專利名稱：一種處理廢舊塑料的還原方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理廢舊塑料的還原方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，塑料及其產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)中所占極其重要地位。無 論是在國防工業(yè)、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、農(nóng)業(yè)醫(yī)藥衛(wèi)生，還是在人民曰常 生活中都有著及其廣泛的用途。預(yù)計(jì)在本世紀(jì)以石油、煤、天然氣為原料
的塑料制品，將占世界石化產(chǎn)品的70%。隨著這些工業(yè)的發(fā)展、產(chǎn)量的巨 增，其廢棄物對(duì)環(huán)境的污染也就逐漸成為人類生存環(huán)境的一大公害。目前 世界各大、中城市塑料廢棄物造成污染十分嚴(yán)重。由于農(nóng)田中使用地薄膜， 也造成對(duì)農(nóng)田的污染。各國政府都在不同程度地解決這一公害，以促進(jìn)廢 塑料利用和處理等環(huán)保事業(yè)的快速發(fā)展。
中國專利文獻(xiàn)CN1746263公開了 一種處理廢舊塑料、橡膠的還原方法 及其系統(tǒng)，它主要是通過風(fēng)送給料、加熱裂解、錨形攪拌器攪拌、i^溫真 空排渣、燃油和可燃?xì)怏w回收等工序，對(duì)廢舊塑料或橡膠進(jìn)行還原處理。 但是，用這種方法處理廢舊塑料所得出的產(chǎn)品其純度還有待提高；其系統(tǒng) 中由于采用的加熱裝置是電感應(yīng)變頻加熱器，即采用可控硅發(fā)生中頻而進(jìn) 行加熱，故這種系統(tǒng)在其運(yùn)行過程中存在能耗較高，噪聲較大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述問題，向社會(huì)提供一種提供處理廢舊塑料還 原方法及其系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)通過新的結(jié)構(gòu)組合，新的加熱方式、保溫 方法、新的催化劑、回收燃油、可燃?xì)怏w回收:J支術(shù)。補(bǔ)充了現(xiàn)有還原廢 舊塑料處理過程中的不足，實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)能、環(huán)保。本發(fā)明的還原方法是將廢舊塑料破碎、干燥、輸送、加熱裂解、 第一次催化裂解、第二次催化裂解、冷卻、回收燃料油汽油、柴油和可 燃性氣體及炭灰。
其基本做法是，將廢舊塑料破碎后，通過輸送帶經(jīng)人工將雜質(zhì)取出， 然后進(jìn)行干燥，送入裂解釜進(jìn)行加溫裂解。裂解釜的溫度設(shè)定為釜的底部 450。C土50。C，上部350。C士30。C，當(dāng)?shù)撞可?80。C士20。C,上部升到 200。C土20。C，就開始反復(fù)進(jìn)料同時(shí)間歇性攪拌，在這時(shí)油氣開始產(chǎn)生， 經(jīng)催化塔、管道進(jìn)入冷卻器，冷卻器上部有再次催化和過濾。有效除去油 中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、不飽和烴、堿性氮，有機(jī)酸及雜質(zhì)等，經(jīng)處理后，能除 去產(chǎn)品內(nèi)的異味和深色。經(jīng)冷卻，冷卻為串聯(lián)的兩段冷卻，其冷卻介質(zhì)是 水，第一段冷卻的出水口水溫為75。C ±5°C;第二段冷卻的出水口水溫低 于45。C。被冷凝成液體的油氣進(jìn)入油桶密封，油桶有一出氣口，未被液 化的油氣經(jīng)管道ii^氣桶。氣桶上部有一排氣口 ，將氣通過管道到儲(chǔ)氣罐， 裂解釜經(jīng)多次反復(fù)進(jìn)料后，停止進(jìn)料。繼續(xù)加熱直到油氣完全出完。工作 時(shí)間根據(jù)進(jìn)料數(shù)量決定。爐底溫度450。C土1(TC、爐內(nèi)500°C 土10。C,上 部350°C ± 10。C停留60 ± 5分鐘，開始開啟高溫排渣閥經(jīng)管道排渣送到指 定地點(diǎn)，就可以收集炭渣，經(jīng)加工后成了炭灰。在整個(gè)廢舊塑料處理過程 中，廢舊塑料是加熱后先液化溶解，然后再被氣化產(chǎn)生油氣，油氣經(jīng)催化 裂解和冷卻后，被回收。
