【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及pvc催化應用，特別是涉及了一種pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的工藝及裝置。
技術介紹
1、塑料材料具有原料豐富、易于加工、成本低、有適當的機械性能和較好的防水等特點，迄今為止，在過去數十年間，塑料的產量已達到了約80億噸。聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及聚氯乙烯是當下工業生產和日常生活中最為常見的塑料類型，其中，聚氯乙烯(pvc)作為第二大通用塑料，占據了約40％。隨著全球范圍內對塑料需求的急劇攀升，廢棄塑料的產量逐年增加，不僅占用了大量的土地還浪費了大量的資源，塑料污染問題已迫在眉睫，亟待解決。
2、如中國專利公開號為(cn116409781b)公開的一種pvc催化裂解制取富氫氣體和碳納米管的工藝及裝置，其中記載了：“包括螺旋給料機和熱解氣化倉，螺旋給料機的頂端連接有引射器，引射器的一端設置有固氯組件，固氯組件的一側連接有熱解氣化倉，熱解氣化倉的頂端連接有旋風分離器。本專利技術通過將引射器與螺旋給料機相連，使螺旋給料機內pvc處于負壓狀態，其脫氯化氫溫度降低，且氯化氫緩慢通過表面形成氧化鈣濾餅的濾袋，反應充分，能有效提高hcl的去除效率，且通過對鎳基催化劑進行氣化、燃燒處理，去除鎳基催化劑表面沉積的無定形積碳，保留纖維狀積碳，用于制作碳納米管，實現催化劑的高值化利用”。
3、綜合上述，可知現有技術中利用鎳基催化劑來進行pvc脫氯后的氣化反應，通過在550℃左右的環境中進行煅燒可去除鎳基催化劑表面沉積的無定形積碳(防止催化劑失活)來得到纖維狀積碳用來制作碳納米管，但是，上述裝置還存在以下技術
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的工藝及裝置，通過采用介質阻擋放電等離子體裝置與引射器進行連接，對進入氣體的流速控制使得放電區域處于真空狀態，隨著真空度的提高，相同電壓下產生的電解面積增大，降低反應勢壘，減小反應所需溫度，提高脫除氯化氫(hcl)效率，并對其進行高效固定。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用了如下所述的技術方案：
3、所述pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的工藝及裝置具體包括用于輸送pvc物料的螺旋給料機，所述螺旋給料機的輸出端設置有反應倉，所述反應倉的輸出端設置有第二旋風分離器，所述第二旋風分離器的輸出端設置有低溫燃燒室，所述低溫燃燒室的表面連通設置有二氧化碳吸附管，所述二氧化碳吸附管的頂端固定連接有氧化鎂進料口，所述低溫燃燒室與氧化鎂進料口連通設置，所述反應倉的上端設置有冷凝裝置，所述冷凝裝置的底端設置有高溫燃燒室，所述螺旋給料機的上端設置有引射器，所述引射器的一端設置有第一旋風分離器。
4、作為本專利技術提供的所述的pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的工藝及裝置的一種優選實施方式，所述螺旋給料機遠離反應倉的一端固定連接有進料口，所述螺旋給料機的表面套設有第一不銹鋼網，所述螺旋給料機的中軸為不銹鋼材質，所述螺旋給料機和第一不銹鋼網組合成為第一等離子反應器。
5、作為本專利技術提供的所述的pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的工藝及裝置的一種優選實施方式，所述螺旋給料機與引射器連通設置且所述引射器的表面固定連接有氧化鈣進料口，所述第一旋風分離器的底端固定連接有固氯倉。
6、作為本專利技術提供的所述的pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的工藝及裝置的一種優選實施方式，所述反應倉的中部固定設置有不銹鋼棒，所述反應倉的外壁套設有第二不銹鋼網，所述反應倉和不銹鋼棒以及第二不銹鋼網組成第二等離子反應器。
