复杂进料快速裂解再生能源装置的制作方法

日期:2019-04-06 18:34:48

专利名称:复杂进料快速裂解再生能源装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种自足式快速裂解再生产油装置,其不但可自给自足,且因为其内部所使用的特制液态触媒,具蓄高热介质与催化功能。再配合真空操作以及即时分馏再生单元,使裂解速率快速并产制高品质再生油品,故具有产制高经济油品及适用性广的效益。
传统的塑胶废弃料均是被掩埋,或是被送入焚化炉中燃烧。若采用掩埋法,塑胶废弃物本身不易被分解,而成为严重的环保问题。若以焚化炉燃烧,则此塑胶废弃物将会燃烧而成为二氧化碳、水蒸气及其它化合物。
然而,由于塑胶的种类繁多,大体上均为高分子聚合物,其单体的主要化学成份不外乎碳及氢。有些含氯的塑胶如聚氯乙烯(PVC)则具有氯的成份。单就不含氯的塑胶废弃物而言,大多数均为聚乙烯(PE)、聚丙烯(俗称PP)及聚苯乙烯(俗称PS),其包括塑胶袋、塑胶杯、塑胶布、塑胶管及塑胶盆、日用品、玩具外壳、保丽龙制品等。取得容易,若能将这些废物再处理成有用的物质,资源回收,必能造福社会减少公害,故而,发明人一直努力研发以便解决上述塑胶废弃物的处理问题。
为了解决上述的问题,并将的资源化循环利用,一些为了全民福祗的积极作法均不断的推出,有使用外加电热源裂解、有利用触媒催化分解以及生物分解等,但不是耗费太多能源,便是操作造成二次污染或为不和自然相融合而无广泛利用价值。例如台湾公告号第286626号由工业技术研究院于1995年11月24提出的“塑胶废弃物的油化装置”,其也是旨在通过外加电热方式预热融槽的方式将废弃塑胶分解成为可燃气以及轻质油,耗能极大。而在1996年6月26日由工业技术研究院提出申请的台湾公告号第295903号“塑胶废弃物的油化装置结构改良”,即是去除将塑胶废料预热的程序,并在搅拌器与反应槽之间设置有一隔绝反应槽热量的断热密封机构,而可具有断气、冷却、以及安全的功效;并进而达到减少能量的结构,以及提高绝热效果的目的。
其中未有考虑不同废料的特性不同的机制,以至于会有耗材二次污染以及高分子油品(蜡等)阻塞等问题,以致于在后序作业上也产生相当高的成本支出。
本发明专利可在低温低压快速裂解,且藉回馈热源自足使用,以及即时分馏单元,可使进料多元化,如废塑胶(含部分氯也可)。树脂、废机油、废溶剂等废料,且产制高品质油品并无可燃气二次污染问题。其适用性广、经济性高。
本发明提供一种混合石化废弃物的资源回收热裂解装置,其依序至少包括一前处理器、一密闭式供料器、一密闭式反应炉、一第一导管、一冷却装置、一油水分离器及一储油槽;其中,该前处理器,用以将固态石化废弃物碾碎成体积相对较小的固体碎片;该密闭式供料器,具有一废油等液态废弃物入料容纳漏斗及一挤入器,该入料容纳漏斗用以承接由该输送装置运送来的固体碎粒或碎片并与液态废弃物混合成一定的量,该入料容纳漏斗与该挤入器的入口相连,该挤入器则将固体碎粒或碎片挤入该密闭反应炉之中;该密闭反应炉的底部外被一热源加热,并配合一液态触媒催化剂,使该固体碎粒或碎片的温度升至摄氏200至800度,并使其热裂解而转变成相对高温的气态物质;该第一导管,将该密闭反应炉产生的气态物质导引该冷却装置的入口;该冷却装置,用以将该气态物质冷凝至常温或略高于常温的状态,形成高比例的液态产物及低比例的气态产物,其中,该液态产物中主要包括含碳数量介于5至20间的烷类、水及少数杂质。
该油水分离器,其顶端中央及底部分别有一上孔、中孔及下孔,该上孔可关闭或导引该气态产物至该密闭式反应炉底部外,做为一辅助加温燃料,该中孔连接一管而将液态产物中的烷类导至该储油槽,而该下孔可关闭或排放液态产物中的水及杂质;该储油槽;用以储存烷类;其为可再次供一般的车辆使用的燃料,且该储油槽设有一阀,供导出该烷类,而且,该储油槽顶端设有一真空抽气装置适时抽真空加速裂解;由此,可将混合石化废弃物以快速热裂解方法,做资源回收,而成为可再次使用的燃料。
其次,其方法包括下列步骤前处理步骤、密闭式加热步骤、冷却步骤、油水分离步骤及储油步骤。
