[发明专利]废橡胶、废油、废塑料的汽化工艺及汽化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子废弃物的汽化工艺及汽化装置，特别涉及一种将废塑料、废油、废轮胎等高分子废弃物经热分解和汽化后，生产高含水率的燃料气体，并将废弃物油化还原的高分子废弃物汽化工艺及装置。

背景技术

现有技术已有能将废塑料等高分子废弃物热分解，并回收热分解气体中油份的油化还原装置(如日本特开平成5-279673号公报，日本特开平成10-183139号公报等)。这些油份还原装置，通常都是将聚乙烯、聚氯乙烯等固体高分子废弃物在溶解槽中溶解，然后将溶解后的高分子废弃物在热分解槽中热分解，并且其中的热分解槽的加热燃烧装置一般选用外部加热的方式。在热分解槽中生成的热分解气体被冷却、液化，重油作为再生油被分离回收。

已知的这些油化还原装置中，热分解槽中生成的热分解气体，需进一步设置催化改质槽将其进行改质。在改质装置中，热分解气体通过与改质槽中的催化剂接触，可实现气体中油份的改质，改质后的气体被导入至凝缩器(蒸气冷凝器)中，被进一步冷却、液化。通过冷却后凝缩形成的凝缩液，被导入油水分离器等装置中，凝缩液中的油份(即再生油)被回收并进一步储藏至储藏罐中。其中，改质槽中的催化剂只要用于使热分解气体中的油份轻质化。

这种油化还原装置，当热分解对苯二甲酸乙二醇酯等物质时，为了避免对苯二甲酸的结晶化，需要特别设置对苯二甲酸的酸分解装置(如日本特开2003-96467号公报，日本特开2003-96469号公报等)。在该酸分解装置中，向热分解气体中添加水蒸气并加热至500℃的高温区域，将热分解气体和水蒸气的混合气体与硅铝土或CaO/ZnO等催化剂进行反应。

另外，本发明者还提出过其他专利申请的提案，这些提案中的废弃物汽化设备包含可以处理可燃性废弃物等低质量固体燃料的燃烧炉(或热分解炉)的汽化设备，以及利用700℃以上的水蒸气将汽化后的气体改质的改质装置(详见日本特开2001-158885号公报，日本特开2002-210444号公报等)。在这些汽化设备中，通常利用汽化炉(或热分解炉)及改质炉的二段式汽化过程，并生成较为优质的燃料气体。这种以二段式汽化方法为原理的实用化汽化设备，目前正在进一步继续研究中。该汽化设备的改质器或改造炉，能将混合高温水蒸气的热分解气体进行改质，另外当热分解气体含有较多焦油组分时，改质器或改造炉内的改质区域内无需添加催化剂即可进行分解。

这些发明者专利申请提案中的汽化设备，通常在隔绝空气或氧气状态下，利用高温水蒸气汽化固体燃料，并进一步生成不含氮、高含水率的合成气体。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种废橡胶、废油、废塑料的汽化工艺及汽化装置，能将废塑料等高分子废弃物汽化，生成比较优质的合成气体，该气体可作为发电机等的内燃装置或外燃装置使用；并进一步将汽化中含油组分的气体回收作为燃烧装置的燃料油使用的再生油还原装置。

本发明是通过以下的技术方案实现的：

一种废橡胶、废油、废塑料的汽化工艺及汽化装置，包括能将高分子废弃物加热和熔融的热分解装置、高分子废弃物经热分解形成的热分解气体在催化剂的作用下被水蒸气改质的改质装置、控制和调节温度的热交换装置、经所述改制装置后的改质气体在经过冷却和液化后回收改质气体油份的油份回收装置、油回收槽和连接管路，其特征在于所述热分解装置、改质装置、热交换装置、冷却精制装置和油回收槽依次通过所述连接管路连接。

所述改质装置的改质区域内填充Ru/Al₂O₃等催化剂。

所述改质区域设置控制高温水蒸气温度的水蒸气温度控制装置，通过温度可控的水蒸气与前述热分解气体的混合可进一步控制改质区域内的温度。

所述改质控制方式的在改质区域内设置控制高温水蒸气流量的水蒸气量控制装置。

所述热分解装置的热分解槽容纳在加热炉内部；热分解槽的燃烧装置通过热分解装置的外部加热装置加热的，并利用油份回收装置的再生油作为燃料油供给。

一种废橡胶、废油、废塑料的汽化工艺，包括以下步骤：

(1)热分解、汽化工序：将高分子废弃物加热熔融并生成热分解气体；

(2)改质工序：废弃物经热分解后产生的热分解气体在催化剂的作用下水蒸气改质；

(3)油份回收工序：接受改质反应后的改质气体被冷却、液化，改质气体中的油份被回收。

另外，改质工序中包括了控制水蒸气改质反应的反应区域温度和(或)水蒸气量的控制方法。