7、作為本專利技術提供的所述的pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的工藝及裝置的一種優選實施方式，所述反應倉的輸出端固定設置有第二旋風分離器，所述第二旋風分離器底部固定設置有低溫燃燒室，所述低溫燃燒室底部的輸出端與反應倉連通設置，所述二氧化碳吸附管的一側設置有純氧送風機，所述純氧送風機的輸出端分別與低溫燃燒室和高溫燃燒室連通設置。
8、作為本專利技術提供的所述的pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的工藝及裝置的一種優選實施方式，所述二氧化碳吸附管的輸出端與冷凝裝置的冷凝輸入端連通設置，所述冷凝裝置的上端設置有純氮送風機，所述純氮送風機的輸入端與冷凝裝置換熱輸入端連通設置，所述冷凝裝置的換熱輸出端經過高溫燃燒室的內部與氧化鈣進料口連通設置，所述冷凝裝置的氣體排出端與高溫燃燒室連通設置。
9、一種pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的工藝，至少包括以下步驟：
10、s1：pvc廢料從進料口進入螺旋給料機的內部，螺旋給料機其軸的材質為不銹鋼，作為等離子體反應器的高壓電極，反應器的外部包裹有第一不銹鋼網，整個反應以圓軸式介質阻擋放電作為等離子體發生方式在中進行，在等離子體的作用下pvc逐漸熔融并釋放氯化氫(hcl)，熔融后的pvc掉落至反應倉的內部；
11、s2：由純氮送風機送入的氮氣(n2)進入冷凝裝置后可以被二氧化碳吸附管出來的合成氣進行預熱，再通過高溫燃燒室內部進行加熱后送入引射器內進行反應；
12、s3：氮氣(n2)進入引射器與其內部空氣形成流速差，進而可將螺旋給料機內部生成的氯化氫(hcl)通過管道吸引至引射器的內部，通過氧化鈣進料口向引射器內部添加氧化鈣(cao)與氯化氫(hcl)反應生成氯化鈣(cacl2)和水，送入的高溫氮氣使得引射器內部溫度將水變為水蒸氣，通過第一旋風分離器的分離可使氯化鈣(cacl2)收集至固氯倉的內部，水蒸汽則通過管道回流至純氮送風機的內部進行循環加熱；
13、s4：螺旋給料機內部的熔融物掉落至反應倉，反應倉內部在此處放有負載鎳(ni)的分子篩粉末，來自低溫燃燒室將從上方二氧化碳吸附箱掉下來的碳酸鎂(mgco3)煅燒，產生的二氧化碳(co2)從上方出來后和通過高溫燃燒室的合成氣通入反應倉，將反應倉內部的塑料熔融物以及負載鎳(ni)的分子篩粉末沖入第二等離子體反應器進行催化裂解反應；
14、s5：反應后的氣體在上方進入裝有氧化鎂(mgo)的二氧化碳吸附管內部除去其中的二氧化碳(co2)，之后進入冷凝裝置，合成氣被冷凝，其中的油由于密度的不同會漂浮于表面，以便之后對油進行收集，同時氣體部分進入高溫燃燒室內部燃燒；
15、s6：來自純氧送風機的氧氣o2進入高溫燃燒室內將其中的一氧化碳(co)變為二氧化碳(co2)，此時的氣體作為反應氣被送入第二等離子反應器，而在第二等離子體反應器中催化劑表面由于吸附有碳則會在第二旋風分離器的作用會向下掉下后進入低溫燃燒室，與純氧送風機送入的純氧進行燃燒反應(溫度保持在550-600℃)，去除顆粒表面沉積的無定形積碳，保留纖維狀積碳；
16、s7：從低溫燃燒室下側取出已經煅燒碳酸鎂(mgco3)后的成為氧化鎂(mg本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種PVC催化裂解制備芳烴和碳納米管的裝置，其特征在于；包括用于輸送PVC物料的螺旋給料機(2)，所述螺旋給料機(2)的輸出端設置有反應倉(10)，所述反應倉(10)的輸出端設置有第二旋風分離器(20)，所述第二旋風分離器(20)的輸出端設置有低溫燃燒室(17)，所述低溫燃燒室(17)的表面連通設置有二氧化碳吸附管(19)，所述二氧化碳吸附管(19)的頂端固定連接有氧化鎂進料口(14)，所述低溫燃燒室(17)與氧化鎂進料口(14)連通設置，所述反應倉(10)的上端設置有冷凝裝置(15)，所述冷凝裝置(15)的底端設置有高溫燃燒室(7)，所述螺旋給料機(2)的上端設置有引射器(6)，所述引射器(6)的一端設置有第一旋風分離器(9)。
