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1、(10)申请公布号 CN 103849409 A (43)申请公布日 2014.06.11 CN 103849409 A (21)申请号 201410021981.8 (22)申请日 2014.01.18 C10B 53/02(2006.01) C10B 53/07(2006.01) C10B 47/30(2006.01) C10B 47/44(2006.01) (71)申请人 天津千江新能源科技有限公司 地址 300350 天津市津南区津南经济开发区 （东区） 宝源路 45 号 (72)发明人 韩秀琴 郭剑波 杨祚明 刘洋 (74)专利代理机构 上海申蒙商标专利代理有限 公司 31214 代。
2、理人 徐小蓉 (54) 发明名称 大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺 (57) 摘要 本发明涉及再生能源领域， 具体涉及大型工 业化再生资源和生物质混炼生产工艺， 其特征在 于 ： 所述生产工艺采用超大容积的回转裂解筒作 为热裂解反应炉， 通过在回转裂解筒内设置保持 静止的取气中心管取气， 使得回转裂解筒内的物 料既能随着筒体转动而均匀受热， 同时裂解出的 油气可由取气中心管上开设的取气孔收集， 回转 裂解筒以取气中心管为转轴转动。本发明的优点 是 ： 可自动进出料， 操作简便， 劳动强度小， 满足 大型工业化的生产要求。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 。
3、1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103849409 A CN 103849409 A 1/2 页 2 1. 一种大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺， 涉及用于混炼再生材料和生物质 材料的生产设备， 所述生产设备包括进料系统、 反应炉、 沉渣池以及油气分离器， 所述进料 系统与所述反应炉的一端连通以将由再生材料和生物质材料构成的物料输送至所述反应 炉内， 所述反应炉的另一端与所述沉渣池以及所述沉渣池分别连通， 其特征在于 ： 在所述进料系统内设置至少一条所述再生材料的输送线， 在所述输送线上设。
4、置至少两 个所述生物质材料的进料口， 其中第一进料口的所述生物质材料的进料量小于第二进料口 的进料量 ； 所述反应炉采用由固定除渣筒、 回转裂解筒、 进料固定筒构成的裂解筒体， 其中所述回 转裂解筒由电机驱动旋转， 将所述回转裂解筒的一端与所述进料固定筒相连通， 所述进料 固定筒与所述进料系统连通， 将所述回转裂解筒的另一端与所述除渣固定筒连通， 所述除 渣固定筒与所述除渣池相连通 ； 位于所述回转裂解筒中设置有取气中心管， 所述取气中心管的一端贯穿伸出于所述裂 解筒体外侧并与所述油气分离器连通， 所述取气中心管位于所述回转裂解筒内的部分管段 由固定于所述回转裂解筒内壁上的支撑架定位支撑， 该。
5、部分管段表面开设有取气孔。 2. 根据权利要求 1 所述的一种大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺， 其特征在 于 ： 将所述回转裂解筒分为加热段、 裂解熔融段以及固渣段， 所述取气中心管在所述回转裂 解筒内延伸长度至少至所述裂解熔融段的初始处。 3. 根据权利要求 2 所述的一种大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺， 其特征在 于 ： 至少在下列一处开设所述取气孔 : 或者位于所述裂解熔融段的所述取气中心管上开设 所述取气孔、 或者位于所述固渣段的所述取气中心管上开设所述取气孔、 或者位于加热段 的所述取气中心管上开设所述取气孔。 4. 根据权利要求 1 或 3 所述的一种大型工业化再生。
