一种热分解装置及热分解系统

技术领域

本实用新型属于热分解设备技术领域，具体涉及一种热分解装置及热分解系统。

背景技术

化工生产过程中，需要对物料进行加热和分解，以得到产品或得到进行下一阶段生产流程反应所需的原料。现有技术中通常会设置加热槽或加热罐实现对物料的加热和分解。在申请公布号为CN108534349A的中国发明专利中公开了一种电加热罐，该电加热罐包括罐主体，罐主体涂覆有导热绝缘防水层，在导热绝缘防水层外绕制多组电加热线，电加热线对罐主体进行加热，电加热线外部继续涂覆导热绝缘防水层，最外部设置保温层，保证加热效果，装置整体采用电加热的方式实现对罐体内物料的加热。

在授权公告号为CN213474224U的中国实用新型专利中公开了一种伴热罐，该伴热罐包括罐体、罐底和罐盖，整个伴热罐的内壁上设置有加热层，加热层内设有蒸汽盘管和电热件，加热层外设置反射膜层，反射膜层外设置保温层，最外层为外罐壁层，通过加热层内的蒸汽盘管和电热件共同对罐体内的物料进行加热，反射层和保温层保证热量不易向罐体外部传递，以确保伴热罐的加热效果良好。

现有技术中的加热槽或加热罐结构设计复杂，且均需要通过罐壁向罐体内部的物料进行热量传递，对物料进行加热，这种加热方式，罐体中心位置的物料和接近罐体位置的物料受热容易不均，要使罐体中心物料被加热到所需温度的时间较长，会影响槽或罐体内部的物料反应或分解，整个加热过程能耗大且加热效率低，整体设备产能无法得到有效的保障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热分解装置，以解决现有技术中的物料加热效率低、物料加热不均匀问题。本实用新型的目的还在于提供一种热分解系统，以解决现有技术中加热效率低，物料加热不均匀的问题。

为实现上述目的，本实用新型的一种热分解装置的技术方案是：热分解装置包括分解槽和循环管路，循环管路配有加热装置，分解槽与循环管路形成一个闭环回路，循环管路的进口低于出口。

有益效果是：物料在循环管路中进行加热，并且主要在分解槽中完成反应，可通过循环管路中的物料流动使物料内部热量传递更加均匀和高效。另外，循环管路中温度较高的物料密度较小，分解槽中的物料温度较低密度较大，借助循环管路和分解槽中物料温度梯度产生的物料密度差，在重力作用下，不设置额外的动力设施，就实现分解槽和循环管路中物料的自循环，降低了生产中的能源消耗。

进一步地，加热装置设在循环管路外或设在循环管路内部。

有益效果是：当加热装置设在循环管路外时，管路的截面积可以有效缩小，从管壁向物料中心热量传递的路径可有效缩短；当加热装置设在管路内部时，热源位置在物料流动截面的内部，同样可使热量传递的路径缩短，从而提升加热效率，使物料的加热更加均匀，便于分解槽中反应的进行。

进一步地，循环管路的一部分与加热装置构成换热器，加热装置为换热器的加热介质通道。

有益效果是：换热器的换热面积大，换热效率高，进一步使物料加热均匀，提升加热的效率。

进一步地，循环管路的出口位于分解槽的工作液位之下。

有益效果是：从循环管路的出口进入分解槽的物料温度达到分解温度，在体积大的分解槽内，产生的气体更利于溢出，从而使分解反应充分完全。

进一步地，循环管路的进口连接在分解槽的底部。

有益效果是：将循环管路的进口连接在分解槽的底部，便于物料在重力作用下更好地从分解槽中流动到循环管路中，实现物料的加热。

进一步地，换热器的加热介质进口位于换热器底部，换热器的加热介质出口位于换热器的顶部。

有益效果是：加热介质和循环物料均分布在换热器的底部位置，此处的加热介质没有热损，可以更好地为进口位置的循环物料进行加热，有利于进口处循环物料的流动，有利于循环物料的自循环流动过程的进行。

为实现上述目的，本实用新型的一种热分解系统的技术方案是：

热分解系统包括本实用新型中的热分解装置，热分解装置上连接有加料槽和收集装置。

热分解装置包括分解槽和循环管路，循环管路配有加热装置，分解槽与循环管路形成一个闭环回路，循环管路的进口低于出口。

有益效果是：物料在循环管路中进行加热，并且主要在分解槽中完成反应，可通过循环管路中的物料流动使物料内部热量传递更加均匀和高效。另外，循环管路中温度较高的物料密度较小，分解槽中的物料温度较低密度较大，借助循环管路和分解槽中物料温度梯度产生的物料密度差，在重力作用下，不设置额外的动力设施，就实现分解槽和循环管路中物料的自循环，降低了生产中的能源消耗。