具體地說，本還原方法包括如下步驟
1、 廢舊塑料預(yù)處理就是將廢舊塑料破碎后，經(jīng)人工將雜質(zhì)取出， 然后進(jìn)行干燥后備用；
2、 加熱裂解廢舊塑料在裂解釜內(nèi)，經(jīng)設(shè)置于裂解釜下部的IGBT 超音頻加熱器加熱裂解；
3、催化裂解在加熱裂解過程中產(chǎn)生的油氣經(jīng)過裝有Y型分子篩的催化裝置被進(jìn)一步催化裂解；
4、 冷卻被催化裂解后的部分油氣在冷卻裝置內(nèi)被冷卻介質(zhì)冷凝成 液體；
5、 燃料油和可燃性氣體及固態(tài)物回收被冷凝成液體的燃料油進(jìn)入 儲(chǔ)油罐被回收，未被液化的油氣經(jīng)過儲(chǔ)油罐進(jìn)入儲(chǔ)氣罐被回收；在 裂解釜內(nèi)產(chǎn)生的固態(tài)物，^皮排出裂解釜后回收。
上述第2步加熱裂解過程中，所述裂解釜的溫度設(shè)定為釜的底 部溫度為450°C 土50。C,上部溫度為350。C土30。C，當(dāng)?shù)撞繙囟壬?升到380。C ± 20。C,上部溫度上升到200。C ± 20。C時(shí)，在反復(fù)進(jìn)料 的同時(shí)，采用間歇性攪拌。
上述第3步催化裂解分為兩次催化裂解，第一次催化裂解是通 過設(shè)在裂解釜上部的催化塔內(nèi)的Y型分子篩的催化裂解的；第二次 催化裂解是通過設(shè)置在冷凝器上部的第二催化裂解部?jī)?nèi)部的Y型 分子篩的進(jìn)一步催化裂解的；所述催化塔與的第二催化裂解部是通 過管道連接的。
上述第4步中的為串聯(lián)的兩段冷卻，其冷卻介質(zhì)是水，第一段 冷卻的出水口水溫為75°C 士5。C;第二段冷卻的出水口水溫低于45 。C。
在裂解釜的蒼底溫度450。C 土10。C、釜內(nèi)溫度500。C 士10。C, 釜上部溫度350。C士10。C時(shí)，停留60土5分鐘，開啟高溫排渣閥經(jīng) 管道排渣送到指定地點(diǎn)，收集炭渣，炭渣經(jīng)進(jìn)一步加工后成為炭灰。 實(shí)現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)是 一種處理廢舊塑料的系統(tǒng)，包括用于對(duì)廢舊 塑料進(jìn)行加熱裂解的加熱裂解部、用于在加熱裂解過程中產(chǎn)生的油氣進(jìn)行 進(jìn)一步催化裂解的催化裂解部和用于回收燃油和燃?xì)獾睦鋮s回收部，所述 催化裂解部將所述加熱裂解部和冷卻回收部串連成一個(gè)整體。所述加熱裂解部為一錐底的裂解釜，在所述裂解釜的錐底保溫層外側(cè)
設(shè)有IGBT超音頻加熱器。
所述保溫層為氧化鋯纖維棉。
所述催化裂解部包括催化塔和第二催化部，所述催化^^和第二催化部 通過連接管道連接，所述催化塔和第二催化部中的催化劑為Y型分子篩。
所述裂解釜包括攪拌裝置，所述攪拌裝置的攪拌軸中部設(shè)有T形攪拌 葉，在下部設(shè)有錨式攪拌葉和在底部設(shè)有彈性攪拌葉。
本發(fā)明采用了新的加熱方式，即采用IGBT模塊為核心的超音頻加 熱器，與現(xiàn)有電子管高頻設(shè)備和可控硅感應(yīng)加熱設(shè)備相比，節(jié)能可達(dá)40% 以上；并且具有燥聲底，污染小的優(yōu)點(diǎn)，可改進(jìn)了工作環(huán)境，操作也很簡(jiǎn) 單;控制電路采用集成化控制，使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，維修方便，抗振性好,抗干 擾性能強(qiáng)，故障率低；具有高可靠性,設(shè)備有過壓，過流，截流，截壓等自動(dòng) 保護(hù)功能；負(fù)載短路不損壞任何非保護(hù)元件,排除故障后，可以立即重新起 動(dòng)；由于采用自關(guān)斷器件，因此啟動(dòng)性能好,可以頻繁起停；IGBT模塊為 核心的超音頻加熱器負(fù)載適應(yīng)性好，空載，半載，滿載啟動(dòng)，成功率100%; 采用特殊線路設(shè)計(jì)，輸入電壓無相序要求，啟動(dòng)時(shí)電壓，電流從零開始增加, 實(shí)現(xiàn)零電位啟動(dòng)；該加熱器對(duì)非磁性材料加熱效果也很理想；方便的外部 控制接口，很容易與自動(dòng)生產(chǎn)線主積聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)無人操作，自動(dòng)化。本發(fā)明 采用了新的催化裂解方法，即改變傳統(tǒng)的將催化劑沸石直接放在廢舊塑料 里面催化的模式，為在廢舊塑料被氣化成油氣后再通過裝有Y型分子篩的 裂解,其裂解效果更加明顯，所生產(chǎn)出來的液體燃料汽油和柴油質(zhì)量更好，