6、资源和生物质混炼生产工艺， 其特 征在于 ： 在所述取气孔处固定设置有一滤网， 所述取气孔上方设置一风帽， 所述风帽采用三 点支撑的形式支撑固定于所述取气中心管外管壁。 5. 根据权利要求 2 所述的一种大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺， 其特征在 于 ： 在所述回转裂解筒内设置有若干螺旋进料导流板， 所述螺旋进料导流板的高度、 螺距用 于控制所述物料于所述加热段、 裂解熔融段以及固渣段内的流速及流量。 6. 根据权利要求 1 所述的一种大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺， 其特征在 于 ： 所述再生材料的输送线由料仓、 上料输送带、 密闭料斗和螺旋进料机构成， 所述料仓通 过上料输。
7、送带与所述密闭料斗构成连通， 所述密闭料斗通过所述螺旋进料机与所述进料固 定筒连通， 所述生物质材料的加料口分别设置于所述螺旋进料机以及所述进料固定筒上。 7. 根据权利要求 6 所述的一种大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺， 其特征在 于 ： 所述密闭料斗是指存储满由所述料仓输送的所述再生材料之后， 使其密封并采用抽真 空的方式对其进行除氧的料斗。 8. 根据权利要求 1 所述的一种大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺， 其特征在 于 ： 所述生物质材料所占所述物料的重量百分比为 5%-50%。 9. 根据权利要求 1 所述的一种大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺， 其特征在 于 。
8、： 所述回转裂解筒对所述取气中心管的定位支撑是沿所述取气中心管轴向间隔设置支撑 架， 所述支撑架至少采用三点支撑， 即在所述回转裂解筒的内壁上固定设置至少三根支撑 权 利 要 求 书 CN 103849409 A 2 2/2 页 3 柱构成所述支撑架， 至少三根所述支撑柱沿所述取气中心管的轴向圆周阵列分布， 所述支 撑柱的一端固定设置于所述回转裂解筒的内壁， 另一端与所述取气中心管构成滑动配合。 10. 根据权利要求 9 所述的一种大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺， 其特征 在于 ： 所述三点支撑中的点支撑指的是圆弧面支撑， 即所述支撑柱的支撑面为与所述取气 中心管外弧面匹配的弧面。 权。
9、 利 要 求 书 CN 103849409 A 3 1/5 页 4 大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺 技术领域 0001 本发明涉及再生能源领域， 具体涉及大型工业化再生资源和生物质混炼生产工 艺。 背景技术 0002 在石油、 天然气等不可再生化石资源濒临枯竭以及环境污染日益严重的今天， 能 源需求与环境保护成为当今世界的两大主题。 中国的生活垃圾数量巨大， 在较发达城市中， 废弃塑料占垃圾总质量的8-15， 体积分数达到30左右。 废塑料的传统处理方法是填 埋法和焚烧法， 但由此造成了占用耕地、 污染水源及排放大量废气等一系列问题。 而热裂解 等热化学回收法将废塑料转化为化学品或燃料。
10、油等有价值的石化产品， 不仅解决了废塑料 的污染问题， 还可在相当程度上缓解能源紧缺问题， 因此得到了世界各国的高度关注。 然而 单独进行塑料裂解制油尚有一些不足， 反应条件较为苛刻、 所需温度较高、 能耗较大。 0003 目前， 用于大型工业化的再生材料和生物质材料的生产工艺大多具有反应回收率 低、 产品质量不稳定、 反应窑炉热利用率低、 不能达到清洁化生产、 没有产业规模的缺点。 发明内容 0004 本发明的目的是根据上述现有技术的不足， 提供了大型工业化再生资源和生物质 混炼生产工艺， 该生产设备采用超大容积的回转裂解筒作为热裂解反应炉， 通过在回转裂 解筒内设置保持静止的取气中心管取气。
11、， 使得回转裂解筒内的物料既能随着筒体转动而均 匀受热， 同时裂解出的油气可由取气中心管上开设的取气孔收集， 保证收集率， 回转裂解筒 以取气中心管为转轴转动， 筒体稳定高， 实现大型工业化生产。 0005 本发明目的实现由以下技术方案完成 ： 一种大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺， 涉及用于混炼再生材料和生物质材 料的生产设备， 所述生产设备包括进料系统、 反应炉、 沉渣池以及油气分离器， 所述进料系 统与所述反应炉的一端连通以将由再生材料和生物质材料构成的物料输送至所述反应炉 内， 所述反应炉的另一端与所述沉渣池以及所述沉渣池分别连通， 其特征在于 ： 在所述进料系统内设置至少一条所。
