一种可内部加热的反应装置的制作方法

1.本实用新型涉及废塑料回收及燃料油生产加工设备，尤其是涉及一种可内部加热的反应装置。


背景技术：

2.废旧塑料是一类高分子长链碳氢化合物，可通过热裂解或催化裂解的方法将其转化为低碳有机化合物，以实现废塑料资源化、减量化生产，从而带来一定的经济效益与社会效益。通过裂解技术，废旧塑料可以转化为燃料油、炭黑及可燃气体等产品。
3.在废塑料催化热解产油的生产工艺中，催化热解的反应装置一般都采用加热设备对反应装置外部进行加热，导致热能对物料的加热效率较低，具体为：反应器的直径越大热传动的效率越低；另一方面，传统外部加热的单位面积的加热功率也有限。综上，传统加热结构的加热时间较长、在高温段的温升更慢、长时间加热过程中热能损失较大，延长了反应时间，因此降低了生产效率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可内部加热的反应装置，加热速度快，内部加热的热损失小，使生产效率大幅提高。具体来说，本实用新型在搅拌轴内设置了电加热元件，电加热元件可加热搅拌轴以及设置在搅拌轴外周的搅拌叶片，使得搅拌轴本身成为一个加热装置，通过搅拌轴和外部加热装置共同对反应器外壳内的物料进行加热，增加有效换热面积和加热功率，全面提升加热效率。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.在第一方面中，本技术提供一种可内部加热的反应装置，包括反应器外壳和搅拌轴，该反应器外壳与设置在其两端的轴盖围成中空反应腔，所述搅拌轴连接有驱动机构。所述搅拌轴设置于所述反应器外壳内，所述搅拌轴的至少一端穿过轴盖延伸预定距离，并且所述搅拌轴内部设有搅拌轴空腔，所述搅拌轴空腔内设置有电加热元件。
7.在第一方面的一种实施方式中，所述可内部加热的反应装置还包括外部加热装置，所述外部加热装置设置在所述反应器外壳的外侧。
8.在第一方面的一种实施方式中，所述搅拌轴的两端均穿过轴盖延伸预定距离，其中所述搅拌轴的第一端与驱动机构连接，所述搅拌轴的第二端与供电电刷滑环连接，所述电加热元件通过供电电刷滑环连接外部电源。
9.在第一方面的一种实施方式中，所述搅拌轴的第一端通过连接轴头与驱动机构连接。
10.在第一方面的一种实施方式中，所述搅拌轴的外周设置有螺旋状搅拌叶片。
11.在第一方面的一种实施方式中，所述反应器外壳的内壁间隔设置有曲面导流板。
12.在第一方面的一种实施方式中，电加热元件为电加热芯棒。
13.在第一方面的一种实施方式中，所述外部加热装置为高温熔盐加热单元，所述高
温熔盐加热单元包括包裹于反应器外壳外侧的夹套，该夹套设有用于引入高温熔盐的熔盐进口和用于排出高温熔盐的熔盐出口。
14.在第一方面的一种实施方式中，所述驱动机构包括电机和减速齿轮箱，所述电机通过减速齿轮箱连接搅拌轴。
15.在第一方面的一种实施方式中，所述反应器外壳上设有进料口、出气口和出渣口。
16.在另一优选的实例中，所述反应器外壳内设有温度传感器。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
18.1、本实用新型在搅拌轴内设置了电加热元件，通过热传导和热辐射对主轴和搅拌叶片进行加热，最终将热量传递给内部物料，使得搅拌轴本身成为一个加热装置，通过搅拌轴和外部加热装置共同对反应器外壳内的物料进行加热，增加有效换热面积和加热功率，全面提升加热效率。
19.2、搅拌轴内部的电加热元件为间接式加热方式，虽然提高其发热温度，但不会造成局部过热的现象，不影响反应器外壳中进行的反应的产品收率。
20.2、可内部加热的反应装置还可包括外部加热装置，形成可内外加热的反应装置，外部加热装置可为高温熔盐加热单元，可以有效提高加热效率，确保了物料的熔融温度，使进入反应器外壳的物料温度接近反应温度，减少物料裂解反应时间，提高反应效率。
附图说明
21.图1为本实用新型的可内部加热的反应装置的结构示意图。
22.附图标记：1、反应器外壳，11、进料口，12、出气口，13、出渣口，15、曲面导流板，2、搅拌轴，21、空心轴，22、搅拌叶片，3、轴盖，4、驱动机构，41、电机，42、减速齿轮箱，5、电加热元件，6、外部加热装置，61、夹套，62、熔盐进口，63、熔盐出口，7、供电电刷滑环，8、连接轴头。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。