进一步地，加热装置设在循环管路外或设在循环管路内部。

有益效果是：当加热装置设在循环管路外时，管路的截面积可以有效缩小，从管壁向物料中心热量传递的路径可有效缩短；当加热装置设在管路内部时，热源位置在物料流动截面的内部，同样可使热量传递的路径缩短，从而提升加热效率，使物料的加热更加均匀，便于分解槽中反应的进行。

进一步地，循环管路的一部分与加热装置构成换热器，加热装置为换热器的加热介质通道。

有益效果是：换热器的换热面积大，换热效率高，进一步使物料加热均匀，提升加热的效率。

进一步地，循环管路的出口位于分解槽的工作液位之下。

有益效果是：从循环管路的出口进入分解槽的物料温度达到分解温度，在体积大的分解槽内，产生的气体更利于溢出，从而使分解反应充分完全。

进一步地，循环管路的进口连接在分解槽的底部。

有益效果是：将循环管路的进口连接在分解槽的底部，便于物料在重力作用下更好地从分解槽中流动到循环管路中，实现物料的加热。

进一步地，换热器的加热介质进口位于换热器底部，换热器的加热介质出口位于换热器的顶部。

有益效果是：加热介质和循环物料均分布在换热器的底部位置，此处的加热介质没有热损，可以更好地为进口位置的循环物料进行加热，有利于进口处循环物料的流动，有利于循环物料的自循环流动过程进行。

进一步地，热分解系统中的分解槽上连接有加料槽和收集装置。

有益效果是：使用加料槽完成对热分解装置的加料任务，并使用收集装置对反应后的产品或中间产品进行收集。

进一步地，加料槽设置在分解槽上方，分解槽和加料槽之间的管路上设有阀门。

有益效果是：将分解槽上部的空间利用，提高了整个装置的空间利用率，不用设置额外的动力设备，借助重力使物料自然进入分解槽中，通过在分解槽和加料槽之间的管路上设置阀门，实现对调整加料的速度和通断的控制，便于调整分解槽中物料的液面高度，保证分解槽中物料可充分进行反应。

进一步地，收集装置包括冷却器，与分解槽通过出料管连通。

有益效果是：可以对加热反应后的物料进行冷却。

进一步地，收集装置包括气体吸收塔，气体吸收塔通过出气管分解槽连通。

有益效果是：对分解槽中反应生成的气体进行收集。

附图说明

图1是本实用新型的热分解系统结构图；

附图标记说明：1、分解槽；11、循环管路；111、循环管路进口管；112、循环管路出口管；13、加料口；131、加料口阀；14、出料管；141出料管阀；15、出气管；151、出气管阀；2、换热器；21、加热介质进口；22、加热介质出口；3、加料槽；4、冷却器；5、气体吸收塔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例1：

本实用新型中的一种热分解系统包括热分解装置，如图1，热分解系统由分解槽1、换热器2、加料槽3、收集装置以及连接各设备之间的管路构成，热分解装置包括分解槽1和循环管路11，循环管路11外部设置有加热装置，本实施例中，换热器2为列管式换热器，加热装置为列管式换热器的壳程，换热器2的壳程内通入加热介质，换热器2的管程内通入需要被加热的物料，换热器2的管程和换热器2连接分解槽1的管路共同构成循环管路11，即循环管路11包括循环管路进口管111、循环管路出口管112和换热器2管程，待加热的物料从分解槽1中流入循环管路11再回到分解槽1中，形成一个完整的闭环回路。

如图1所示，分解槽1的顶部靠近侧壁的位置设置有加料口13，与加料槽3相连，加料槽3中盛放有待加热和反应的物料，加料槽3位于分解槽1上方，加料口13上设置有加料口阀131，以控制加料的通断和速度。当加料口阀131打开时，物料可以在重力作用下进入到分解槽中。

如图1所示，收集装置包括冷却器4和气体吸收塔5，分解槽1侧壁的下部设置有出料管14，与冷却器4相连，冷却器4与出料管14连接的位置在冷却器4顶部的中间，冷却器4在分解槽1的下方，在出料口管14上设有出料阀141，分解槽1中的物料反应完成后，打开出料管阀141，在重力作用下，不需要设置其它动力设备就可以使物料进入到冷却器4中，实现对分解后产物的冷却。

