1.本实用新型属于塑料裂解技术领域，具体涉及一种废塑料处理装置。


背景技术：

2.废塑料的处理是目前世界范围内的重中之重，塑料不可降解，而且大多不可回收利用，且塑料的种类复杂。在目前塑料的资源化处理过程中，有三种处理方法，一种为焚烧，一种为塑料造粒，还有塑料裂解炼油。
3.其中焚烧处理范围最广，但危害性最大，燃烧塑料极易产生二噁英，对焚烧厂周边环境造成影响，虽然现有焚烧技术已然较为成熟，但仍不可避免的产生二噁英。塑料造粒是塑料回收利用较为成熟的利用方式，但塑料的造粒对废塑料的纯净度要求较高，在造粒之前要经过清洗，在这一过程中，需要耗费大量的水资源。
4.塑料的裂解炼油是目前新型的最合理的处理废塑料的方式。众所周知，塑料本是由石油化工行业产生的小分子聚合而成的聚合材料，裂解是将塑料还原成最初的小分子状态，然后在高温状态下重组成小分子烃类，在冷凝后便为油状。此种利用方式最为合理的原因在于，它不仅处理的废塑料，而且将废塑料转化成了另一种可利用的资源。
5.为此，广东省环境科学研究院于2019年7月19日申请的、申请号为cn 201910656272x的中国发明专利申请公开了一种高效率废塑料处理装置及使用方法，处理装置包括依次连接的预熔融罐、裂解釜、催化塔和冷凝塔，使得废塑料在该处理装置中依次进行高温预熔融、高压高温裂解和催化裂解处理，塑料的分解效果大幅提高，而且分解获得的裂解气能够循环使用，不仅降低了能耗，而且清洁环保，有助于体系的持续稳定运行。但是，所述预熔融罐的底部设置有熔融液出口，所述熔融液出口与主输送泵连接，所述主输送泵与裂解釜入口连接。由于从所述预熔融罐排出的熔融液的粘度较高，当预熔融罐中的熔融液排出完毕后，主输送泵冷却后粘结在主输送泵上熔融液容易凝固粘在主输送泵内，造成了原料损失；同时高温的熔融液通过主输送泵转移也增加了不安全因素。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供一种废塑料处理装置，以解决上述问题。
7.一种废塑料处理装置，包括熔融装置和裂解装置，其中，所述熔融装置包括熔融釜，该熔融釜包括位于上方的固态塑料进料口和位于下方的液态塑料出料口；所述裂解装置包括裂解釜，该裂解釜包括位于上方的液态塑料进料口和裂解气出口，所述熔融釜设置于所述裂解釜的上方，所述液态塑料出料口位于所述液态塑料进料口的上方并通过液态塑料排出阀门连接，当所述液态塑料排出阀门打开后，所述熔融釜内形成的液态塑料自动流入所述裂解釜内。
8.基于上述，所述裂解釜还包括位于下方的出碳螺旋单元，该出碳螺旋单元包括与所述裂解釜内腔连通的螺旋输送机和与所述螺旋输送机连通的碳粉排出通道。
9.基于上述，所述裂解装置还包括碳粉仓，该碳粉仓通过出碳阀门与所述碳粉排出
通道连接，且当所述出碳阀门打开时，所述裂解釜内裂解形成的碳层从所述碳粉排出通道自动落入所述碳粉仓。
10.基于上述，所述碳粉仓内安装有碳粉降温喷头。
11.基于上述，所述裂解釜内部上安装有活动搅带，所述活动搅带运动将所述碳粉推送至所述出碳螺旋单元上。
12.基于上述废塑料处理装置，还包括与所述裂解气出口连接的冷凝装置，该冷凝装置包括轻油出口、重油出料口和不凝气排出口。
13.基于上述，所述熔融釜还包括位于上方的重油进料口，该重油进料口与所述重油出料口连接。
14.基于上述，所述裂解装置还包括安装在所述裂解釜下方的不凝气燃烧机，该不凝气燃烧机与所述不凝气排出口连接。
15.基于上述，所述不凝气燃烧机包括裂解用高温烟气夹层，该裂解用高温烟气夹层与所述不凝气燃烧机通，使得所述不凝气燃烧机燃烧产生的原始高温烟气在所述裂解用高温烟气夹层中流动，所述裂解用高温烟气夹层包括位于所述裂解釜上方的二次高温烟气出口。
16.基于上述，所述熔融釜的外表面套设有熔融用高温烟气夹层，该熔融用高温烟气夹层包括位于所述熔融釜下方的二次高温烟气进口和位于所述熔融釜上方的回流高温烟气出口，所述二次高温烟气进口与所述二次高温烟气出口连接。
17.基于上述，所述不凝气燃烧机还包括与所述回流高温烟气出口连接的回流高温烟气进口。