2.根據權利要求1所述的PVC催化裂解制備芳烴和碳納米管的裝置，其特征在于，所述螺旋給料機(2)遠離反應倉(10)的一端固定連接有進料口(1)，所述螺旋給料機(2)的表面套設有第一不銹鋼網(3)，所述螺旋給料機(2)的中軸為不銹鋼材質，所述螺旋給料機(2)和第一不銹鋼網(3)組合成為第一等離子反應器(4)。
3.根據權利要求
4.根據權利要求3所述的PVC催化裂解制備芳烴和碳納米管的裝置，其特征在于，所述反應倉(10)的中部固定設置有不銹鋼棒(11)，所述反應倉(10)的外壁套設有第二不銹鋼網(13)，所述反應倉(10)和不銹鋼棒(11)以及第二不銹鋼網(13)組成第二等離子反應器(12)。
5.根據權利要求4所述的PVC催化裂解制備芳烴和碳納米管的裝置，其特征在于，所述反應倉(10)的輸出端固定設置有第二旋風分離器(20)，所述第二旋風分離器(20)底部固定設置有低溫燃燒室(17)，所述低溫燃燒室(17)底部的輸出端與反應倉(10)連通設置，所述二氧化碳吸附管(19)的一側設置有純氧送風機(18)，所述純氧送風機(18)的輸出端分別與低溫燃燒室(17)和高溫燃燒室(7)連通設置。
6.根據權利要求5所述的PVC催化裂解制備芳烴和碳納米管的裝置，其特征在于，所述二氧化碳吸附管(19)的輸出端與冷凝裝置(15)的冷凝輸入端連通設置，所述冷凝裝置(15)的上端設置有純氮送風機(16)，所述純氮送風機(16)的輸入端與冷凝裝置(15)換熱輸入端連通設置，所述冷凝裝置(15)的換熱輸出端經過高溫燃燒室(7)的內部與氧化鈣進料口(5)連通設置，所述冷凝裝置(15)的氣體排出端與高溫燃燒室(7)連通設置。
7.一種PVC催化裂解制備芳烴和碳納米管的工藝，用于權利要求1-6中任意一項所述的一種PVC催化裂解制備芳烴和碳納米管的裝置，其特征在于：至少包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的裝置，其特征在于；包括用于輸送pvc物料的螺旋給料機(2)，所述螺旋給料機(2)的輸出端設置有反應倉(10)，所述反應倉(10)的輸出端設置有第二旋風分離器(20)，所述第二旋風分離器(20)的輸出端設置有低溫燃燒室(17)，所述低溫燃燒室(17)的表面連通設置有二氧化碳吸附管(19)，所述二氧化碳吸附管(19)的頂端固定連接有氧化鎂進料口(14)，所述低溫燃燒室(17)與氧化鎂進料口(14)連通設置，所述反應倉(10)的上端設置有冷凝裝置(15)，所述冷凝裝置(15)的底端設置有高溫燃燒室(7)，所述螺旋給料機(2)的上端設置有引射器(6)，所述引射器(6)的一端設置有第一旋風分離器(9)。
2.根據權利要求1所述的pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的裝置，其特征在于，所述螺旋給料機(2)遠離反應倉(10)的一端固定連接有進料口(1)，所述螺旋給料機(2)的表面套設有第一不銹鋼網(3)，所述螺旋給料機(2)的中軸為不銹鋼材質，所述螺旋給料機(2)和第一不銹鋼網(3)組合成為第一等離子反應器(4)。
3.根據權利要求2所述的pvc催化裂解制備芳烴和碳納米管的裝置，其特征在于，所述螺旋給料機(2)與引射器(6)連通設置且所述引射器(6)的表面固定連接有氧化鈣進料口(5)，所述第一旋風分離器(9)的底端固定連接有固氯倉(8)。
4.根據權利要求3所述的pvc催...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊宇，龍代洋，石佳鑫，黃琪，楊歡，邱玉婷，
申請(專利權)人：重慶科技大學，
類型：發明
國別省市：
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