油气中分离并捕集在旋风分离器1的筒壁上，较轻的无杂质的油气到达旋风分离器1的椎体下端的某一位置时，通出气管13自下而上流向催化罐5，在通过催化罐5内的催化剂进行气相催化重组后流动到下一工序，较重的灰渣在重力作用下沉至旋风分离器1的底部，之后被送到灰渣蒸干设备中。
38.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。