生產(chǎn)出來的汽油和柴油達(dá)到或超過70#汽油SH042—920號(hào)柴油GB252—94國家
標(biāo)準(zhǔn)。利用這種汽油可以調(diào)制成90—93號(hào)無鉛汽油。


圖l是本發(fā)明系統(tǒng)部分的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中裂解釜的局剖結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖2中的IGBT超音頻加熱器的主^L結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖2中的IGBT超音頻加熱器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明的還原方法流程方框結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖中1、加熱裂解部；
11、 裂解釜；
111、 攪拌裝置；1111、攪拌電機(jī)；
112、 出渣口； 113、錐底；114、 IGBT超音頻加熱器； 115、進(jìn)料口；
12、 操作臺(tái)；
2、 催化裂解部；
21、催化塔；22、連接管道；23、第二催化部；
3、 冷卻回收部；
31、第一冷卻器；32、第二冷卻器；33、儲(chǔ)油罐；34、氣水分離罐；
35、冷卻回收支架。 請(qǐng)參見圖l和圖2，圖l是本發(fā)明系統(tǒng)部分的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖2是圖1中裂解釜的局剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖l和圖2所揭示的是一種 處理廢舊塑料的系統(tǒng)，總體來說，它包括用于對(duì)廢舊塑料進(jìn)行加熱裂解的 加熱裂解部1、用于在加熱裂解過程中產(chǎn)生的油氣進(jìn)行進(jìn)一步催化裂解的 催化裂解部2和用于回收燃油和燃?xì)獾睦鋮s回收部3，所述催化裂解部2 將所述加熱裂解部1和冷卻回收部3串連成一個(gè)整體；加熱裂解部1設(shè)置 在操作臺(tái)12上，以便工人進(jìn)行各項(xiàng)操作。所述加熱裂解部1為一包含有 一錐底的用碳鋼板做成的裂解釜11，在所迷裂解釜11的錐底113保溫層 外側(cè)設(shè)有IGBT超音頻加熱器114和用于排渣的出渣口 112。工作時(shí)，經(jīng)粉碎、干燥后的廢舊塑料從進(jìn)料口 115進(jìn)入裂解釜11內(nèi)，在所述裂解釜 ll底部溫度為450°C±50°C，上部溫度為350。C土30。C進(jìn)行力口熱裂解，加 熱裂解過程中產(chǎn)生的油氣經(jīng)催化裂解后，被冷卻回收。當(dāng)釜底內(nèi)部溫度上 升到380°C 土20。C，上部溫度上升到200°C 土WC時(shí)，在反復(fù)進(jìn)料的同時(shí)， 采用間歇性攪拌。從出渣口 112可定時(shí)回收殘留的約10-20%的爐渣。經(jīng) 過分析測(cè)試，這種爐渣中不含有毒物質(zhì)，而且經(jīng)有關(guān)煤炭質(zhì)監(jiān)所測(cè)定其熱 值達(dá)5000千卡/公斤，相當(dāng)于褐煤。燃燒時(shí)無煙、無硫、無嗅味，是很好 的能源。也可深加工成工業(yè)炭黑。所述保溫層為氧化鋯纖維棉。所述裂解 蚤11包括攪拌裝置111，所述攪拌裝置111的攪拌軸1115中部設(shè)有T形 攪拌葉1112,在下部設(shè)有錨式攪拌葉1113和在底部設(shè)有彈性攪拌葉1114， 該彈性攪拌葉1114的結(jié)構(gòu)類似于自行車鏈條一樣的結(jié)構(gòu)，是一節(jié)一切鋼 片活動(dòng)扣接而成，將這種彈性攪拌葉1114可以有效地防止裂解釜11的內(nèi)