12、述再生材料的输送线， 在所述输送线上设置至少两 个所述生物质材料的进料口， 其中第一进料口的所述生物质材料的进料量小于第二进料口 的进料量 ； 所述反应炉采用由固定除渣筒、 回转裂解筒、 进料固定筒构成的裂解筒体， 其中所述回 转裂解筒由电机驱动旋转， 将所述回转裂解筒的一端与所述进料固定筒相连通， 所述进料 固定筒与所述进料系统连通， 将所述回转裂解筒的另一端与所述除渣固定筒连通， 所述除 渣固定筒与所述除渣池相连通 ； 位于所述回转裂解筒中设置有取气中心管， 所述取气中心管的一端贯穿伸出于所述裂 解筒体外侧并与所述油气分离器连通， 所述取气中心管位于所述回转裂解筒内的部分管段 由固定于所述。
13、回转裂解筒内壁上的支撑架定位支撑， 该部分管段表面开设有取气孔。 说 明 书 CN 103849409 A 4 2/5 页 5 0006 将所述回转裂解筒分为加热段、 裂解熔融段以及固渣段， 所述取气中心管在所述 回转裂解筒内延伸长度至少至所述裂解熔融段的初始处。 0007 至少在下列一处开设所述取气孔 : 或者位于所述裂解熔融段的所述取气中心管 上开设所述取气孔、 或者位于所述固渣段的所述取气中心管上开设所述取气孔、 或者位于 加热段的所述取气中心管上开设所述取气孔。 0008 在所述取气孔处固定设置有一滤网， 所述取气孔上方设置一风帽， 所述风帽采用 三点支撑的形式支撑固定于所述取气中心管。
14、外管壁。 0009 在所述回转裂解筒内设置有若干螺旋进料导流板， 所述螺旋进料导流板的高度、 螺距用于控制所述物料于所述加热段、 裂解熔融段以及固渣段内的流速及流量。 0010 所述再生材料的输送线由料仓、 上料输送带、 密闭料斗和螺旋进料机构成， 所述料 仓通过上料输送带与所述密闭料斗构成连通， 所述密闭料斗通过所述螺旋进料机与所述进 料固定筒连通， 所述生物质材料的加料口分别设置于所述螺旋进料机以及所述进料固定筒 上。 0011 所述密闭料斗是指存储满由所述料仓输送的所述再生材料之后， 使其密封并采用 抽真空的方式对其进行除氧的料斗。 0012 所述生物质材料所占所述物料的重量百分比为 5。
15、%-50%。 0013 所述回转裂解筒对所述取气中心管的定位支撑是沿所述取气中心管轴向间隔设 置支撑架， 所述支撑架至少采用三点支撑， 即在所述回转裂解筒的内壁上固定设置至少三 根支撑柱构成所述支撑架， 至少三根所述支撑柱沿所述取气中心管的轴向圆周阵列分布， 所述支撑柱的一端固定设置于所述回转裂解筒的内壁， 另一端与所述取气中心管构成滑动 配合。 0014 所述三点支撑中的点支撑指的是圆弧面支撑， 即所述支撑柱的支撑面为与所述取 气中心管外弧面匹配的弧面。 0015 本发明的优点是 ： 可自动进出料， 操作简便， 劳动强度小， 满足大型工业化的生产 要求 ； 裂解过程中， 回转筒匀速转动， 筒。
16、内物料受热均匀 ； 中心取气管与回转裂解筒之间的 布局合体， 收气效果好生产率高， 年处理量大 ； 方便安装维护 ； 由于采用连续化生产故油品 质量稳定 ； 实时监控筒内爆炸极限， 安全性好。 附图说明 0016 图 1 是本发明的工艺流程示意图。 具体实施方式 0017 以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明， 以便 于同行业技术人员的理解 ： 如图 1 所示， 图中标记 1-21 分别为 ： 料仓 1、 上料输送带 2、 密闭料斗 3、 进料螺杆 4、 第 一进料口 5、 第二进料口 6、 进料固定筒 7、 传动齿轮 8、 驱动电机 9、 回转裂解筒 10、 支撑。
17、架 11、 取气孔 12、 导轮座 13、 导轮 14、 导轮支架 15、 取气中心管 16、 除渣固定筒 17、 油气分离器 18、 沉渣池 19、 风帽 20、 支撑柱 21。 0018 实施例 ： 如图 1 所示， 本实施例中的大型工业化再生资源和生物质混炼生产工艺 说 明 书 CN 103849409 A 5 3/5 页 6 涉及的生产设备包括进料系统、 裂解筒体、 油气分离器 18 以及沉渣池 19 构成。进料系统将 由再生材料和生物质材料混合构成的物料输送进裂解筒体内， 该物料在裂解筒体内热裂解 成油气以及料渣， 其中油气由油气分离器 18 收集并进行可燃气和油气的分离， 料渣由沉。
