[发明专利]废塑料热处理方法和废塑料热处理系统

说明书

本发明涉及固体废塑料处理领域，公开了一种废塑料热处理方法和废塑料热处理系统，该方法包括：(1)将废塑料与重质焦油混合进行废塑料溶解；(2)将废塑料溶液以喷雾形式与惰性床料接触并在450‑550℃下进行热解；(3)将热解油气进行气固分离；(4)将得到的油气进行油气分离，得到油相和含氢热解气，将油相进行精馏，得到轻质焦油和含芳烃的重质焦油；(5)将半焦、经步骤(2)热解得到的低温惰性床料送入流化床燃烧炉进行燃烧，经所述燃烧后的高温惰性床料返回步骤(2)；含氢热解气作为至少部分的雾化用气和/或流化气；步骤(4)得到的含芳烃的重质焦油提供步骤(1)所述的重质焦油。该废塑料热处理方法，能耗低且油收率高。

技术领域

本发明涉及固体废塑料处理技术领域，具体涉及一种废塑料热处理方法和废塑料热处理系统。

背景技术

据统计，我国现有废塑料总量约10亿吨左右并以4000万吨/年的速度逐渐递增。预计到2035年，全球约产生80亿吨左右废塑料。这不仅造成了严重的环境污染，甚至影响了自然环境中的生态平衡；同时也是对石化资源的严重浪费。现有的废塑料处理技术主要有填埋、焚烧、物理回收和化学回收等几种方式，其中由于废塑料分解速度慢，堆积密度低，导致填埋并不能从本质上解决问题，且易污染地下水资源；而焚烧则易造成严重的大气污染；由于现有废塑料回收工艺成本高，经济价值低，企业获利不足导致废塑料物理回收发展较慢。

基于文献和现场调研，废塑料化学转化被认为是唯一能实现可持续发展的工艺。而其中的热解工艺因其环保性、高收益率等优点被各国的研究人员和企业所关注，传统的废塑料热解工艺为回转窑热解工艺(如CN208200839U)，其优点是技术门槛低，成本较低；但其缺点也比较明显，热解油收率比较低，需定期停车清焦，以垃圾填埋场挖掘出的废塑料为例，油收率普遍在20-40％之间，其主要原因是塑料导热率较低，导致废塑料在回转窑内停留时间过长，产生了严重的二次裂解。BP开发了废塑料流化床热解技术，该技术热解油收率约为68％；热解气收率约为12％，半焦收率约为20％，与传统的回转窑技术相比，热解油收率有大幅提升，但该技术废塑料直接进料，在进入流化床形成热熔融废塑料易团聚，这也导致了该技术完成示范装置后并未进一步进行推广。重庆科技学院的杨宇等发明的一种废塑料连续高效热解制油系统及工艺(CN111040794A)采用循环流化床催化热解的方式处理废塑料，但该技术存在以下缺陷：螺旋给料机加热废塑料至熔融状态，但黏度较大、流动性差，增压泵是否可以输送存疑；重质油、高温热载体与废塑料分别进料，高粘废塑料与上述二者的混合效果不佳。

为解决上述问题，本领域急需开发新的废塑料热解技术。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的废塑料处理方法的油收率较低的缺陷，提供一种废塑料热处理方法和废塑料热处理系统，该废塑料热处理方法能够有效处理废塑料，能耗低且油收率高。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种废塑料热处理方法，该方法包括以下步骤：

(1)将废塑料与重质焦油混合进行废塑料溶解，得到气相物料和废塑料溶液；

(2)将所述废塑料溶液以喷雾形式送入流化床热解反应器中与惰性床料接触并在450-550℃下进行热解，得到热解油气和半焦；

(3)将所述热解油气进行气固分离，得到油气和粉灰；

(4)将步骤(3)得到的油气进行油气分离，得到油相和含氢热解气，将所述油相进行精馏，得到轻质焦油和含芳烃的重质焦油；

(5)将步骤(2)得到的半焦、经步骤(2)热解得到的低温惰性床料以及任选地步骤(3)得到的粉灰送入流化床燃烧炉进行燃烧，经所述燃烧后的高温惰性床料返回步骤(2)；

其中，步骤(4)得到的含氢热解气作为至少部分的雾化用气用于步骤(2)所述废塑料溶液的雾化；和/或，步骤(4)得到的含氢热解气作为至少部分的流化气引入流化床热解反应器中；