底面結(jié)焦炭。
所述催化裂解部2包括催化塔21和第二催化部23,所述催化塔21 和第二催化部23通過連接管道連接，所述催化i荅21和第二催化部23中 的催化劑為Y型分子篩。所述第二催化部23位于第一冷卻器31的上部， 第二冷卻器32位于第一冷卻器31下部，并與第一冷卻器31串聯(lián)，通過 第二次冷卻后的油氣進(jìn)入儲(chǔ)油罐33，被冷卻成液體狀的油氣被儲(chǔ)存在儲(chǔ) 油罐33內(nèi)，未被冷卻成液體的油氣進(jìn)一步進(jìn)入氣水分離罐34進(jìn)行氣水分 離后，被輸送到儲(chǔ)氣罐(未畫出)。
請(qǐng)參見圖3和圖4，圖3和圖4揭示地是本發(fā)明的中的IGBT超音頻 加熱器114的加熱部分的結(jié)構(gòu)示意圖，其控制部分在圖中未畫出來，IGBT 超音頻加熱器114的加熱部分包括兩個(gè)部分， 一個(gè)部分呈錐形1141,用 于裂解釜ll的錐形部分相套，另一個(gè)部分呈圓形1142，它可與裂解釜ll 的圓底部分緊貼，兩個(gè)部分串聯(lián)，由控制部分統(tǒng)控制。請(qǐng)參見圖5，圖5是本發(fā)明的還原方法流程方框結(jié)構(gòu)示意圖。將廢舊 塑料破碎后，通過輸送帶經(jīng)人工將雜質(zhì)取出，然后進(jìn)行干燥，送入裂解釜 進(jìn)行加溫裂解。裂解釜的溫度"^殳定為釜的底部450°C ±50°C,上部35(TC 土3(TC，當(dāng)?shù)撞可?80°C 土20。C,上部升到200。C ± 20。C ，就開始反復(fù) 進(jìn)料同時(shí)間歇性攪拌，在這時(shí)油氣開始產(chǎn)生，經(jīng)催化塔、管道進(jìn)入冷卻器， 冷卻器上部有再次催化和過濾。有效除去油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、不飽和烴、 堿性氮，有機(jī)酸及雜質(zhì)等，經(jīng)處理后，能除去產(chǎn)品內(nèi)的異味和深色。經(jīng)冷 卻，冷卻為串聯(lián)的兩段冷卻，其冷卻介質(zhì)是水，第一段冷卻的出水口水溫 為75。C ±5°C;第二段冷卻的出水口水溫低于45°C。被冷凝成液體的油氣 進(jìn)入油桶(密封)，油桶有一出氣口，未被液化的油氣經(jīng)管道進(jìn)入氣桶。 氣桶上部有一排氣口 ，將氣通過管道到儲(chǔ)氣罐，裂解釜經(jīng)多次反復(fù)進(jìn)料后， 停止進(jìn)料。繼續(xù)加熱直到油氣完全出完。工作時(shí)間根據(jù)進(jìn)料數(shù)量決定。爐 底溫度450°C ± 10°C、爐內(nèi)500。C 土10。C，上部350。C士10。C停留60±5 分鐘，開始開啟高溫排渣閥經(jīng)管道排渣送到指定地點(diǎn)，就可以收集炭渣， 經(jīng)加工后成了炭灰。在整個(gè)廢舊塑料處理過程中，廢舊塑料是加熱后先液 化(溶解)，然后再被氣化(產(chǎn)生油氣)，油氣經(jīng)催化裂解和冷卻后，被回 收。
本發(fā)明未說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1、一種處理廢舊塑料的還原方法，其特征在于包括如下步驟(1)、廢舊塑料預(yù)處理就是將廢舊塑料破碎后，經(jīng)人工將雜質(zhì)取出，然后進(jìn)行干燥后備用；(2)、加熱裂解廢舊塑料在裂解釜內(nèi)，經(jīng)設(shè)置于裂解釜下部的IGBT超音頻加熱器加熱裂解；(3)、催化裂解在加熱裂解過程中產(chǎn)生的油氣經(jīng)過裝有Y型分子篩的催化裝置被進(jìn)一步催化裂解；(4)、冷卻被催化裂解后的部分油氣在冷卻裝置內(nèi)被冷卻介質(zhì)冷凝成液體；(5)、燃料油和可燃性氣體及固態(tài)物回收被冷凝成液體的燃料油進(jìn)入儲(chǔ)油罐被回收，未被液化的油氣經(jīng)過儲(chǔ)油罐進(jìn)入儲(chǔ)氣罐被回收；在裂解釜內(nèi)產(chǎn)生的固態(tài)物，被排出裂解釜后回收。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理廢舊塑料的還原方法，其特征 在于上述第(2)步加熱裂解過程中，所述裂解釜的溫 度設(shè)定為釜的底部溫度為450°C±50°C，上部溫度為350 。