18.基于上述，所述冷凝装置包括重油冷凝器和轻油冷凝器，该重油冷凝器包括裂解气进口、所述重油出料口和油气出口，其中，所述裂解气进口与所述裂解气出口连接，所述重油出料口与所述重油进料口连接；所述轻油冷凝器包括油气进口、所述不凝气排出口和轻油出口，所述油气进口与所述油气出口连接，所述不凝气排出口与所述不凝气燃烧机连接。
19.因此，本实用新型通过的废塑料处理装置包括熔融釜和裂解釜，熔融釜和裂解釜通过液态塑料排出阀门连接，且熔融釜设置于裂解釜的上方，所以，当所述液态塑料排出阀门打开后，所述熔融釜内形成的液态塑料依靠重力，无需提供额外动力就能自动流入所述裂解釜内，如此，不仅节省了液态塑料原料转移所要消耗的动力，而且也减少了运行中所带来的故障率，同时也避免了高温液态塑料原料在转移过程中所带来的危险性。
20.进一步，所述裂解釜出碳螺旋单元采用主动出料的方式，通过螺旋输送机将裂解釜裂解形成的碳粉输送至碳粉排出通道，解决了裂解碳粉出料需要等待碳粉及设备冷却后才能出料的问题，能够实现连续及时排碳，提高裂解效率。同时，所述裂解釜中的活动搅带在裂解搅拌电机的驱动下将裂解釜底部的碳粉推送至所述螺旋输送机上，使得裂解釜排碳更加彻底，效率更高。
21.进一步，所述裂解装置还包括碳粉仓，该碳粉仓通过出碳阀门与裂解釜连接，且当所述出碳阀门打开时，所述裂解釜内裂解形成的碳粉依靠重力从所述碳粉排出通道自动落入所述碳粉仓，如此减少高温排碳故障和高温排碳带来的危险。同时，所述碳粉仓内安装有碳粉降温喷头，主要是为了给从裂解釜排出的高温碳粉降温，有利于提高设备运行的安全
性。
22.进一步，所述熔融釜包括重油进料口，通过该重油进料口向熔融釜体内腔中加入重油，重油在熔融釜内的主要作用是与废塑料快速接触并混合，利用重油作为传热介质为废塑料传热，使废塑料快速收缩、吸热融化成液态，从而提高了废塑料的熔融效率。同时，所述熔融釜的重油进料口与重油冷凝器的重油出料口连接，使得裂解釜裂解产生的重油进入熔融釜，重油具有凝点高、颜色深、不宜常温下存放等特点，所以，裂解釜产生的重油进入熔融釜回收利用，不但能够作为传热介质给塑料熔融釜内的废塑料传热，加速废塑料熔融成液态；而且重油伴随液态塑料重新进入裂解釜进行再次裂解，最终变成轻油。
23.进一步，所述裂解装置还包括为裂解釜提供热量的不凝气燃烧机，且该不凝气燃烧机与所述不凝气排出口连接，使得裂解釜裂解产生的不凝气为燃烧机燃烧提供气体燃料，如此，本实用新型提供的废塑料处理装置不仅实现废塑料裂解，还将废塑料转化成了另一种可利用的资源，实现资源的循环利用。
24.进一步，所述熔融釜的高温烟气夹层进口与所述裂解釜的高温烟气夹层的出口连通，使得燃烧机燃烧提供的高温烟气先加热裂解釜，再加热熔融釜，实现梯次加热，极大程度上实现塑料裂解工艺上的节能减排，能源利用最大化。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例一提供的废塑料处理装置的结构示意图。
26.图2是图1所示a区域的放大示意图。
27.图3是本实用新型实施例二提供的废塑料处理装置的结构示意图。
28.图4是图3所示b区域的放大示意图。
29.图5是本实用新型实施例三提供的废塑料处理装置的结构示意图。
30.图6是图5中所示的熔融釜的结构示意图。
31.图7是图5中所示的裂解装置的部分结构示意图。
32.其中，图中的元件符号代表：1 熔融釜；11 高温烟气夹层；12 固态塑料进口；13 二次高温烟气进口；14 液态塑料出料口；15 回流高温烟气出口；16 重油进料口；18 液态塑料排出阀门；2 裂解釜；22 液态塑料进料口；24 裂解气出口；26 活动搅带；28 高温烟气夹层；29 二次高温烟气出口；3 不凝气燃烧机；4 碳粉仓；5 重油冷凝器；52 裂解气进口；54 油气出口；6 重油储存罐；62 重油出料口；7 轻油冷凝器；72 油气进口；74 轻油出口；76 不凝气排出口；8 轻油储存罐；9 储气气柜；10 出碳螺旋单元；102 螺旋输送机；104 碳粉排出通道；106 出碳阀门。
具体实施方式
