[發明專利]一種無害化處理城市廢棄聚氨酯發泡材料的方法

有效

• 申請號: 201610226811.2
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105666742B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 眭方榮
• 申請（專利權）人: 新中天環保股份有限公司
• 主分類號: B29B17/00
• 分類號: B29B17/00;B29B17/04
• 代理公司: 重慶華科專利事務所50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明涉及城市垃圾處理技術，具體涉及城市廢棄聚氨酯發泡材料的無害化處理技術。

背景技術

聚氨酯（PU）材料因其可發泡性、彈性、耐磨性、耐低溫性、耐溶劑性、耐生物老化等優良性能而廣泛應用于機電、船舶、航空、車輛、土木建筑、輕工、紡織等部門，其制品種類繁多。PU工業的迅猛發展使其產量與日俱增，也由此導致了大量廢棄物的產生，包括生產中的邊角料和使用老化報廢的各類PU 材料，因此廢舊PU的無害化處理成為迫切需要解決的問題。

聚氨酯發泡材料中大量使用的發泡劑，在《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》（1989年）以前，很多發泡劑是用氟氯烴（以CFC-11為主），眾所周知，這類發泡劑屬于ODS（消耗臭氧層物質），也是GHG（溫室氣體）。

目前文獻和專利載明的各種處理廢棄聚氨酯發泡材料的方法針對于一個城市集中處理廢棄聚氨酯發泡材料來說，都存在一定的局限性：

（1）簡單燃燒法是目前處理PU廢料采取的主要方法之一，典型的做法是將PU廢料用隧道窯、焚燒爐等裝置或運到城市生活垃圾焚燒廠焚燒。但是，由于廢棄聚氨酯發泡材料含有的發泡劑具有阻燃作用，比較難于完全燃燒，實踐證明城市生活垃圾焚燒廠焚燒PU廢料會冒出大量的黑煙，如果在焚燒過程中燃燒不完全或者尾氣處理不徹底的情況下，將會產生有毒氣體，造成二次污染。所以一般的城市生活垃圾焚燒廠不能對PU廢料進行有效處理。

（2）物理填埋法也是目前采取的主要方法之一，然而，該法很難使PU廢棄物發生分解，且因聚氨酯發泡材料體積密度很小，填埋會占用大量土地，消耗資源。

（3）一般物理回收法是利用粘結、熱壓、擠出成型等方法使PU廢棄物回收利用，也包括通過粉碎的方法將PU廢料粉碎成細片或粉末作為填料。該方法簡單易行。但是，這些處理方法必須滿足一定的前提條件：一是量大（量小沒有任何經濟價值）；二是雜質少。但是，對于一個城市來說，廢棄聚氨酯發泡材料不可能有太多，據重慶市環保局估計，每年產生的廢棄聚氨酯發泡材料只有100噸左右；由于城市集中收集的廢聚氨酯發泡材料來源眾多，廢料中參雜有大量的泥砂、磚石、水份、油污、廢金屬、廢塑料、廢織物、廢木材等，所以一般物理回收法不適用于城市廢棄聚氨酯發泡材料的處理。

（4）化學回收法是指廢聚氨酯發泡材料在化學降解劑的作用下，降解成低相對分子質量物質。根據所用降解劑的不同，聚氨酯材料的化學回收方法可分為醇解法、水解法、堿解法、氨解法、胺解法、熱解法、加氫裂解法和磷酸酯降解法等?；瘜W法回收技術工藝相對復雜，發展也相對較晚，直到現在仍有新的降解方法不斷出現。

但是化學回收法除了可能產生二次污染外，更難以解決城市廢聚氨酯發泡材料品種多、雜質含量多、總量小無法實現規模化的問題，且世界上絕大多數化學回收處理方法還處于實驗室研究階段，目前尚未見有經濟價值的大規模工業化應用的報道。所以化學回收法不適用于城市廢棄聚氨酯發泡材料的處理。

中國專利申請號為201320798012.4的文獻公開了“一種聚氨酯硬泡無害化處理的裝置”，其提出用隧道窯熱解處理硬質聚氨酯泡沫，這種方法主要針對廢棄電冰箱拆解產生的硬質聚氨酯泡沫處理提出的，但存在以下局限：

1、該處理方法僅對硬質泡沫進行處理，對城市廢聚氨酯泡沫里大量軟質泡沫沒法處理。

2、該處理方法沒有區別硬質和軟質泡沫，使用同一種粉碎機，由于軟質泡沫體積密度更小、質地柔軟、回彈性高，物料易形成橋架，無法自動卷入破碎機的刀軸，所以無法同時對硬質和軟質泡沫進行粉碎。

3、采用該方法，由于聚氨酯硬質泡沫多為閉孔結構，眾多泡沫孔內包含了大量的發泡劑，而這些發泡劑大多是氟氯烴，屬于典型的阻燃劑，大量阻燃劑進入窯內，會導致窯內溫度過低，可能導致聚氨酯發泡材料不完全燃燒，產生大量的黑煙和有毒氣體。

4、該方法簡單的尾氣處理裝置可能造成嚴重的二次污染，而復雜和功能強大的尾氣處理系統又造價不菲，實施起來造價高。

5、采用該方法，由于發泡劑形成的阻燃劑的作用，必然耗費大量的燃料（燃油或燃氣）。

6、采用該方法，由于一個地區的廢聚氨酯發泡材料總量是很少的，且是不連續的，所以，其產生的熱量的利用無多大的經濟價值。

7、采用該方法，由于其產物中有大量的殘碳，窯內溫度較低，僅僅使泡沫發生了熱解，并不能完全燃燒，增加了尾氣處理難度。

8、采用該方法，由于聚氨酯泡沫在燃燒過程中會產生一定的部分熔融狀態并伴有發泡、結焦、結團現象，可能堵塞隧道窯，致使裝置不能工作。