[发明专利]一种脲醛树脂与生物质共热解工艺装置系统及方法

说明书

本发明的一种脲醛树脂与生物质共热解工艺装置系统及方法。包括破碎机、混料仓、预热炉、压球机、热解炉、吸附净化塔及煤气柜等装置及其附属设备。本发明使用生物质共热解方式处理脲醛树脂，可利用生物质热解析氢产率高的特点，实现对脲醛树脂挥发性产物的二次重整。方法为：通过破碎、混合、预热、压球、热解、净化等步骤，可实现对脲醛树脂难降解挥发性污染物的补集。该发明可高效、清洁处理脲醛树脂这类有机污染性固体废弃物，获得可燃热解气、生物质碳及氮肥。

技术领域

本发明属于固体废弃物综合利用领域，具体涉及一种脲醛树脂与生物质共热解工艺装置系统及方法。

背景技术

脲醛树脂制品以其价格便宜、耐磨性好、耐弱酸碱腐蚀性等优点，广泛用于各种胶粘剂中，尤其是人造板的制造中。脲醛树脂在大量应用促进产业发展的同时，如何处理废弃的脲醛树脂成了一个新的环境问题。2016年新修订的《国家危险废物名录》已明确将废脲醛树脂等树脂类废物列为第13类危险废弃物。脲醛树脂如处理方式不当，很容易会对环境造成影响。

目前，脲醛树脂类废弃物一般有两种处理方式：一是掩埋，二是焚烧。由于脲醛树脂类废弃物主要是由甲醛和尿素缩聚而成，不仅体积大、密度小，而且具有很强的抗降解性，因此，掩埋的处理方式不仅不会自然分解，反而会占用大量土地，还有可能引起火灾。由于树脂类废弃物属于易燃品，脲醛树脂易于实现焚烧处理。然而，焚烧处理也面临几个问题：一是对空气污染大。由于大多数焚烧处理属于露天开放式燃烧，燃烧并不充分，也没有采取严格的防污措施，因此会产生大量的有毒性物质，如NOx、二噁英、HCl、含有重金属元素的粉尘等；二是在焚烧过程中，挥发分也随之析出燃烧，挥发物中的炭黑随之燃烧，难以回收利用。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种脲醛树脂与生物质共热解工艺装置系统及方法。可以实现脲醛树脂清洁处理的目标，解决了脲醛树脂焚烧处理过程挥发性污染物含量高的技术问题。本发明使用生物质共热解方式处理脲醛树脂。热裂解过程没有O₂参与。随着温度的升高，脲醛树脂逐渐裂解成小分子物质，而不像燃烧一样生成复杂、有毒性的物质。裂解后的炭黑可以进一步加工处理，作为吸附剂或填充剂等。此外，使用生物质作为共热解材料，可利用生物质热解析氢产率高的特点，实现对脲醛树脂挥发性产物的二次重整；利用生物质与脲醛树脂热解温度区间不同，通过初次热解的生物质炭实现对脲醛树脂难降解挥发性污染物的补集。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种脲醛树脂与生物质共热解工艺装置系统，包括破碎机、混料仓、预热炉、压球机、热解炉、吸附净化塔及煤气柜等装置及其附属设备。其中：

所述破碎机、混料仓、预热炉、破碎机、压球机、热解炉、吸附净化塔及煤气柜依次连接。

采用一种脲醛树脂与生物质共热解工艺装置系统及方法主要包括以下步骤：

(1) 破碎机将生物质和脲醛树脂分别进行机械破碎至粒径1mm；

(2) 在混料仓内，生物质碎屑和脲醛树脂碎屑进行充分搅拌混合均匀，生物质碎屑与脲醛树脂混合质量比为1：0.2~1：5。

(3) 在预热炉内，混合后的粉末被快速加热至150~200℃。

(4) 在压球机模具中，生物质粉末与脲醛树脂粉末在一定压力下压制成球，使两种粉末紧密接触。制球压力为10~30MPa，球团直径为5~15mm。

(5) 球团在热解炉中被加热至450-700℃，升温速率为2~40℃/min。脲醛树脂与生物质发生共热解反应，球团在热解炉反应后产生生物质碳及热解气。当升温速率为2~10℃/min时，脲醛树脂首先发生热解反应，生物质后发生热解反应，生物质粉末对脲醛树脂裂解产物中的大分子挥发物起到一定的吸附作用；当升温速率10℃/min时，脲醛树脂与生物质热解反应同时发生，生物质及生物质炭粉末对脲醛树脂裂解产物中的大分子挥发物起到一定的吸附和催化作用。