[發明專利]一種塑料廢棄物定向制備高值化產品的熱解-分離集成裝置及工藝

有效

• 申請號: 202011332895.0
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112760116B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 袁浩然;程磊磊;顧菁;王亞琢;陳勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所;南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）
• 主分類號: C10G1/10
• 分類號: C10G1/10;C10G1/02;C10G1/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 方燕;莫瑤江

本發明公開了一種塑料廢棄物定向制備高值化產品的熱解?分離集成裝置及工藝。該熱解?分離集成裝置，包括進料系統、熱解反應系統、冷凝分離系統、熱解氣凈化系統、產物收集系統、排渣系統；進料系統包括儲料倉和螺旋輸送器，熱解反應系統包括振蕩濾網、恒溫器、熱解反應器和加熱裝置，熱解反應器內部設置有加熱裝置，冷凝分離裝置包括恒溫冷凝器和保溫管路，熱解氣凈化系統包括靜電分離器，產物收集系統包括第一液體收集罐、第二液體收集罐和氣體收集罐。本發明利用恒溫器和冷凝收集裝置獲取特定沸點范圍內的熱解產物，有效提高單環芳烴或特定范圍餾分燃油等高值化產物收率。

技術領域

本發明涉及資源循環再生利用技術領域，具體涉及一種塑料廢棄物定向制備高值化產品的熱解-分離集成裝置及工藝。

背景技術

由于塑料丟棄后在自然條件下難以降解，不恰當的處置將產生一系列的環境問題。在我國，每年約1400萬噸塑料廢棄物被填埋，不僅占用土地資源，而且危害生物健康。塑料主要由C、H元素組成，其熱值與燃油相當，具有一定的能源價值和化工利用價值。將塑料廢棄物通過熱解途徑制備燃油和化工原料，不僅有助于解決白色污染問題，而且有助于緩解可能面臨的能源短缺問題。

塑料廢棄物熱解裝置以獨立反應器為主，目前鮮見反應器/分離器一體化裝置。利用單獨熱解反應器制備的產物碳數分布寬泛，難以實現高選擇性制備特定燃油組分和化工原料的目標。

因此，開發一種塑料廢棄物定向制備高值化產品的熱解-分離集成裝置及工藝具有重要意義。

發明內容

本發明提供了旨在針對現有技術存在的問題，提供一種塑料廢棄物定向制備高值化產品的熱解-分離集成裝置及工藝，本發明利用恒溫器和冷凝收集裝置獲取特定沸點范圍內的熱解產物，有效提高單環芳烴或特定范圍餾分燃油等高值化產物收率。

本發明提供了一種塑料廢棄物定向制備高值化產品的熱解-分離集成裝置，包括進料系統、熱解反應系統、冷凝分離系統、熱解氣凈化系統、產物收集系統、排渣系統；進料系統包括儲料倉和螺旋輸送器，熱解反應系統包括振蕩濾網、恒溫器、熱解反應器和加熱裝置，熱解反應器內部設置有加熱裝置，冷凝分離裝置包括恒溫冷凝器和保溫管路，熱解氣凈化系統包括靜電分離器，產物收集系統包括第一液體收集罐、第二液體收集罐和氣體收集罐，儲料倉底部與螺旋輸送器連通，螺旋輸送器與熱解反應器連接，熱解反應器底部與排渣系統連通，熱解反應器頂部設置有振蕩濾網，振蕩濾網外部設置有恒溫器，恒溫器頂部設置有保溫管路，保溫管路一端與恒溫器連通，另一端與恒溫冷凝器頂部連通，恒溫冷凝器底部與第一液體收集罐連通，第一液體收集罐通過管路與靜電分離器連通，靜電分離器底部與第二液體收集罐連通，第二液體收集罐分別與氣體收集管路和熱解氣管路連通。排渣系統包括排渣設備和貯渣庫。

優選地，熱解反應器上部的恒溫器通過使高沸點大分子物質冷凝附著于振蕩濾網表面，從而限制其流出反應器，振蕩濾網則通過特定機械振動將高沸點大分子物質送回反應器內部繼續反應。

優選地，所述的第二液體收集罐通過熱解氣管路與熱解反應器連通，所述的熱解氣管路上設置有氣泵和加熱熱解氣的預熱器；所述的螺旋輸送器底部設置有載氣流通管路，所述的載氣流通管路分別與螺旋輸送器底部和預熱器連通。

本發明還保護使用上述塑料廢棄物定向制備高值化產品的熱解-分離集成裝置制備高值化產品的工藝，包括以下步驟：

(1)塑料廢棄物熱解：螺旋輸送器將儲料倉內的塑料廢棄物送入熱解反應器，熱解反應器內設置有X類型催化劑的催化劑模塊，塑料廢棄物在熱解反應器內發生催化熱解反應；將恒溫器溫度設定為Y1℃，沸點低于Y1℃溫度的熱解產物通過振蕩濾網和恒溫器進入保溫管路，沸點高于Y1℃的大分子量產物則繼續在熱解反應器發生裂解直至生成小分子量產物；熱解反應器內的殘渣進入排渣系統。

(2)液體產物冷凝分離：根據對目標產物的分離要求設置恒溫冷凝器數目，將恒溫冷凝器溫度設定為Y2℃，進入保溫管路的熱解產物進入恒溫冷凝器，熱解產物沸點在Y1℃～Y2℃區間內的產物經冷凝保存于第一液體收集罐內；