[发明专利]废弃塑料的延迟焦化处理方法及其处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及废塑料的回收利用技术，特别是涉及一种能利用现有延迟焦化工艺及其设备的废弃塑料的延迟焦化处理技术。

背景技术

塑料是一种人工高分子合成的聚合物，是较为新型的工业材料。塑料与钢材、木材、水泥一起共同构成现代工业的四大基础材料。在国民经济中占有重要地位。由于它具有重量轻、耐腐蚀、强度高、易加工成型、外观美观、色泽鲜艳等性能及生产和使用中可节省能源等优点而广泛用于工农业与人们的日常生活中。

塑料给人们生活与生产带来方便和利益的同时也产生了大量的污染。有数据表明，塑料总量中约70％～80％的通用塑料在10年内将转化为废塑料，其中有50％将在2年内转化为废塑料。这些废塑料被人们随意丢弃和不恰当处理，给环境带来极大的危害，人们将之称为“白色污染”。

目前，废塑料的回收利用主要有填埋、焚烧、物理筛选分离和油化技术4种方法，前3种方法都会对生态环境产生二次污染，并危害人体健康。例如，塑料填埋在土壤中长期不能分解，使土壤板结，减少土地资源；塑料在焚烧时会发出大量恶臭气体，有的还带有致癌、致畸物质，且有的还带有对人体有毒的气体如一氧化碳、硫化氢等；物理筛选分离制得的塑料制品质量差，在强度、耐用性等方面都无法与新料制作的产品相比。因此，废塑料油化技术成了目前研究的热点。

废塑料油化技术分为热裂解法、催化热裂解法、热裂解催化改质法3种，它们的特点各不相同。废塑料油化即在高温或催化剂的作用下将废塑料转化为燃料和化学原料的技术。废塑料制品中的高分子链在热能作用下发生断裂，变成分子量低的化合物。在适当的温度、压力和催化条件下，低分子化合物的链长和结构被限制在一定的范围内，利用这一性质可以生产出汽油和柴油。这种回收方法不仅使自然资源得到了补充，而且带来了巨大的经济和环境效益。

在三种油化技术中，热裂解法的因其具有其工艺简单，设备投入相对较少，又无需催化剂，反应周期快等优点，从而使它的单位产油成本是这三种油化技术中最低的。实验表明，废塑料在温度区间：380~500℃之间发生高温热裂解，裂解温度区间小，效果好，裂解速度较快，产物成分较为单一，能够很好的作为油类粗成品和化工原料。

中国专利200410058018.3公开了一种可连续工业化生产的废塑料油化装置，它包括：反应釜，连接所述反应釜的进料装置，供所述反应釜反应的加热装置，设置在所述反应釜底部的排焦装置，依次连接在所述反应釜之后的分馏-汽提-冷凝冷却装置，油气分离-气体吸收装置，油品萃取精制装置，以及由油气分离-气体吸收装置引出的液化气回收装置。但这种处理方式的设备制造成本很高，后续转化系统不完善，且热效率比较低，从而导致油化总体成本高，经济效益不明显。

美国专利6,866,830公开了一种处理废弃塑料的方法和系统，目的是有效地处理废弃塑料，使之变为汽油，煤油和柴油。其工艺流程主要包括：一，通过加热使塑料熔化，在第一反应器中以镍或镍合金为催化剂使废弃塑料脱氢；二，使脱氢后的塑料在第二反应器中(流化床反应器)反应，使塑料继续分解。最后进行分馏得到汽油，煤油和柴油。这种处理方法的最大限制是其应用范围比较小，一般是小规模操作下效果比较好，而且要用到催化剂，工艺相对复杂，投入相对成本也比较高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能高效地利用现有设备，降低废塑料油化的成本，工艺简单，投入成本低，具有较高的经济效益的废弃塑料的延迟焦化处理方法及其处理装置。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种废弃塑料的延迟焦化处理方法， 其特征在于，方法的步骤：

1)原料(废塑料)预处理，通过粉碎机将废塑料粉碎至直径小于5mm的小粒径，再经过除杂质装置，去除塑料粉末中的杂质(主要包括石子、金属和灰尘粉末等)；

2)流体化处理，经过加热挤压输送机，将塑料粉末传输加热挤压，使其成流体半流体状态；

3)高温储存，进入温度保持在290～320℃的高温储罐，在该储罐中，使塑料保持成高温液体状态以作为下面工艺的原料；

4)加热处理，利用泵把储罐里的塑料熔液打入加热炉，以加热速度为50～100℃/min加热到500±50℃；

5)热解反应过程，热溶液进入焦炭塔进行充分的热解反应；

6)分馏及后处理，热解反应的气体产物进入分馏塔分馏出液体及气体产品，并进入后续处理流程。

进一步地，所述步骤1)中的废塑料为废弃的PE-聚乙烯、PS-聚苯乙烯、PP-聚丙烯塑料。