本发明的上述及其他目的与优点,不难从下述所选用实施例的详细说明与附图
中,获得深入了解。
图2本发明的方法的流程图。
图3本发明第二实施例的立体图。
其中,该前处理器10,用以将固态石化废弃物碾碎成体积相对较小的固体碎粒或碎片11。另外,其具有一输送装置12,可输送前述固体固体碎粒或碎片11,由该前处理器10移至该密闭式供料器20。
该密闭式供料器20具有一入料容纳漏斗21及一挤入器22,该入料容纳漏斗21用以承接由该输送装置12运送来的固体碎粒或碎片11并与液态废弃物混合成该入料容纳漏斗21与该挤入器22的入口相连,该挤入器22则将固体碎粒或碎片11挤入该密闭反应炉30之中;当然,如果塑胶废弃物本身已是碎片或薄片状,如软质塑胶袋,则无需通过前述的前处理器10及一密闭式供料器20来处理。
该密闭反应炉30的底部外被一热源加热,并配合一调制液态触媒催化剂,使该固体碎粒或碎片11的温度升至摄氏200至800度,并使其热裂解而转变成相对高温的气态物质。另外,该密闭反应炉30在燃烧后所剩余的固态炉底部残渣(约10%,图中未示),经真空操作可去除其大部分含油成分以利再次使用而无污染。
该第一导管40,将该密闭反应炉30产出的气态物质由一较低位置导引至位于位置较高的冷却装置50的入口。
该冷却装置,用以将该气态物质冷凝至常温或略高于常温的状态,形成高比例的液态产物及低比例的气态产物,顺势流下,其中,该气态产物中包括含碳数量介于1至4间的烷类(即甲烷至丁烷),该液态产物中主要包括含碳数量介于5至20间的烷类(即戊烷至二十烷)、水及少数杂质。在本实施例中,该冷却装置50包括一斜管部51(急冷至摄氏100度的内)及一螺旋管部52(缓冷至略高于常温),均以冷却水53冷却。
该油水分离器60,其顶端中央及底部分别有一上孔61、中孔62及下孔63,该上孔61可关闭或导引该气态产物至该密闭式反应炉30底部外,做为一辅助加温燃料(节省反应炉的总燃料),该中孔62连接一管而将液态产物中的烷类导至该储油槽70,而该下孔63可关闭或排放液态产物中的水及杂质;该储油槽70,用以储存烷类,其为可再次供一般的车辆使用的燃料,且该储油槽设有一阀71,供导出该烷类之用,另外,该储油槽70顶端设有一真空抽气装置72除可适时使反应也使在该冷却装置50及油水分离器60内的物体流动性更佳。
由此,可将混合石化废弃物以快速热裂解方法,做资源回收,而成为可再生的燃料。
关于详细的过程,请参阅图2,在此将各步骤详述如下一、前处理步骤81将固态石化废弃物,碾碎成固体碎粒或碎片,如果已是碎片状或是薄片状,则此部分可以省略;二、密闭式加热步骤82将前述固体碎粒或碎片与特制液态触媒催化剂混合并在密闭式反应炉中被加热至摄氏200至800度间,快速配合真空操作热裂解而成为一平均分子量较低的气态物质;三、冷却步骤83将前述的气态物质冷却至常温至摄氏100度之间,而成为形成高比例的液态产物及低比例的气态产物,其中,该液态产物中主要包括含碳数量介于5至20间的烷类、水及少数杂质。
四、油水分离步骤84可将气态产物、水及少数杂质分离出,且可将该气体产物导引至该反应炉做为辅助热源;五、储油步骤85将初裂解产物烷类储存在一储油槽内。
根据本发明人的实验,若以聚乙烯成分为主的塑胶袋为此石化废弃物做为原料,则每1重量单元的原料,最后可以得到0.75单元重量的烷类产物,若反应炉的加热温度的高低,将影响最终烷类产物的成分。
请参阅图3,发明的第二实施例,其中,其具有两个密闭式反应炉30A、30B及两个阀31A、31B,以便可以切换,当其中一反应炉30A或30B在作业中,另一反应炉则准备,反之亦然,如此,即可达到更高效率的连续处理。
另外,在储蓄槽70的产物,大部分是含碳数量介于5至20间的烷类,当然,此储蓄槽70的产物,可以再已习知的蒸馏法将其品质提高,此蒸馏装置90包括一加热筒91、冷却筒92及一集油筒93。因此,只要控制加热筒91内的蒸发温度即可提炼出接近一般汽油标准的燃料。因此,此燃料的品质已相当接近一般的汽油,经济价值高,未来发展的潜力无穷。