18、渣 池 19 回收。 0019 进料系统主要由料仓 1、 密闭料斗 3、 进料螺杆 4 构成， 其中料仓 1 是再生材料的存 储室， 将料仓 1 通过上料输送带 2 连接至密闭料斗 3， 将密闭料斗 3 的下方与螺杆进料机的 进料螺杆 4 进行配合连接。进料螺杆 4 上设置有生物质材料的第一进料口 5， 进料螺杆 4 的 输出端与进料固定筒 7 相连通。作为裂解筒体一部分的进料固定筒 7 上开设有一生物质材 料的第二进料口6。 第一进料口5以及第二进料口6处都保证无氧密封， 以保证进料系统无 氧供料。 0020 进料系统在工作时， 料仓 1 内存储的再生材料由上料输送带 2 输送至密闭料斗 3。
19、 内， 密闭料斗 3 在储满再生材料之后切断其与下方进料螺杆 4 的连通、 与上料输送带 2 之间 的连通， 并进行抽真空直至其达到真空密闭。当密闭料斗 3 内部达到真空后， 其内部存放的 再生材料由进料螺杆 4 输送至进料固定筒 7 内， 此时由于进料螺杆 4 上连通有生物质材料 的第一进料口 5， 所以进料螺杆 4 实质上是将再生材料与生物质材料相混合并输送至进料 固定筒 7 内， 可避免再生材料在进料螺杆 4 的输送中产生气泡。进料固定筒 7 上开设的第 二进料口 6 用以添加生物质材料， 使其在物料中的重量百分比达到要求， 即从第一进料口 5 与第二进料口 6 中两次添加的生物质材料的。
20、重量之和满足物料中所占重量百分比要求。其 中第一进料口 5 处生物质材料的添加量小于第二进料口 6 处的生物质材料的添加量。在实 际运用中， 当再生材料的组分内含有生物质材料时， 第一进料口5以及第二进料口6可以选 择性地根据生物质材料的组分要求进行相应的添加或者不添加。 0021 裂解筒体由进料固定筒 7、 回转裂解筒 10 和除渣固定筒 17 构成， 其中将进料固定 筒 7 与回转裂解筒 10 的一端连通， 将回转裂解筒 10 的另一端与所述除渣固定筒 17 构成连 通， 上述三者同轴设置。 在回转裂解筒10外围套装有一传动齿轮8， 传动齿轮8通过齿轮啮 合与驱动电机 9 构成传动配合， 。
21、使得驱动电机 9 可通过传动齿轮 8 的传动带动回转裂解筒 10 旋转。在回转裂解筒 10 下方沿其筒体轴向间隔设置有若干导轮座 13 以对其进行支撑， 其中导轮座 13 由导轮 14 和导轮支座 15 构成， 导轮 14 装配于导轮支座 15 上， 导轮支座 15 均固定于一导轨之上， 该导轨可沿回转裂解筒10轴向移动， 以在回转裂解筒10轴向变形伸 缩时使其保持水平 ； 导轮支座 15 可在其高度方向上进行调整， 以保证有基础沉降或其它因 素造成的变形时， 通过调整导轮支座 15 使回转裂解筒 10 保持水平。在回转裂解筒 10 内设 置有若干导流板， 导流板可使物料产生定向流动依次经过回。
22、转裂解筒 10 内的加热段、 熔融 裂解段以及固渣段。在回转裂解筒 10 内设置有一取气中心管 16， 取气中心管 16 与回转裂 解筒10同轴， 其一端贯穿伸出于裂解筒体的外侧并与油气分离器18构成连通， 其在回转裂 解筒中的长度至加热段。取气中心管 16 在回转裂解筒 10 内的部分管段由固定于回转裂解 筒 10 内壁上的支撑架 11 提供定位支撑， 支撑架 11 沿取气中心管 16 的轴向间隔设置， 每一 支撑架 11 由三根支撑柱 21 构成， 三根支撑柱 21 沿取气中心管 16 的轴向圆周阵列分布的， 其一端固定于回转裂解筒 10 的内壁， 另一端采用成型石墨作为滚动支点对取气中心。
23、管 16 进行滑动配合， 使得取气中心管 16 在保持静止时， 回转裂解筒 10 以取气中心管 16 为转轴 稳定转动。在位于回转裂解筒 10 内的取气中心管 16 的管段表面开设有四个取气孔 12， 用 说 明 书 CN 103849409 A 6 4/5 页 7 以收集物料裂解后产生的油气。在除渣固定筒 17 下部具有一与沉渣池 19 连通的开口， 以 将完全裂解后的物料料渣从裂解筒体内排出至沉渣池 19 内。 0022 裂解筒体在工作时， 回转裂解筒 10 由驱动电机 9 驱动旋转。当进料固定筒 7 内的 物料进入回转裂解筒10时， 先到达回转裂解筒10中的加热段， 此时物料得到加热并通。
