[发明专利]一种利用废塑料热转化制取富氢合成气的装置及工艺

说明书

技术领域

本发明属于新能源工程技术领域，涉及一种利用废塑料热转化制取富氢合 成气和建筑材料的装置和工艺方法。

背景技术

我国塑料生产、消费数量巨大，这在方便人们生活的同时，每年产生的塑 料废弃物超过1200万吨，“白色污染”问题日益突出。塑料大都以石油为原料的 制品，具有较高的能源利用价值，目前的技术都侧重在废塑料制取油品方面， 流程包括：热裂解，蒸馏、冷凝，分离等工序，最主要的是制取的油品质量很 差，过程产生二次污染严重。在废塑料回收能源方面，无论是燃烧利用热能， 还是热解、气化等方面，都存在着直接利用废塑料利用率不高和产生大量污染 物的问题，尤其是因为温度不高和转化不完全所产生的复杂的氯化物污染物， 诸如二噁英等，对人类造成了极大的危害。

全世界公认在废塑料热化学处置过程单纯一种处置技术难免会带来严重的 污染问题，例如：单纯热解废塑料，由于热解不完全，剩余固体残渣形成二次 污染，单纯气化废塑料，也形成大量有害污染气体，气化残渣中碳含量和有毒 有害元素也造成巨大的环境问题，由于废塑料特性复杂，在较低温度就会软化， 目前没有任何一种气化方式对废塑料能实现稳定、高效操作。

申请号为201410848534.X的专利申请公开了一种利用废弃塑料制取燃料 油的制备工艺，首先将废塑料切碎加入裂解釜内，加入催化剂，控制温度在不 同温度段内加热物料使其反应缓慢进行，收集不同温度段的馏分产物，最后冷 凝成不同馏分产物，其工艺过程非常复杂，由于添加催化剂使得过程成本很高， 而且很容易产生二次污染。

发明内容

针对现技术的不足，本发明提供一种利用废塑料热转化制取富氢合成气的 装置及工艺。

本发明首先将废塑料热解，产生热解混合气体和固体残渣；热解混合气体 进行CO₂吸附强化水蒸气气化转变为富氢合成气；固体残渣在熔池 1400-1600℃高温处理，高温处理燃尽可燃成分，也起到彻底毁毒的效果；最后 从熔池中排出的残渣作为建筑材料，安全使用，整个处置过程不产生二次污染， 是废塑料极为彻底的能源转化环境友好处理技术。

为实现上述目的，本方案的技术方案是：

图1是整体装置图，一种利用废塑料热转化制取富氢合成气的装置，包括 废塑料水平管式炉蒸汽热解部分、高温水蒸气气化部分、旋风分离除尘器部分 和高温熔融部分；废塑料水平管式炉蒸汽热解部分设置有水蒸气进口3、废塑料 进料口2、水平管式热解炉4和混合排出口11；高温水蒸气气化部分与混合排 出口11相连，设置有水蒸气进口12、氧化钙进口13、颗粒进口18和合成气 出口15，除尘器颗粒由颗粒进口18进入水蒸气气化部分；旋风分离除尘器16 与合成气出口15相连，设置有产品出口19和颗粒出口17；高温熔融部分与下 料管9相连，设置有空气进口6、热解固体残渣进口8、固体材料排出口5，热 解固体残渣通过热解固体残渣进口8进入熔池7。

使用上述装置制取富氢合成气的工艺，具体包括如下步骤：

(1)废塑料水平管式炉蒸汽热解

螺旋给料机将固体废塑料送入水平管式热解炉4，水平管式热解炉4中喷 入高温水蒸气，废塑料在水平管式热解炉4内水平移动，在高温水蒸气和外加 热作用下，废塑料发生热裂解生成热解气和热解固体残渣，热解气和水蒸气由 混合排出口11进入气化炉膛14，热解固体残渣由下料管9进入熔池7；喷入 水平管式热解炉中的水蒸气能够保护炉膛，同时由于水蒸气参与化学反应能够 提高废塑料热解程度和热解气体中可燃组成含量，并有利于废塑料水平管的移 动；

所述的废塑料在水平管式热解炉4内水平移动的进料速度为10-30kg/h；所 述的水平管式热解炉4内水蒸气与废塑料中碳的摩尔比为H₂O:C＝1:1-1:3；所 述的热解温度为400-600℃，热解部分所需要的热量由高温水蒸气及熔融部分 残渣碳的燃烧放出热量提供。

(2)CO₂原位吸附强化水蒸气气化制取富氢合成气