因此,本发明可达到将混合石化废弃物快速裂解的功效,不仅减少垃圾焚化炉的负荷,更能将废物转变成可做为燃料(类似汽油)的烷类产物,供人类循环使用,一举两得。
以上仅是通过较佳实施例详细说明本发明,对于该实施例所做的任何简单修改与变化均不成脱离本发明的精神与范围。
由以上详细说明,可使熟知本项技艺者明了本新型专利确可达成前述目的。
权利要求
1.复杂进料快速裂解再生能源装置,其特征在于其依序至少包括一密闭式反应炉、一第一导管、一冷却装置、一油水分离器及一储油槽;其中,该密闭反应炉的底部外被一热源加热,并配合一特制液态触媒催化剂,使该炉内的大体上为混合石化废弃物的温度升至摄氏200至800度,配合真空操作快速使其裂解而转变成相对高温的气态物质;该第一导管,将该密闭反应炉产生的气态物质导引该冷却装置的入口;该冷却装置,用以将该气态物质冷凝至常温或略高于常温的状态,形成高比例的液态产物及低比例的气态产物,其中,该液态产物中主要包括含碳数量介于5至20间的烷类、水及少数杂质;该油水分离器,其顶端中央及底部分别有一上孔、中孔及下孔,该上孔可关闭或导引该气态产物至外界或至该密闭式反应炉底部外,该中孔连接一管而将液态产物中的烷类导至该储油槽,而该下孔可关闭或排放液态产物中的水及杂质;该储油槽,用以储存烷类,其为可再次使用的燃料,且该储油槽设有一阀,供导出该烷类;由此,可将混合石化废弃物以快速热裂解方法来做资源回收,而成为可再次使用的燃料。
2.如权利要求1所述混合石化废弃物快速热裂解再生装置,其特征在于;在该密闭反应炉之前,又包括一前处理器,用以将固态石化废弃物碾碎成体积相对较小的固体碎粒或碎片;及一密闭式供料器,具有一入料容纳漏斗及一挤入器,该入料容纳漏斗用以承接由该输送装置输运来的固体碎粒或碎片并与液态废弃物混合成一定的量,该入料容纳漏斗与该挤入器的入口相连,该挤入器则将固体碎粒或碎片挤入该密闭反应炉之中;以及该储油槽顶端设有一谆空抽气装置,以适时真空操作。
3.如权利要求1所述的混合石化废弃物快速热裂解再生能源装置,其特征在于该前处理器又包括一输送装置,用以输送前述固体碎粒或碎片移至该密闭供料器。
4.复杂进料快速裂解再生能源方法,其特征在于,其至少包括下列步骤一、密闭式加热步骤将混合石化废弃物与特制液态触媒催化剂混合并在密闭式反应炉中被加热至摄氏200至800度间,而成为一气态物质;并适时真空操作,加速裂解,降低残渣油量;二、冷却步骤将前述的气态物质冷却至常温至摄氏100度之间,而成为形成高比例的液态产物及低比例的气态产物,其中,该液态产物中主要包括含碳数量介于5至20间的烷类、水及少数杂质;三、油水分离步骤将气态产物、水及少数杂质分离出;四、储油步骤将裂解产物烷类储存在一储油槽内,并即时蒸馏成高品质油品。
5.如权利要求4所述的混合石化废弃物的快速裂解再生能源方法,其特征在于在该密闭式加热步骤之前,又包括一前处理步骤将混合石化废弃物碾碎成固体碎粒或碎片,并调以液态废弃物混合进料。
全文摘要
一种液态蓄热媒、真空操作快速裂解单元,配合分馏装置的产制高品质再生油品装置,可在低温低压下快速裂解,并适合多样废品进料。主要为1)以各式熔剂与高分子物调配的液态蓄媒,其具易蓄热功能,可使裂解物受热均匀,并配合其内触媒催化效应,可适用多样废品进料裂解。2)触媒催化再配合适时抽真空操作,除可在低温下制解外,其低压状态更加速裂解速率,达到快速裂解功能。3)裂解初馏油产制后即配合分馏单元。产制类重油、柴油与汽油各类油品、不仅减少能量耗损并可不受复杂进料的影响,再生高品质油品。4)加热单元的燃料为工艺中所产生的可燃气,具有自足与低耗能特性,能免除外加热源所致的高成本,以及裂解可燃气安全与二次污染与处理困难。
文档编号C10G1/00GK1401734SQ0212929
公开日2003年3月12日 申请日期2002年10月8日 优先权日2002年10月8日
发明者陈正忠, 廖淑芬 申请人:陈正忠, 鐶堡回收惠再生股份有限公司


购买说明
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