24、过导 流板以一定的流速进入熔融裂解段 ； 在熔融裂解段中的物料开始裂解产生油气， 此时油气 由取气中心管 16 沿其延伸方向 3/4 处的取气孔 12 收集， 即该取气孔的位置正位于物料开 始裂解产生油气处， 为了保证油气的完整收集取气中心管 16 沿其延伸方向最外侧的取气 孔 12 正位于物料完全裂解的位置， 取气孔 12 将收集的油气通向油气分离器 18 ； 当物料从 熔融裂解段流至固渣段时， 物料完全裂解后剩余料渣， 该料渣便通过固定除渣筒 17 排出至 沉渣池 19。 0023 本实施例在具体实施时 ： 导流板采用螺旋进料导流板， 该导流板的高度、 螺距由物 料融熔裂解所需要的时间决定。
25、， 同时也就造成螺旋进料导流板的高度、 螺距与取气孔 12 在 取气中心管 16 上的布置位置呈相对应关系， 即螺旋进料导流板需采用固定高度和螺距的 导流板， 以保证物料在一定的时间、 一定的量按要求进入融熔裂解段， 以使物料开始裂解产 生油气处正好位于取气中心管 16 上 3/4 处的取气孔 12 ； 在熔融裂解段内， 根据物料融熔和 堆积比的变化， 改变导流板高度和螺距以保证最外侧取气孔 12 正位于物料完全裂解的位 置。取气孔 12 的位置也可根据物料的流速、 流量进行相应选择， 但至少保证在回转裂解筒 10 内的加热段、 裂解熔融段、 固渣段分别设有， 以提高油气的收集率。 0024 。
26、在取气中心管16的表面轴向可套装滑道， 每个滑道与支撑架11位置相对应， 将支 撑架 11 上作为滚动支点的成型石墨与滑道相接触且两者之间构成具有弹性的滑动配合， 该成型石墨为仿形的弧面状， 该滑道的宽度大于成型石墨的宽度， 使成型石墨以圆弧面支 撑取气中心管 16。此外， 还利用了成型石墨的弹性以避免其由于受热形变而造成支撑弧面 的破损， 既使得支撑架 11 对取气中心管 16 的支撑效果得到提高， 而且回转裂解筒 10 相对 取气中心管 16 的转动也更稳定。支撑架 11 也可由大于三根的支撑柱 21 构成， 但若干支撑 柱 21 需以取气中心管 16 的轴向圆周阵列以保证受力平衡。 00。
27、25 取气中心管 16 上开设的取气孔 12 可采用风帽 20 以及滤网来阻隔物料、 料渣通过 取气孔 12 进入取气中心管 16 内， 该滤网固定装配于取气孔 12 内以起到过滤作用， 风帽 20 以三点支撑的形式固定于取气中心管 16 且位于取气孔 12 上方。 0026 取气中心管 16 的管体内部有对回转裂解筒 10 内各种工况的监控线路， 将在线信 号传输至主控中心， 进行自动控制、 信息汇总和数据分析反馈， 以严格按照安全生产制度进 行， 尤其要实时监控爆炸极限、 采取预案措施， 使生产顺利进行。 0027 进料系统中设置两个密闭料斗 3 与料仓 1 构成连通的形式进行进料， 当料。
28、仓 1 将 再生材料通过上料输送带 2 输送至亦密封料斗 3 之后， 将该密封料斗 3 密封再抽真空， 之后 再利用进料螺杆 4 进行输送 ； 此时料仓 1 将再生材料输送至另一密封料斗 3， 以此往复， 实 现自动化、 大型工业化的进料工序。 0028 本实施例应用于某工厂的混炼生产之中， 该工厂采用再生材料中的废塑料 PP 和 PE 掺入部分作为生物质材料的植物沥青混合炼油， 产品为国家标准的可燃气、 汽油和柴油。 该厂年处理原料 400 万吨， 共有 15 条生产线， 每条生产线的热裂解系统均采用本实施例中 的生产工艺。回转裂解筒 10 的筒体直径 5.5 米， 长度 160 米， 每个回转裂解筒 10 年处理混 说 明 书 CN 103849409 A 7 5/5 页 8 合原料约26万吨。 植物沥青的添加量可占物料的5%-50%， 其中当添加的植物沥青所占物料 的重量百分比为 10% 时， 可制成 3.9 万吨的可燃气、 6.92 万吨的汽油、 13.52 万吨的柴油， 物 料转化率达到 93.62%。 0029 而当添加的物料为纯废塑料 PP 和 PE 时， 物料转化率为 88% ； 当添加的物料为纯植 物沥青时， 物料转化率为 75%。 说 明 书 CN 103849409 A 8 1/1 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103849409 A 9 。