[发明专利]一种废塑料薄层高速裂解方法及设备

说明书

技术领域

本发明属于废塑料的回收利用技术领域，具体涉及一种废塑料裂解成液体和气体的方法。 

背景技术

对废塑料的处理方法大致有以下四种：掩埋、焚烧、熔融再生、化学回收。 

掩埋法占用大量土地，且废塑料夹带的杂物和所含的添加剂、稳定剂和颜料易引起二次污染。 

焚烧法产生二氧杂环己烷等有害气体。 

熔融再生法产品质量低，且废塑料中的污物易向容器内的物品扩散，故美国食品与药品署禁止使用回收塑料制品直接接触食品。 

化学回收法是将单一品种的废塑料水解或醇解制单体或低分子多聚体，或将废塑料热解或催化热解制取化学品和液体燃料。化学转化制液体燃料和化学品适用于混合废塑料的处理，有较好的经济效益，已引起各国有关企业和科研工作者的极大关注。 

但是现有化学回收法还存在以下的缺陷： 

一是废塑料在进入裂解炉之前必须要进行分选、净化。由于废塑料是一种构成及其复杂的混合物质，类型多种多样，另一方面，废塑料通常伴有泥沙、金属、破布等物质，因此在裂解之前必须进行清洗、切碎与分选，采用人工分选效率低，劳动强度大；采用X射线、红外线、电磁、涡流、静电分离或溶剂溶解分离等自动分选方法会造成成本的增加。同时，废塑料中含有的灰尘以及细菌会随着切碎而大面积扩散，造成严重污染 

二是废塑料传热性差，熔融物粘度大，反应器内物料温度不匀导致结焦，物料易于粘壁引起积炭。目前的化学回收工艺采用流化床反应器、在裂解器中加沙子，在裂解器中加入废机油等方式来增加塑料的传热性能，但从工业实践来看，效果并不好，其原因是废塑料本身的传热性能差。 

塑料的裂解包括两个过程，其一是热的吸收与传导，其二是废塑料在高温下的裂解；因为废塑料本身不容易吸热传热，因此，废塑料的吸热与传热是废塑料裂解的控制步骤，决定着废塑料裂解的速度，同时决定着废塑料裂解过程的吸热以及废塑料油化技术的经济性。 

三是废塑料裂解产生的焦炭，通常与融化但没有裂解的废塑料混合在一起，其中含有一些中油，因此需要耗费大量的热量去烘干裂解产生的焦炭中的油，而且在出渣过程中，极容易出现没有裂解的废塑料和重油随焦炭一同流出反应釜的问题，而且极容易出现裂解气体泄漏，造成火灾，污染环境。 

发明内容

本发明的发明目的是提供一种较为经济的、高速的、适用于工业生产的废塑料裂解成油方法及设备。 

本发明主要解决废塑料裂解需要清洗切碎原料的困难，采用活塞式推进器， 可以不用切碎与清洗塑料，同时，对于废塑料中的泥沙含量没有限制，对废塑料中的细菌以及其它有毒物质避免了人手直接接触，对于废塑料中的铁丝等金属物质的形状，硬度以及含量没有具体要求；采用特殊设计的加热管，做到内热式裂解，极大提高了反应效率，克服了废塑料作为热的不良导体不善于传热的缺陷；加热管表面经过特殊处理，克服了表面渗碳；采用水蒸气高温反应除焦的方式，使反应生成的焦炭及时反应生成可以燃烧的气体，避免了焦炭对反应器的破坏以及焦炭与泥土混合影响传热的问题。控制反应温度以及除焦温度，避免渗碳以及发生氧化。 

本发明具体技术方案如下： 

一种废塑料薄层高速裂解方法，其特征在于包括下列步骤： 

a、前处理，将废塑料装入塑料袋中， 

b、进料，将整袋物料以活塞分段送至裂解管内， 

c、裂解，管内物料高温高速裂解，温度为300℃～500℃，裂解反应时间为5min～10min，裂解液体、气体排出收集， 

d、除渣，裂解管通入蒸汽，排出管内残渣，管内温度为500℃。 

高温热源为排设于裂解管周边的可控电热管。 

所述薄层高速裂解采用随着物料的推进逐步升温方式。 

所述每批进料速度控制在37.5～90kg/h。 

一种废塑料薄层高速裂解的设备，其特征在于裂解设备为一高温裂解装置，包括控制器和裂解管，裂解管由多段等径管组合而成，管内设有一进料活塞，可控电热管排设于裂解管周边，裂解管外接蒸汽管。 

裂解管后配设催化、分馏塔和冷凝冷却器。 

裂解管后配设冷凝冷却器。 

所述裂解管末端设一缓冲罐，缓冲罐设有窥视孔。