25.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
27.如图1所示，本实施例提供了一种可内部加热的反应装置，包括反应器外壳1和搅拌轴2。反应器外壳1采用常规的金属导热材质，在反应器外壳1的两端设置有锥形的轴盖3，每个轴盖3的中央设有通孔。反应器外壳1和轴盖3围成中空的反应腔。搅拌轴2设置在反应器外壳1内，搅拌轴2的两端穿出轴盖3上的通孔，和通孔互相形成密封结构。搅拌轴2的两端和通孔的密封方式可以采用常规的密封轴承等结构，在此不进行展开。反应器外壳1上从右往左依次设置有进料口11、出气口12和出渣口13。在可内部加热的反应装置运行时，物料(例如废塑料和催化剂)可通过进料口11添加至反应腔，反应后形成的气体产物(例如油气)可通过出气口12排出反应腔，形成固体产物(例如残渣)则可通过出渣口13排出。
28.在一种具体实施方式中，搅拌轴2的右端穿过轴盖3后连接有一个驱动机构4，用于控制搅拌轴2的旋转。具体展开为：驱动机构4包括电机41和减速齿轮箱42，减速齿轮箱42的输出轴对应搅拌轴2一端的连接轴头8，通过连接轴头8使得减速齿轮箱42的动力输出轴传动连接搅拌轴2。电机41则直接连接或者通过传动带连接减速齿轮箱42的输入轴，实现电机41对减速齿轮箱42的驱动。搅拌轴2具有搅拌轴空腔21，在搅拌轴空腔21内设置有电加热元件5，电加热元件5具体采用市售的加热电芯。搅拌轴2的左端穿过轴盖3后连接有一个供电电刷滑环7，加热电芯通过内部导线连接供电电刷滑环7，供电电刷滑环7连接外部电源为加热电芯供电，实现加热工作。
29.本实施例中，搅拌轴2外周可设有螺旋状分布的搅拌叶片。反应器外壳1的内壁间隔设置有曲面导流板15，使得反应器外壳1的反应腔内物料搅拌更均匀。
30.本实施例中，搅拌轴空腔21、搅拌叶片22和曲面导流板均采用常规的金属导热材质，启动电加热元件5后，电加热元件5对搅拌轴2和搅拌叶片22进行加热，然后搅拌叶片通过热传导和热辐射在传输的过程中同步将热量传递给内部物料，这种加热方式不但提高了加热的温度和效率，但不会造成局部过热的现象，不会影响反应的产品收率。
31.本实施例中，在反应器外壳1内还设有温度传感器，根据反应器外壳1内部反应情况可以通过温度传感器的反馈，精准控制电加热元件5和外部加热元的加热温度。
32.本实施例中，外部加热装置6为高温熔盐加热单元。高温熔盐加热单元包括包裹于反应器外壳1外侧壁的夹套61，该夹套61设有熔盐进口62和熔盐出口63。使用时，被加热的高温熔盐从熔盐进口62进入并填满夹套61，对反应器外壳1内的物料进行高温加热。加热完成之后，高温熔盐从熔盐出口63排出夹套61。在一种优选的实施方式中，高温熔盐可在熔盐进口62、夹套61、熔盐出口63和外部熔盐加热装置之间循环流动。高温熔盐是熔融的无机化合物的简称，是一种不含水的高温熔剂，其主要特点是高温熔化时解离为离子，正负离子靠库仑力互相作用，所以可用作高温下的反应介子。高温熔盐具有很高的热熔和热传导值以及高的热稳定性和质量传递速度。与传统的工质相比，高温熔盐具有使用温度范围广、传热性能高、工作压力低、价格便宜等一系列巨大的优点。因此，本实施例中采用高温熔盐加热单元可以有效确保物料的熔融温度，并使进入反应器外壳1的物料温度接近反应温度，可以迅速达到300℃以上，减少物料裂解反应时间，提高反应效率。
33.本实施例的工作原理为：
34.将物料(废旧塑料)清洗干净后，通过进料口11加入到反应器外壳1中，通过驱动机构4驱动螺杆进行废旧塑料的搅拌传输。在搅拌传输的过程中，电加热元件5对通过搅拌轴2从内部进行加热，外部加热装置6通过反应器外壳1从外部进行加热，通过内外同时对物料
进行加热，加快了塑料的热热解，提高了生产效率。即位工作时，物料通过进料口11进入反应器外壳1，通过驱动机构4使搅拌轴2旋转对物料进行搅拌；热解的油气通过出气口12排出；热解产生的灰渣从出渣口13排出。
35.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。