[發(fā)明專利]一種光波-微波快速催化熱解塑料制備生物油的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211401920.5
• 申請(qǐng)日: 2022-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN115651694A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代安琪;王允圃;許創(chuàng)馨;吳秋浩;張琦;崔憲;陽秀華;田曉潔;曾媛;柯林垚;劉玉環(huán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號(hào): C10G1/00
• 分類號(hào): C10G1/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 王煥巧

本發(fā)明公開了一種光波?微波快速催化熱解塑料制備生物油的方法。將塑料加熱形成熔融漿料，再將碳化硅球浸入熔融漿料中進(jìn)行掛漿，重復(fù)多次，完成后自然冷卻，得到塑料掛漿碳化硅球；調(diào)控光波?微波爐目標(biāo)熱解溫度為400?750℃，目標(biāo)催化溫度為350?650℃，開啟光波功能使反應(yīng)器達(dá)到目標(biāo)熱解溫度，掛漿碳化硅球進(jìn)料至反應(yīng)器，開啟微波功能實(shí)現(xiàn)塑料掛漿碳化硅球內(nèi)外雙重加熱，快速熱解形成熱解氣，通過HY分子篩催化重整、冷凝后得到生物油，不可冷凝的熱解氣通過氣袋收集。本發(fā)明以光波熱傳遞和碳化硅球微波吸波實(shí)現(xiàn)內(nèi)外雙重加熱，使塑料快速升到目標(biāo)熱解溫度，可以減少蠟的產(chǎn)生并有效提高生物油得率和質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光波-微波快速催化熱解塑料制備生物油的方法。

背景技術(shù)

塑料在被廢棄后侵占土壤、污染空氣、污染水體，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)危害極大。微塑料在人體內(nèi)的大量積累給人體健康帶來不可估計(jì)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，評(píng)估表明，全球人均每周攝入約5克塑料微粒。目前食品包裝塑料的生產(chǎn)速率遠(yuǎn)高于其回收利用和自然降解速度，且使用量仍在持續(xù)大幅增加。高效解決廢塑料資源回收利用，打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，事關(guān)我國生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展。如何正確處理和資源化利用塑料已成為亟待解決的問題。

目前研究者們正在積極挖掘塑料的處理方法和應(yīng)用途徑。塑料回收利用的方法主要是催化裂解制取燃油技術(shù)，對(duì)塑料先進(jìn)行裂解，再經(jīng)過環(huán)構(gòu)化、芳構(gòu)化、異構(gòu)化等反應(yīng)制備燃油。但這些方法仍存在效率低、產(chǎn)品品質(zhì)差、后處理復(fù)雜等缺陷，制約了塑料的應(yīng)用發(fā)展。催化熱解技術(shù)具有處理徹底、工藝成本低、減量減容效果好等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有廣闊的應(yīng)用前景的方法。目前已有部分研究采用熱裂解法將塑料通過熱解-催化改質(zhì)法轉(zhuǎn)化為汽油，以期部分代替石化燃油。而微波作為一種新型加熱方式應(yīng)用于催化熱解技術(shù)中，與電加熱相比具有加熱均勻、節(jié)約能耗等優(yōu)勢(shì)。碳化硅球由于本身具有高的介電常數(shù)，顯示優(yōu)良的微波吸收特性，塑料混有鋁等金屬材料，在微波作用下會(huì)產(chǎn)生放電效應(yīng)，有效促進(jìn)了催化熱解反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)，塑料掛漿碳化硅球進(jìn)料至反應(yīng)器，反應(yīng)器光波熱傳遞和碳化硅球微波吸波實(shí)現(xiàn)內(nèi)外雙重加熱，使塑料快速升到目標(biāo)熱解溫度，快速熱解相對(duì)于慢速熱解可以減少蠟的產(chǎn)生，既可有效提高生物油得率和質(zhì)量，又能減少設(shè)備投入，對(duì)于拓寬塑料的處理途徑具有重要意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種光波-微波快速催化熱解塑料制備生物油的方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明所述的一種光波-微波快速催化熱解塑料制備生物油的方法按照如下步驟：

(1)將塑料加熱形成熔融漿料，再將直徑為0.2-2cm的碳化硅球浸入熔融漿料中進(jìn)行掛漿，重復(fù)多次，掛漿完成后碳化硅球自然冷卻，得到塑料掛漿碳化硅球；

(2)調(diào)控光波-微波爐目標(biāo)熱解溫度為400-750℃，目標(biāo)催化溫度為350-650℃，開啟光波功能使反應(yīng)器達(dá)到目標(biāo)熱解溫度，塑料掛漿碳化硅球進(jìn)料至反應(yīng)器，同時(shí)開啟微波功能實(shí)現(xiàn)塑料掛漿碳化硅球內(nèi)外雙重加熱，快速熱解形成熱解氣，熱解氣通過HY分子篩催化重整、冷凝后得到生物油，不可冷凝的熱解氣通過氣袋收集。

塑料為廢聚乙烯塑料地膜或食品包裝混合塑料；廢聚乙烯塑料地膜屬于軟塑料，其加熱溫度100-150℃；食品包裝混合塑料屬于硬塑料，其加熱溫度100-260℃。

本發(fā)明所述的碳化硅球由于自身具有高的介電常數(shù)，顯示優(yōu)良的微波吸收特性，塑料混有鋁等金屬材料，在微波作用下會(huì)產(chǎn)生放電效應(yīng)，有效促進(jìn)了催化熱解反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)，塑料掛漿碳化硅球進(jìn)料至反應(yīng)器，反應(yīng)器光波熱傳遞和碳化硅球微波吸波實(shí)現(xiàn)內(nèi)外雙重加熱，使混合塑料快速升到目標(biāo)熱解溫度，快速熱解相對(duì)于慢速熱解可以減少蠟的產(chǎn)生，可有效提高生物油得率和質(zhì)量。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明將通過以下實(shí)施例作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1