[发明专利]一种将塑料废弃物高效资源化利用的方法和系统

说明书

本发明提供了一种将塑料废弃物高效资源化利用的方法和系统，包括以下步骤：将塑料废弃物烘干至水分含量低于10重量％，并将塑料废弃物破碎至粒径小于50mm；将破碎后的塑料废弃物在无氧或缺氧的条件下进行加热熔融，所述加热熔融的温度在120‑180℃范围内；将熔融的塑料废弃物在无氧或缺氧的条件下进行热解，热解温度在500‑800℃范围内，产生热解蒸汽和热解炭；将所述热解蒸汽在具有温度梯度的换热器组件中进行分馏，得到热解油分级产品，其中，所述换热器组件包括按照所述热解蒸汽的工艺走向依次布置的至少3个换热器，所述换热器的温度按照所述热解蒸汽的工艺走向梯度递减。本发明的方法和系统实现了热解油梯度分级。

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理领域，具体涉及将塑料废弃物高效资源化利用的方法和系统。

背景技术

废弃塑料由于质轻且体积庞大，被丢弃后不易分解，因此会造成土壤板结，妨碍作物呼吸和吸收养分，在紫外线作用下或燃烧时，会排放出CO、氯乙烯单体、 HCl、甲烷、NOx、SO₂、芳烃等，对水体和空气造成污染。特别是含氯塑料在焚烧后会产生二噁英等有害物质，对环境造成的污染更加严重。因此，寻找将塑料废弃物高效无害化、减量化和资源化的技术显得日益迫切。

塑料热解制油是塑料废弃物回收方法中最具有工业应用价值的。热解油经过处理后可以成为优质的汽油、柴油、液化气、化工原料或炉用燃料等，从而可以替代大量进口的原油，并创造显著的社会效益和经济效益。但塑料热解制油的工艺仍然存在许多技术难点，如塑料废弃物导热性能很差，导致裂解炉中温度极不均匀，热解能耗较高、热解油产品难以分级、规模难以放大，反应釜传热效率低，排渣连续性较差，由于裂解加热不均匀，容易发生热解过程中结焦现象，并且由于加热不均匀，产生油品的品质较差难以回收等问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种将塑料废弃物高效资源化利用的方法和系统。

本发明的将塑料废弃物高效资源化利用的方法，包括以下步骤：

将塑料废弃物烘干至水分含量低于10重量％，并将塑料废弃物破碎至粒径小于50mm；

将破碎后的塑料废弃物在无氧或缺氧的条件下进行加热熔融，所述加热熔融的温度在120-180℃范围内。熔融倾向于发生物理变化过程，如果加热熔融的温度高于180℃，则可能会发化学键断裂等，发生化学反应。如果加热熔融的温度低于120℃可能熔融效果不好。

将熔融的塑料废弃物在无氧或缺氧的条件下进行热解，热解温度在500-800℃范围内，产生热解蒸汽和热解炭。此温度范围为较为适宜的热解温度范围，如果热解温度低于500℃，则热解程度低，如果热解温度高于800℃，从工艺角度则导致能耗会更多。

将所述热解蒸汽在具有温度梯度的换热器组件中进行分馏，得到热解油分级产品，其中，

所述换热器组件包括按照所述热解蒸汽的工艺走向依次布置的至少3个换热器，所述换热器的温度按照所述热解蒸汽的工艺走向梯度递减。

在一些实施方案中，所述温度梯度的范围为50-500℃。

在一些实施方案中，按照所述热解蒸汽的工艺走向，所述温度梯度依次为 350-500℃、200℃-350℃、50℃-200℃。

在一些实施方案中，所述换热器中的导热介质为导热油。

在一些实施方案中，在所述烘干中，烘干后的塑料废弃物水分含量低于10重量％范围内。例如5-10重量％。

在一些实施方案中，所述烘干的温度在80-110℃范围内，例如100-105℃范围内。烘干的温度过低，则干燥效率低，烘干的温度过高，会使物料的物化状态发生变化或发生反应。