[发明专利]一种光波-微波快速催化热解塑料制备生物油的方法

说明书

本发明公开了一种光波‑微波快速催化热解塑料制备生物油的方法。将塑料加热形成熔融浆料，再将碳化硅球浸入熔融浆料中进行挂浆，重复多次，完成后自然冷却，得到塑料挂浆碳化硅球；调控光波‑微波炉目标热解温度为400‑750℃，目标催化温度为350‑650℃，开启光波功能使反应器达到目标热解温度，挂浆碳化硅球进料至反应器，开启微波功能实现塑料挂浆碳化硅球内外双重加热，快速热解形成热解气，通过HY分子筛催化重整、冷凝后得到生物油，不可冷凝的热解气通过气袋收集。本发明以光波热传递和碳化硅球微波吸波实现内外双重加热，使塑料快速升到目标热解温度，可以减少蜡的产生并有效提高生物油得率和质量。

技术领域

本发明属于生物质能源转化技术领域，具体涉及一种光波-微波快速催化热解塑料制备生物油的方法。

背景技术

塑料在被废弃后侵占土壤、污染空气、污染水体，对生态系统危害极大。微塑料在人体内的大量积累给人体健康带来不可估计的潜在风险，评估表明，全球人均每周摄入约5克塑料微粒。目前食品包装塑料的生产速率远高于其回收利用和自然降解速度，且使用量仍在持续大幅增加。高效解决废塑料资源回收利用，打好污染防治攻坚战，事关我国生态文明建设和高质量发展。如何正确处理和资源化利用塑料已成为亟待解决的问题。

目前研究者们正在积极挖掘塑料的处理方法和应用途径。塑料回收利用的方法主要是催化裂解制取燃油技术，对塑料先进行裂解，再经过环构化、芳构化、异构化等反应制备燃油。但这些方法仍存在效率低、产品品质差、后处理复杂等缺陷，制约了塑料的应用发展。催化热解技术具有处理彻底、工艺成本低、减量减容效果好等优点，是一种具有广阔的应用前景的方法。目前已有部分研究采用热裂解法将塑料通过热解-催化改质法转化为汽油，以期部分代替石化燃油。而微波作为一种新型加热方式应用于催化热解技术中，与电加热相比具有加热均匀、节约能耗等优势。碳化硅球由于本身具有高的介电常数，显示优良的微波吸收特性，塑料混有铝等金属材料，在微波作用下会产生放电效应，有效促进了催化热解反应的进行，同时，塑料挂浆碳化硅球进料至反应器，反应器光波热传递和碳化硅球微波吸波实现内外双重加热，使塑料快速升到目标热解温度，快速热解相对于慢速热解可以减少蜡的产生，既可有效提高生物油得率和质量，又能减少设备投入，对于拓宽塑料的处理途径具有重要意义和经济价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种光波-微波快速催化热解塑料制备生物油的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种光波-微波快速催化热解塑料制备生物油的方法按照如下步骤：

(1)将塑料加热形成熔融浆料，再将直径为0.2-2cm的碳化硅球浸入熔融浆料中进行挂浆，重复多次，挂浆完成后碳化硅球自然冷却，得到塑料挂浆碳化硅球；

(2)调控光波-微波炉目标热解温度为400-750℃，目标催化温度为350-650℃，开启光波功能使反应器达到目标热解温度，塑料挂浆碳化硅球进料至反应器，同时开启微波功能实现塑料挂浆碳化硅球内外双重加热，快速热解形成热解气，热解气通过HY分子筛催化重整、冷凝后得到生物油，不可冷凝的热解气通过气袋收集。

塑料为废聚乙烯塑料地膜或食品包装混合塑料；废聚乙烯塑料地膜属于软塑料，其加热温度100-150℃；食品包装混合塑料属于硬塑料，其加热温度100-260℃。

本发明所述的碳化硅球由于自身具有高的介电常数，显示优良的微波吸收特性，塑料混有铝等金属材料，在微波作用下会产生放电效应，有效促进了催化热解反应的进行，同时，塑料挂浆碳化硅球进料至反应器，反应器光波热传递和碳化硅球微波吸波实现内外双重加热，使混合塑料快速升到目标热解温度，快速热解相对于慢速热解可以减少蜡的产生，可有效提高生物油得率和质量。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。

实施例1