[發明專利]一種塑料熱解氣化制備油產品的系統和方法

有效

• 申請號: 201710227669.8
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN106947509B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 周方遠;張安強;蔡先明;任浩華;劉璐;趙月晶;肖磊;吳道洪
• 申請（專利權）人: 北京神源環保有限公司
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10B53/07;C10B47/30;C10B47/18;C10J3/54;C10J3/84
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 鮑曉芳;武玉琴

本發明涉及一種塑料熱解氣化制備油產品的系統和方法。所述系統包括無熱載體蓄熱式旋轉床和分餾塔，無熱載體蓄熱式旋轉床包括旋轉床熱解爐、蓄熱式燃氣輻射管燃燒器，旋轉床熱解爐的殼體上設有進料口、氣液混合物出口、出料口、可燃氣入口和煙氣出口，氣液混合物出口設于殼體的側壁，旋轉床熱解爐的爐底為可轉動的環形爐底；蓄熱式燃氣輻射管燃燒器布置于所述旋轉床熱解爐殼體的環形爐壁上，蓄熱式燃氣輻射管燃燒器包括上蓄熱式燃氣輻射管和下蓄熱式燃氣輻射管，分別位于可轉動的環形爐底的上下兩側。本發明無熱載體蓄熱式旋轉床采用輻射管加熱，可以有效隔絕空氣，減少二噁英等有害氣體的產生，增加油氣產品的穩定性和可控性。

技術領域

本發明主要涉及塑料資源化處理領域，具體涉及一種塑料熱解氣化制備油產品的系統和方法。

背景技術

目前，世界的能源消費主要以煤炭、石油和天然氣等化石燃料為主。世界能源組織預測2005年到2030年，全球的一次能源需求將會增加55％，其年均增長率為1.8％，不可再生的化石燃料仍是一次能源消費的主要來源，在需求增長總量中占到84％。如何調整優化能源消費結構、尋找替代能源，是世界各國面臨的一個重要課題。

隨著現代科學技術特別是化學技術的發展，塑料制品已出現在越來越多的領域和人們的日常生活中，但隨之而來的是每年產生的數千萬噸的塑料垃圾。這些廢塑料嚴重污染環境，對人們的生活和生產都產生了影響，被人們稱為“白色垃圾”。如何處理并加以利用這些廢塑料已成為人們關注的問題。

生活垃圾中塑料的熱值高，重金屬等有害成分含量較少，如果能夠加以有效的回收利用，對固廢的減量化、資源化、無害化處置會是很大的貢獻。

對廢塑料的處理和利用，已采用的有再生、掩埋、焚燒等方法。再生顆粒法制得塑料制品的質量很差；掩埋法由于塑料的自然降解速度很慢，塑料留在土壤中長期不能分解，使土壤板結；焚燒法在焚燒過程中產生HCl、HCN等有害氣體，對生態環境又會造成二次污染。進入90年代后，科研工作者利用熱分解法將粉碎后的廢塑料在一定條件下分解，以制取汽油、柴油和蠟等產品，此項技術既可有效減輕污染、凈化環境，又具有較高的經濟效益。

目前，對垃圾中廢塑料的處理方式主要有4種：填埋、焚燒、材料再生和化學回收。填埋法投入少，但占用大量的土地，且污染地下水。隨著填埋場地的減少，填埋成本也在逐漸增加；焚燒法可回收熱能，但廢塑料燃燒時會產生污染物，如粉塵、硫氧化物、氮氧化物和其他一些有毒物質(如二噁英)，污染嚴重；材料再生制造的產品質量會有所下降，容器內物品容易受廢塑料污物的污染；化學回收法不僅能獲得用途廣泛的化工基礎原料及燃料，而且污染較小，環保和經濟效益明顯。化學回收法包括熱裂解、氣化、液–氣加氫等，其中廢塑料熱解制油是比較有前途的發展方向，國內外許多學者對此進行了研究。

塑料熱解是在無氧或缺氧的條件下，將塑料加熱到一定溫度，使塑料中的有機物發生熱裂解和熱化學轉化反應，生成H₂、CO、CH₄等可燃性氣體、油水混合液及固體產物的過程。塑料熱解是一種新的塑料熱化學利用處置技術，具有環境污染小、成本低、資源高效回收等眾多優點。熱解工藝分成低溫熱解(≤500℃)和高溫熱解。由于高溫熱解大型設備制造難度大、運行要求高，并且能耗相對較高，目前國內外的研發重點放在低溫熱解上。塑料低溫熱解技術能有效地增加熱解油的產量。由于反應溫度低，避開了二惡英生成區，NO_x和SO_x生成也很少，因此低溫熱解技術是比較有效的塑料熱解處理工藝。

塑料熱解是一種可以將塑料轉化為燃料油的有效途徑，但限于能耗高，熱解過程控制困難，熱解過程有害氣體泄漏等問題難以廣泛推廣；塑料熱解的熱解油因成分復雜，銷售困難，經濟性較低；塑料熱解后的油氣需進行單獨的凈化、萃取處理，能耗大，設備工藝復雜。

此外，塑料熱解產生的氣體具備一定的熱值，難以利用。而且，塑料熱解產生的熱解炭也沒有找到有效的處理方法。

再有，現有的傳統熱解工藝，設備設計復雜，運行要求高，容易出問題，產生二次污染。