C土3(TC，當(dāng)?shù)撞繙囟壬仙?80°C 土20。C,上部溫度上 升到200°C 土20。C時(shí)，在反復(fù)進(jìn)料的同時(shí)，采用間歇性攪 拌。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理廢舊塑料的還原方法，其 特征在于上述第(3)步催化裂解分為兩次催化裂解， 第一次催化裂解是通過設(shè)在裂解釜上部的催化塔內(nèi)的Y 型分子篩的催化裂解的；第二次催化裂解是通過設(shè)置在冷 凝器上部的第二催化裂解部?jī)?nèi)部的Y型分子篩的進(jìn)一步 催化裂解的；所述催化塔與的第二催化裂解部是通過管道 連接的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理廢舊塑料的還原方法，其特征在于上述第(4)步中的為串聯(lián)的兩段冷卻，其冷卻介 質(zhì)是水，第一段冷卻的出水口水溫為75。C ±5°C;第二段 冷卻的出水口水溫低于45'C。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理廢舊塑料的還原方法，其特征 在于在裂解釜的釜底溫度450。C ± 10°C、釜內(nèi)溫度500 。C ± 10°C ，釜上部溫度350°C ± l(TC時(shí)，停留60 ± 5分鐘， 開啟高溫排渣閥經(jīng)管道排渣送到指定地點(diǎn)，收集炭渣，炭 渣經(jīng)進(jìn)一步加工后成為炭灰。
6、 一種處理廢舊塑料的系統(tǒng)，其特征在于包括用于對(duì)廢舊 塑料進(jìn)行加熱裂解的加熱裂解部(1 )、用于在加熱裂解過 程中產(chǎn)生的油氣進(jìn)行進(jìn)一步催化裂解的催化裂解部(2) 和用于回收燃油和燃?xì)獾睦鋮s回收部(3)，所述催化裂解 部(2)將所述加熱裂解部(1)和冷卻回收部(3)串連 成一個(gè)整體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理廢舊塑料的系統(tǒng)，其特征在 于所述加熱裂解部(1 )為一錐底的裂解釜(11 )，在所 述裂解釜(11 )的錐底(113)保溫層外側(cè)設(shè)有IGBT超音 頻加熱器(114)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理廢舊塑料的系統(tǒng)，其特征在 于所述保溫層為氧化鋯纖維棉。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6 、 7或8所述的處理廢舊塑料的系統(tǒng)，其 特征在于所述催化裂解部(2)包括催化塔(21)和第 二催化部(23)，所述催化塔(21)和第二催化部(23) 通過連接管道連接，所述催化塔(21 )和第二催化部(23) 中的催化劑為Y型分子篩。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理廢舊塑料的系統(tǒng)，其特征在 于所述裂解釜(11 )包括攪拌裝置(111 )，所述攪拌裝 置(111 )的攪拌軸(1115 )中部設(shè)有T形攪拌葉(1112 )， 和在底部設(shè)有彈性攪拌葉(1114)。
全文摘要
一種處理廢舊塑料的還原方法及其系統(tǒng)，該方法及系統(tǒng)以IGBT加熱模塊為核心，與現(xiàn)有電子管高頻設(shè)備和可控硅感應(yīng)加熱設(shè)備相比，可節(jié)能40％以上。本發(fā)明采用了新的催化裂解方法，即改變傳統(tǒng)的將催化劑沸石直接放在廢舊塑料里面催化的模式，為在廢舊塑料被氣化成油氣后再通過裝有Y型分子篩的裂解，其裂解效果更加明顯，所生產(chǎn)出來的液體燃料汽油和柴油質(zhì)量更好，生產(chǎn)出來的汽油和柴油達(dá)到或超過70#汽油SHO_42-920號(hào)柴油GB_252-94國家標(biāo)準(zhǔn)。利用這種汽油可以調(diào)制成90-93號(hào)無鉛汽油。
文檔編號(hào)C08J11/00GK101302432SQ20081006776
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者陳彩虹 申請(qǐng)人:吳振奇