[发明专利]一种利用报废汽车拆解垃圾制备固体燃料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种报废汽车拆解垃圾的利用方法，特别是涉及一种报废利用汽车拆解垃圾制备固体燃料的方法，适用于报废汽车人工拆解过程产生的废物或报废汽车整车破碎分选回收过程产生的残渣利用。

背景技术

报废汽车拆解产生的垃圾包含塑料、橡胶、涂料、纤维、泡沫材料、复合材料、金属颗粒、玻璃、木屑、布、泥沙等多种物质的碎片和粉末的混合物，但由于组成复杂，材料老化污染严重，目前国内这类垃圾仍没有有效的利用途径，多采用填埋方式进行处理，国外则一般采用直接焚烧处理。

报废汽车拆解垃圾多来源于石油化工产品，具有较高的热值。因此焚烧回收其热能是一个比较好的利用途径，但所包含的聚氯乙稀（PVC）、聚氨酯等材料在焚烧过程中释放出氯化氢、二恶英、氰化氢等有毒组分，因此汽车拆解垃圾的直接燃烧存在较大的环境污染风险。另外一方面汽车拆解垃圾的灰分超过50%，燃烧残渣太多，也不适合用于一般锅炉的燃料。

申请号为201110318974.0的中国发明专利申请公开了一种用催化气化装置，在催化剂的作用下将废旧汽车破碎残渣转化成一氧化碳、氢等气体产品再加以利用。现有技术也提出用热解的方法将汽车破碎残渣转化成热解油加以利用。但采用气化和热解的方法，技术和设备要求高，工业推广困难。中国发明专利申请CN201110359335.9公开了一种从汽车粉碎残余物(ASR)中选择性地分离聚氨酯泡沫和纤维的设备，但实际上分离出来的塑料由于老化、污染严重，利用价值非常有限。

发明内容

本发明针对报废汽车拆解垃圾直接焚烧存在环境污染、设备腐蚀的问题，提供一种首先除去汽车拆解垃圾中有害组分并制成固体燃料的方法，实现其安全燃烧利用热能。

本发明针对汽车拆解垃圾直接燃烧容易形成二恶英、氯化氢、氰化氢等有毒组分的问题，提出用氨与脱出的氯化氢反应形成氯化铵，再将氯化铵溶解除去，从而达到消除拆解垃圾焚烧回收热能过程带来的环境污染。

聚氯乙烯一般在250～350℃发生氯化氢反应，但拆解垃圾中PVC脱出的氯化氢容易与垃圾中的金属、金属氧化物和碳酸钙等组分反应，形成难挥发的氯化物，因此直接加热拆解垃圾进行脱氯化氢，不仅脱出的氯化氢腐蚀生产设备，而且部分氯化氢将转为金属氯化物而残留在固体中，影响其作为燃料进一步利用。

汽车拆解垃圾中的聚氨酯、胺固化的环氧树脂等含氮组分虽然在加热时会分解形成氨气或小分子有机胺，但由于C-N键的断裂温度低于PVC中的C-Cl键断裂温度，因此这些含氮组分产生的氨（或胺）将先于氯化氢脱去，碳酸铵、碳酸氢氨等无机氨的分解温度则更低。本发明采用汽车拆解垃圾与能产生氨的材料置于密闭容器中加热的方法，解决氨气产生和脱氯化氢温度不同的问题，同时在一定压力下，先期产生的氨气能扩散进入拆解垃圾的内部，获得更好地与氯化氢结合的效果。

脱氯化氢过程的同时，拆解垃圾中的有机部分被碳化，已碳化的材料因变脆，很容易破碎而与金属、沙石、玻璃等惰性组分解离，将破碎后的处理残渣放入水中，先前形成的氯化铵及其他水溶性氯化物能通过水洗溶解而被分离。同时在水洗过程，拆解垃圾中大部分金属、沙石、玻璃等密度大于水的惰性组分，因沉入水底得到分离，而浮在水面的碳化物则可用于代替煤作为工业锅炉或水泥生产过程的燃料。因而通过水洗及沉淀分离，不仅除去了水溶性氯化物，而且降低了碳化物残渣的灰分，提高了燃料的热值。

为了提高水洗分离氯化物的效果，本发明采用加热提高温度的方法，加速氯化物的溶解并降低碳化物对氯离子的吸附。

本发明通过如下技术方案实现：

一种利用报废汽车拆解垃圾制备固体燃料的方法，包括如下步骤：

（1）将废旧汽车拆解垃圾破碎至粒径小于5mm的颗粒；

（2）将产生氨气的含氮物料与破碎后的废旧汽车拆解垃圾混合，按废旧汽车拆解垃圾中氯含量与含氮物料的氮含量质量比为1：0.4～0.8的比例加料；混合物送入压力反应釜，将温度升高到300℃～360℃，保温反应30～60min，并维持压力在10～15Mpa；垃圾中的有机部分被碳化形成碳化物，产生的氯化氢气体与添加的含氮物料产生的氨气反应生成固体氯化铵；

（3）打开压力反应釜的减压阀，放出废气，冷却后排出步骤（2）形成的碳化物，并破碎为1～5mm的颗粒；以质量份数计，将100份破碎后的碳化物颗粒与500～1000份水混合，加热到50～80℃，搅拌20～30min，然后静置10‐20min，除去水底的沉淀物（大部分碳化物将浮在水面，金属、沙石、玻璃等惰性组分则因密度大而沉入水底），过滤可得到提纯的碳化物；