[發(fā)明專利]一種廢塑料催化熱解制備多產(chǎn)物的系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310503450.1
• 申請日: 2023-04-28
• 公開（公告）號: CN116333774A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳漢平;肖皓宇;史臻;王賢華;楊海平;陳應(yīng)泉
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: C10G1/08
• 分類號: C10G1/08;C10B53/07
• 代理公司: 武漢華之喻知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42267
• 代理人: 石夢雅;張彩錦

本發(fā)明提供了一種廢塑料催化熱解制備多產(chǎn)物的系統(tǒng)及方法，屬于廢塑料熱解領(lǐng)域，其包括塑料基碳源耦合配風單元、催化劑循環(huán)沉積單元、熱解油冷凝單元和氫循環(huán)富集單元，其中：塑料基碳源耦合配風單元用于對廢塑料進行熱解并收集熱解氣和富氫循環(huán)氣獲得混合氣并送入催化劑循環(huán)沉積單元；催化劑循環(huán)沉積單元用于對混合氣進行沉積得到碳納米管、富氫氣和可冷凝氣并將富氫氣和可冷凝氣送入熱解油冷凝單元；熱解油冷凝單元用于對可冷凝氣進行冷凝獲得熱解油并將富氫氣送入氫循環(huán)富集單元；氫循環(huán)富集單元用于收集富氫氣并提供富氫循環(huán)氣和富氫氣。本發(fā)明能夠有效解決廢塑料催化熱解中產(chǎn)物單一的問題，實現(xiàn)廢塑料的高值化利用，并實現(xiàn)連續(xù)、工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢塑料熱解領(lǐng)域，更具體地，涉及一種廢塑料催化熱解制備多產(chǎn)物的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

為了面對全球氣候變暖的嚴峻形式，人類對綠色、清潔能源的需求量愈發(fā)增加，近年來產(chǎn)量逐步增高的有機固體廢棄物恰恰是“被忽視的資源”。單以塑料為例，全球每年都會產(chǎn)生超過1億噸的塑料廢棄物，且其中超過60％未得到合理利用，反而產(chǎn)生了資源浪費和環(huán)境污染。將廢塑料轉(zhuǎn)化為碳材料、氣體燃料、液體燃料、工業(yè)化學品等高附加值產(chǎn)品是廢塑料高值化利用的必然發(fā)展方向。而廢塑料催化熱解是實現(xiàn)生物質(zhì)高值化利用的一種重要方式。

當前，相關(guān)廢塑料催化熱解系統(tǒng)的研究報道較少，CN113604244B公開了一種用于廢塑料原位催化熱解的系統(tǒng)及方法，該方法主要關(guān)注催化熱解工程中液收低、油品重組分和有機氯含量高、油中帶灰的技術(shù)問題，但忽視了廢塑料催化熱解產(chǎn)業(yè)化的主要難點——經(jīng)濟效益低下。廢塑料催化熱解過程中熱解產(chǎn)物單一、附加值低，傳熱傳質(zhì)不理想影響產(chǎn)物品質(zhì)，催化劑成本高、易失活等問題，大大限制了廢塑料再利用產(chǎn)業(yè)化的進一步發(fā)展。

綜上所述，為了實現(xiàn)廢塑料的連續(xù)化高值利用，亟需解決廢塑料催化熱解中產(chǎn)品附加值較低、產(chǎn)物單一、品質(zhì)差，催化劑成本高、易失活等問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種廢塑料催化熱解制備多產(chǎn)物的系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有的廢塑料熱解系統(tǒng)產(chǎn)物單一、產(chǎn)物附加值低、成本高的問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一方面，提供了一種廢塑料催化熱解制備多產(chǎn)物的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括塑料基碳源耦合配風單元、催化劑循環(huán)沉積單元、熱解油冷凝單元和氫循環(huán)富集單元，其中：

所述塑料基碳源耦合配風單元包括進料器、熱解器和配風箱，所述進料器與熱解器的入口連接，用于向熱解器輸送廢塑料以對其進行熱解并產(chǎn)生熱解氣；所述配風箱的入口分別與熱解器和氫循環(huán)富集單元的出口連接，用于收集熱解氣和富氫循環(huán)氣，該配風箱的出口與催化劑循環(huán)沉積單元連接，用于將所述熱解氣與富氫循環(huán)氣的混合氣送入催化劑循環(huán)沉積單元；

所述催化劑循環(huán)沉積單元包括連續(xù)式催化反應(yīng)組件和顆粒分離器，所述連續(xù)式催化反應(yīng)組件的入口與配風箱的出口連接，并且其內(nèi)部設(shè)置有催化劑，用于對所述混合氣進行沉積得到碳納米管、富氫氣和可冷凝氣；所述顆粒分離器的一端與連續(xù)式催化反應(yīng)組件的出口連接，其另一端與熱解油冷凝單元的入口連接，用于分離碳納米管并將富氫氣和可冷凝氣送入熱解油冷凝單元；

所述熱解油冷凝單元的出口與氫循環(huán)富集單元連接，用于對所述可冷凝氣進行冷凝獲得熱解油并將富氫氣送入氫循環(huán)富集單元；

所述氫循環(huán)富集單元包括穩(wěn)壓罐和儲氣罐，所述穩(wěn)壓罐的入口與熱解油冷凝單元連接，其出口分別與配風箱和儲氣罐連接，用于收集富氫氣并分別提供富氫循環(huán)氣和富氫氣；所述儲氣罐用于對多余的所述富氫氣進行儲存，進而實現(xiàn)廢塑料催化熱解制備碳納米管、熱解油和富氫氣。