[发明专利]一种高温蒸汽处理废塑料的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于废塑料处理技术领域，特别涉及一种高温蒸汽处理废塑料的装置及方法。

背景技术

近年来，塑料工业的迅速发展，塑料制品的应用越来越广泛，已渗透到国民经济的各个领域和人们日常生活中。虽塑料制品给我们的生活带来诸多便利，但是由于废旧塑料不易降解，已成为环境和资源的一大公害，且日趋严重，已得到各国的广泛重视。

目前，全球塑料制品的总量已过亿吨，我国的塑料制品也有几千万吨。对废旧塑料的处理或者再利用，成为社会发展和环境保护的一个重要领域，也是对资源再利用至关重要的一个新领域。传统的大规模处理方法是将塑料废弃物简单处理后进行填埋或简单焚烧是较常见的大规模处理废塑料的方法。但是，填埋需要占用较多的土地资源，而且会对周边环境和地下水资源造成污染，不适合作为长久的处理方式；简单焚烧会有残渣，排放较多有害气体，且需要巨大的能源支持用于无法回收的废塑料燃烧，因此也不能作为主导的处理废塑料的方法。

现有技术中，常用的处理废塑料的技术有高温热裂解法、高温高压蒸汽处理、高温油化处理和高温焦化处理等。其中，高温蒸汽处理方法，通常首先将废旧塑料倒入反应釜，给反应釜加热，使废旧塑料熔融及裂解，裂解后的废油再继续处理，熔融后的气体依次经过滤器、液体冷却器，最后残余气体燃烧或排入大气。排出的气体中还含有氯化氢、非甲烷类烃、氮化物、炭黑粉尘、颗粒物、二恶英、呋喃等，无论存在于空气、水还是土壤中，有害气体依靠吸附在颗粒上，借助于水生和陆生食物链不断富集，最终危害人类，给长期生活在垃圾发电厂周围环境中的人们造成危害。该类方法中，进料装置常是间歇式进料装置，处理工艺是一次反应彻底结束之后再开始加料后续处理，反应釜的冷却和重新加热造成能源浪费不能充分利用；处理过程常需借助金属盐或金属等催化剂辅助裂解。但是，纵观现有处理技术和方法中，废塑料的处理工艺通常是间歇式而非连续式的，中间过程烦琐、操控分散复杂，一批废塑料的处理周期较长，且场地占地面积大。

发明内容

本发明旨在弥补现有技术的不足，提供一种废塑料处理过程连续式的高温蒸汽处理废塑料的装置及方法，该装置操作容易，操控集中化、过程连续有效，大大缩短了处理周期，节约了废塑料处理时间，又有利于节约场地。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种高温蒸汽处理废塑料的装置，包括依次连接的蒸汽发生炉、加热器、热裂解反应釜和冷凝器，热裂解反应釜还直接与废油水处理装置连接，蒸汽发生炉、加热器、热裂解反应釜均与一个共同的控制系统连接，该控制系统还与一个变压器相连接。该控制系统上设置有三个温度控制器和一个蒸汽流量控制器，三个温度控制器分别独立控制加热器、热裂解反应釜和加热器内输出蒸汽的温度；蒸汽流量控制器通过控制开关调整加热器内蒸汽流量。

本发明提供的高温蒸汽处理废塑料的装置，冷凝器分别与废油处理装置和不凝气处理装置连接，将裂解油气经冷凝后，分类处理。

本发明提供的高温蒸汽处理废塑料的装置，不凝气处理装置还与蒸汽发生炉连接，便于将不凝气处理装置里的气体进行处理。

本发明提供的高温蒸汽处理废塑料的装置，热裂解反应釜的密封件材质为石墨，热裂解反应釜釜体的材质为不锈钢，釜体内装有陶瓷纤维涂层，釜体外设有岩棉保温层。

本发明提供的高温蒸汽处理废塑料的装置，加热器为圆形或椭圆形。

一种高温蒸汽处理废塑料的方法，包括以下步骤：

（1）加热蒸汽：将蒸汽发生炉产生的蒸汽输入加热器进行加热，蒸汽初始温度为103-106℃，经加热，其温度为360-500℃，该蒸汽直接通入热裂解反应釜；

（2）热裂解反应：经进料联动部件，将废塑料加入热裂解反应釜，在釜体内搅拌器不断搅拌下，充分接触高温蒸汽，经蒸汽加热下进行热裂解反应，产物为裂解油气、废渣及废油水，其中废渣通过排渣口排出

（3）处理裂解油气：裂解油气进入冷凝器，经冷凝产生的废油进入废油处理装置进行废油处理，未冷凝的裂解油气进入不凝气处理装置进行气体处理，也可选择先输入蒸汽发生炉进行燃烧后再进行后续处理；

（4）处理废油水：废油水直接排入废油水处理装置进行处理。

本发明所述的高温蒸汽处理废塑料的方法，步骤（3）中不凝气处理装置中的气体进入蒸汽发生炉进行燃烧，以降低气体后续处理成本。

本发明所述的高温蒸汽处理废塑料的方法，步骤（1）中加热器的功率为24Kw，电压为30V，单组加热器的电阻为10万Ω，内部蒸汽的流量为20kg/h。