[发明专利]一种塑料热解气化制备油产品的系统和方法

说明书

本发明涉及一种塑料热解气化制备油产品的系统和方法。所述系统包括无热载体蓄热式旋转床和分馏塔，无热载体蓄热式旋转床包括旋转床热解炉、蓄热式燃气辐射管燃烧器，旋转床热解炉的壳体上设有进料口、气液混合物出口、出料口、可燃气入口和烟气出口，气液混合物出口设于壳体的侧壁，旋转床热解炉的炉底为可转动的环形炉底；蓄热式燃气辐射管燃烧器布置于所述旋转床热解炉壳体的环形炉壁上，蓄热式燃气辐射管燃烧器包括上蓄热式燃气辐射管和下蓄热式燃气辐射管，分别位于可转动的环形炉底的上下两侧。本发明无热载体蓄热式旋转床采用辐射管加热，可以有效隔绝空气，减少二噁英等有害气体的产生，增加油气产品的稳定性和可控性。

技术领域

本发明主要涉及塑料资源化处理领域，具体涉及一种塑料热解气化制备油产品的系统和方法。

背景技术

目前，世界的能源消费主要以煤炭、石油和天然气等化石燃料为主。世界能源组织预测2005年到2030年，全球的一次能源需求将会增加55％，其年均增长率为1.8％，不可再生的化石燃料仍是一次能源消费的主要来源，在需求增长总量中占到84％。如何调整优化能源消费结构、寻找替代能源，是世界各国面临的一个重要课题。

随着现代科学技术特别是化学技术的发展，塑料制品已出现在越来越多的领域和人们的日常生活中，但随之而来的是每年产生的数千万吨的塑料垃圾。这些废塑料严重污染环境，对人们的生活和生产都产生了影响，被人们称为“白色垃圾”。如何处理并加以利用这些废塑料已成为人们关注的问题。

生活垃圾中塑料的热值高，重金属等有害成分含量较少，如果能够加以有效的回收利用，对固废的减量化、资源化、无害化处置会是很大的贡献。

对废塑料的处理和利用，已采用的有再生、掩埋、焚烧等方法。再生颗粒法制得塑料制品的质量很差；掩埋法由于塑料的自然降解速度很慢，塑料留在土壤中长期不能分解，使土壤板结；焚烧法在焚烧过程中产生HCl、HCN等有害气体，对生态环境又会造成二次污染。进入90年代后，科研工作者利用热分解法将粉碎后的废塑料在一定条件下分解，以制取汽油、柴油和蜡等产品，此项技术既可有效减轻污染、净化环境，又具有较高的经济效益。

目前，对垃圾中废塑料的处理方式主要有4种：填埋、焚烧、材料再生和化学回收。填埋法投入少，但占用大量的土地，且污染地下水。随着填埋场地的减少，填埋成本也在逐渐增加；焚烧法可回收热能，但废塑料燃烧时会产生污染物，如粉尘、硫氧化物、氮氧化物和其他一些有毒物质(如二噁英)，污染严重；材料再生制造的产品质量会有所下降，容器内物品容易受废塑料污物的污染；化学回收法不仅能获得用途广泛的化工基础原料及燃料，而且污染较小，环保和经济效益明显。化学回收法包括热裂解、气化、液–气加氢等，其中废塑料热解制油是比较有前途的发展方向，国内外许多学者对此进行了研究。

塑料热解是在无氧或缺氧的条件下，将塑料加热到一定温度，使塑料中的有机物发生热裂解和热化学转化反应，生成H₂、CO、CH₄等可燃性气体、油水混合液及固体产物的过程。塑料热解是一种新的塑料热化学利用处置技术，具有环境污染小、成本低、资源高效回收等众多优点。热解工艺分成低温热解(≤500℃)和高温热解。由于高温热解大型设备制造难度大、运行要求高，并且能耗相对较高，目前国内外的研发重点放在低温热解上。塑料低温热解技术能有效地增加热解油的产量。由于反应温度低，避开了二恶英生成区，NO_x和SO_x生成也很少，因此低温热解技术是比较有效的塑料热解处理工艺。

塑料热解是一种可以将塑料转化为燃料油的有效途径，但限于能耗高，热解过程控制困难，热解过程有害气体泄漏等问题难以广泛推广；塑料热解的热解油因成分复杂，销售困难，经济性较低；塑料热解后的油气需进行单独的净化、萃取处理，能耗大，设备工艺复杂。

此外，塑料热解产生的气体具备一定的热值，难以利用。而且，塑料热解产生的热解炭也没有找到有效的处理方法。

再有，现有的传统热解工艺，设备设计复杂，运行要求高，容易出问题，产生二次污染。