如图1所示，气体吸收塔5设置在分解槽1上方，通过出气管15与分解槽1连通，出气管15设置在分解槽1顶部靠近侧壁的位置，设置在加料口13的对侧，与气体吸收塔5相连，出气管15上还设有出气管阀151可以用来控制进入气体吸收塔5中的气体通断。本实施例中，分解槽1中物料反应后产生的气体可自然上浮，不需要设置其它动力设备就可以使反应产生的气体经出气管15进入气体吸收塔5中，本实施例中，气体吸收塔5中喷淋吸收液将物料反应产生的气体气体吸收。

如图1，循环管路进口管111和循环管路出口管112均连接在分解槽1和换热器2之间，循环管路进口管111连接在分解槽1底部，并与换热器2底部相连，循环管路进口管111与分解槽1的接口位置高于循环管路进口管111与换热器2的接口位置。循环管路出口管112连接在换热器2上部和分解槽1中部，循环管路出口管112在与换热器2一端的接口与分解槽1一端的两接口高度一致。在换热器2下部设有加热介质进口21，上部设置有加热介质出口22，本实施例中，换热器2中的加热介质为热油。通过对整个热分解系统内包括分解槽1、换热器2、加料槽3、冷却器4以及气体吸收塔5的位置排布，使整个热分解系统内的各装置之间排布紧凑，方便进行布管，便于减少管路长度，降低管道建设成本。

本实施例中的热分解装置在具体工作时，待加热的物料从分解槽1底部经循环管路进口管111进入到换热器2中，进入换热器2中的物料被热油加热到合适温度即开始进行反应，产生气体，同时由于温度升高而密度减小上浮后经循环物料出口管112回到分解槽1中，此时温度较高的物料持续进行反应产生的气体进入气体吸收塔5中，物料在分解槽1中发生反应后，会逐渐降温，密度变大，在重力作用下继续流向换热器2中。温度较高的物料密度相对较小，经过加热的物料密度始终小于分解槽1中的物料密度，温度梯度带来物料的密度差，结合重力作用，物料可以持续在分解槽1和循环管路11中进行流动，实现物料的自循环。完成物料的均匀加热，并保证分解槽1中反应的顺利进行。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例2：

与具体实施例1的区别在于，本实施例中的加热装置为电加热丝，电加热丝绕在循环管路11的外表面上，实现对管路内物料的加热。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例3：

与具体实施例1的区别在于，本实施例中需要加热的物料通入换热器2的壳程，加热介质通入换热器2的管程，循环管路11由换热器2的壳程、循环管路进口管111和循环管路出口管112构成，换热器2的管程为加热装置，此时，对于被加热的物料来说，加热热源布置在换热器2的壳程中部，同样可以提升加热效率，并使物料被更均匀的加热。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例4：

与具体实施例1的区别在于，本实施例中的换热器2为套管式换热器，套管式换热器的内管中通入加热介质，套管式换热器的外管中通入需要加热的物料。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例5：

与具体实施例1的区别在于，本实施例中的分解槽1与循环管路出口管112连接位置位于分解槽1的工作液位之上，此时从循环管路出口管112进入分解槽1的物料温度较高且密度较小，可以浮在密度较大的物料上进行反应。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例6：

与具体实施例1的区别在于，本实施例中的换热器2的循环管路进口管111连接在分解槽1侧壁的底部位置。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例7：

与具体实施例1的区别在于，本实施例中换热器2的加热介质进口21和加热介质出口22均位于换热器2的底部，便于在清洗或检修时将通入换热器2中的加热介质排空。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例8：

与具体实施例1的区别在于，本实施例中加热介质为蒸汽，通过高温的蒸汽提供热源，对换热器2管程内物料进行加热。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例9：

与具体实施例1的区别在于，本实施例中加料槽3为熔融槽，将熔融物料加入分解槽1中。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例10：

与具体实施例1的区别在于，本实施例中加料口13不设置加料口阀131，分解槽1中进料的多少由加入加料槽3中物料的多少决定。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例11：

与具体实施例1的区别在于，本实施例中不设置冷却器4，直接通过管道将反应后的物料输送到后面的储罐或其他容器中。

本实用新型中所提供的一种热分解系统的实施例12：

与具体实施例1的区别在于，本实施例中不设置气体吸收塔5，此时分解槽1中反应不产生气体物质。

本实用新型中所提供的一种热分解装置的实施例即上述热分解系统的实施例1至12的任一实施例中记载的热分解装置，此处不再具体说明。

最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。