33.下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。其中，本文中使用的技术术语或科技术语应当为本实用新型所属技术领域人员所理解的通常意义；本文中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
34.实施例一
35.请参阅图1和图2，本实用新型实施例一提供一种废塑料处理装置，包括熔融装置
和裂解装置，该熔融装置和裂解装置通过液态塑料排出阀门18连接。
36.所述熔融装置包括熔融釜1，该熔融釜1主要是为了对固态废塑料进行预处理，在其裂解前，先熔融固态废塑料。本实施例中，所述熔融釜1为卧式结构，主要由位于中间的筒状侧面和两个分别位于筒状侧面两端的筒盖组成，两个筒盖分别左筒盖和右筒盖，且该两个筒盖的中心剖面轮廓均为弧形。所述熔融釜1的内腔的水平中心上安装有搅拌轴，该搅拌轴上安装有多个搅拌叶片，所述搅拌轴的一端穿过所述熔融釜1的左筒盖安装有搅拌电机，另一端固定在所述熔融釜1的右筒盖上。所述熔融釜1本身不转动，安装在塑料熔融釜内腔的搅拌轴及搅拌叶片工作，使得塑料熔融釜内的固态塑料和已融化形成的液态塑料充分混合，保证热量传递均匀，且搅拌时搅拌叶设置有一定角度，将固态塑料向塑料熔融釜末端推移，一方面保证进料端的正常进料，另一方面通过连续的搅拌保证熔融釜内的物料与重油充分接触且受热均匀。
37.所述熔融釜1的筒状侧面的顶部分别设置有固态塑料进料口12和重油进料口16，筒状侧面的底部设置有液态塑料出料口14。所述固态塑料进料口12主要是为了向所述熔融釜1的内腔添加固态废塑料，固态废塑料通过垂直螺旋输送机输送至固态塑料进料口12，从固态塑料进料口12进入熔融釜1的内腔。所述重油进料口16主要是为了向所述熔融釜1的内腔添加重油。其中，所述塑料熔融釜内添加重油的主要目的：一是为了在塑料熔融釜运行时，先在塑料熔融釜内加入约体积1/3的重油，在搅拌作用下，加入的重油与固态废塑料快速接触混合，利用重油作为传热介质为废塑料传热，使废塑料快速收缩、吸热融化成液态，从而提高了废塑料的熔融效率。
38.所述裂解装置包括裂解釜2，该裂解釜2主要是为了裂解液态塑料，并将液态塑料裂解成碳粉和裂解气。本实施例中，所述裂解釜2为卧式裂解釜，主要由位于中间的筒状侧面和两个分别位于筒状侧面两端的筒盖组成，两个筒盖分别左筒盖和右筒盖，且该两个筒盖的中心剖面轮廓均为弧形。所述裂解釜2的筒状侧面的顶部分别设置有液态塑料进料口22和裂解气出口24。所述液态塑料进料口22位于所述液态塑料出料口14的正下方，且通过所述液态塑料排出阀门18连接；当所述液态塑料排出阀门18打开后，所述熔融釜1内形成的液态塑料依靠重力主动流入所述裂解釜2内。
39.实施例二
40.请参阅图3和图4，本实用新型实施例二提供一种废塑料处理装置，其结构与实施例一提供的废塑料处理装置基本相同，主要不同之处在于：本实施例中，所述裂解釜2还包括出碳螺旋单元10和搅拌装置，所述裂解装置还包括碳粉仓4。
41.所述出碳螺旋单元10位于所述裂解釜2的下方，包括螺旋输送机102和碳粉排出通道104。所述螺旋输送机102与所述裂解釜2的内腔连通。所述碳粉排出通道104与所述螺旋输送机102的底部连通。如此，当螺旋输送机102处于工作状态时，快速将碳粉输送至碳粉排出通道104，最终使得碳粉从所述碳粉排出通道104排出进入碳粉仓4。
42.所述碳粉排出通道104通过出碳阀门106与所述碳粉仓4连接。当所述出碳阀门106打开时，所述裂解釜2内裂解形成的碳粉依靠重力从所述碳粉排出通道104自动落入所述碳粉仓4中。所述碳粉仓4内安装有碳粉降温喷头，当高温碳粉从所述碳粉排出通道104排出时，同时开启碳粉降温喷头喷水，细小的水珠在遇到高温碳粉时迅速蒸发成水蒸气，不仅可起到给碳粉降温的作用，在水珠蒸发成水蒸气后，可将碳粉仓4内的空气赶出碳粉仓4，防止
高温状态下的碳粉在遇到空气时自燃，提高设备运行的安全性。
43.所述裂解釜2的搅拌装置包括安装在所述裂解釜2内腔的水平中心上的活动搅带26，所述活动搅带26的一端穿过所述裂解釜2的左筒盖安装有裂解拌装电机，另一端固定在所述裂解釜2的右筒盖上。所述裂解搅拌电机驱动所述活动搅带26运动并将所述碳粉推送至所述螺旋输送机102中，并由所述螺旋输送机102推送至所述碳粉排出通道104。
44.实施例三
45.请参阅图5至图7，本实用新型实施例三提供一种废塑料处理装置，其结构与实施例二提供的废塑料处理装置基本相同，主要不同之处在于：本实施例提供的废塑料处理装置还包括重油冷凝器5、重油储存罐6、轻油冷凝器7、轻油储存罐8和储气柜9。
46.所述重油冷凝器5包括裂解气进口52、重油冷凝出口（图未示）和油气出口54。其中，所述裂解气进口52通过管道与所述裂解气出口24连接。所述重油冷凝出口与重油储存罐6连接，该重油储存罐6的下方设有重油出料口62，该重油出料口62通过管道与所述重油进料口16连接。所述油气出口54通过管道与所述轻油冷凝器7连接。所述轻油冷凝器7包括与油气出口52连接的油气进口72、轻油出口74和不凝气排出口76。所述轻油出口74通过管道与轻油储存罐8连接。所述不凝气排出口76通过管道与储气柜9连接，不凝气的主要成为烷烃类、一氧化碳和氢气等，可以作为燃料。
47.另外，本实施例中，所述裂解装置还包括安装在所述裂解釜2下方的燃烧室（图未示），该燃烧室内安装有不凝气燃烧机3，所述不凝气燃烧机3与所述储气柜9通过管道连接。
48.进一步，本实施例中，所述裂解釜2还包括套设在其外表面的高温烟气夹层28，该高温烟气夹层28内布置有高温烟气流动通道（图未画），该高温烟气流动通道均匀缠绕在所述裂解釜2的外表面，为裂解釜2提供热量，其中，裂解釜2为静态高温裂解，最高裂解温度为500℃。所述高温烟气流动通道与所述燃烧室连通，使得所述燃烧室中的不凝气燃烧机3燃烧产生的原始高温烟气在高温烟气流动通道中有序流动。所述高温烟气流动通道包括位于所述裂解釜2上方的二次高温烟气出口29。
49.进一步，本实施例中，所述熔融釜1还包括套设在其外表面的高温烟气夹层11，该高温烟气夹层11内布置有二次烟气流动通道（图未画），该二次烟气流动通道均匀缠绕在所述熔融釜1的外表面，为熔融釜1熔融固态废塑料提供热量，最高熔融温度为300℃。所述二次烟气流动通道包括位于所述熔融釜1下方的二次高温烟气进口13和位于熔融釜1上方的回流高温烟气出口15。所述二次高温烟气进口13与所述二次高温烟气出口29连接。所述回流高温烟气出口15与所述不凝气燃烧机3的回流高温烟气进口连接。
50.本实施例提供的上述废塑料处理装置的运行过程如下：
51.固态废塑料经前处理粉碎和干燥后进入熔融釜1，熔融釜1内先盛有少量的重油，在搅拌装置的作用下，废塑料与重油快速接触并混合均匀，塑料快速收缩、吸热融化。当温度达到300度时，塑料已基本完全熔融为流体，此时打开液态塑料排出阀门18，使熔融后形成的液态塑料依靠重力自动进入裂解釜2，裂解釜2底部下方设有不凝气燃烧机3，不凝气燃烧机3以废塑料裂解后产生的不凝气为燃料，直接燃烧，为塑料裂解和熔融提供热量。裂解温度从300度到500度，其过程为吸热过程，每一温度段，都会有物质产出，当温度达到500度时，裂解已基本完成，该过程持续时间为8 h。同时打开碳粉仓4的碳粉降温喷头、裂解釜2的活动搅带26、螺旋输送机102和出碳阀门106。高温碳粉在碳粉仓4中冷却后经螺旋输送机输
送至碳粉储存车间。
52.塑料裂解产生的主要副产物裂解气从裂解气出口24排出先进入重油冷凝器5，冷凝后使高凝点的重油析出并进入重油储存罐6内储存；冷凝后的低凝点油气状物质从油气出口52并进入轻油冷凝器7中，并分离出轻油和不能冷凝的不凝气，轻油从轻油出口74排出储存轻油储存罐8内；不凝气从轻油储存罐8的不能被轻油冷凝器7冷凝下来的气体称为不凝气，不凝气从不凝气排出口76通过管道进入储气柜9中储存，该储气柜9与不凝气燃烧机3相通，为不凝气燃烧机3燃烧提供燃料不凝气，为整个废塑料处理装置供给热量。
53.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。