本發(fā)明涉及玻璃鋼處理領(lǐng)域，特別是涉及一種玻璃鋼分解回收系統(tǒng)及其分解回收方法。

背景技術(shù)：

炭黑增強(qiáng)塑料是以包括屬于熱固性樹脂的環(huán)氧樹脂(epr)、不飽和聚酯(upr)、酚醛樹脂(pfr)、聚酰胺(polyamide)、雙馬來酰亞胺(bmi)以及屬于熱塑性塑料的聚乙烯(pe)、聚苯乙烯(ps)、聚苯硫醚(pps)、聚醚醚酮(peek)等合成樹脂為基體，以炭黑為骨架的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，俗稱玻璃鋼。因其具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、電絕緣、耐瞬間高溫、傳熱慢、隔音、防水、易著色、能透光電磁波等金屬材料和其他無機(jī)材料無法比擬的優(yōu)勢，因而作為一種工程材料不僅在國防和尖端技術(shù)領(lǐng)域中得到普遍應(yīng)用，而且在工業(yè)及民用方面的應(yīng)用也日趨廣泛。

目前對(duì)廢棄玻璃鋼制品基本上未做任何處理，就直接掩埋或者在自然環(huán)境中燃燒。填埋會(huì)侵占耕地，破壞土壤的透氣性能，降低土壤的蓄水能力，破壞土壤微生態(tài)平衡，此外玻璃鋼添加劑中的重金屬離子及有害物質(zhì)會(huì)在土壤中通過擴(kuò)散、滲透等作用進(jìn)入到地下水層，造成水資源的嚴(yán)重污染。而焚燒極易形成具有致癌、致畸、致突變效應(yīng)和生殖毒性的物質(zhì)，如多溴代二苯并二惡英和多溴代二苯并呋喃。

近年來，歐美各國對(duì)玻璃鋼廢棄物的處理十分重視，研究得也較早。如：熱解回收法、粉碎回收法、能量回收法、水解或醇解回收法、生物回收法等，其中較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的是熱量回收利用的方法、物理粉碎回收法及熱解回收法。

綜合國內(nèi)外的研究工作，現(xiàn)階段玻璃鋼廢棄物的回收利用方法可主要分為以下三類：

1、物理回收。以熱固性樹脂為基體制備的玻璃鋼廢棄物，通常難以再次加工成型，但可以利用機(jī)械粉碎的方法將其碾磨至一定粒徑的粉料，用其作為制備新材料的原料，或者用來填充熱塑性或熱固性塑料來制備復(fù)合材料。由于該過程只需要機(jī)械作用，僅發(fā)生物理變化，即通常所說的物理回收。物理回收雖然具有工藝簡單、環(huán)保、成本低等優(yōu)點(diǎn)，然而制品的性能較差，只適合對(duì)材料性能要求不高的復(fù)合材料。如片狀模塑料(smc)碾磨以后的潛在用途取決于顆粒的尺寸：較大尺寸的smc顆粒，適合于作建筑材料如粗紙板、輕質(zhì)水泥板、農(nóng)用蓋板或隔熱板；回收smc除了用于塊狀模塑料(bmc)和熱塑性塑料外，較小尺寸的smc顆粒(粒子尺寸小于lcm)可以作為增強(qiáng)材料或填料用于屋面瀝青、混凝土骨料和鋪路材料：更細(xì)的smc顆粒(在200目范圍或更小)可作為smc、bmc和熱塑性塑料的填料，或其它含有碳酸鈣的產(chǎn)品。

2、化學(xué)回收法?；瘜W(xué)回收利用法是指玻璃鋼廢棄物經(jīng)過初步粉碎后，通過化學(xué)方法使其分解成小分子碳?xì)浠衔锏臍怏w、液體或焦碳，填料和纖維從基體中分離，主要有熱解、醇解、胺解和水解等方法。相對(duì)于熱解法，溶液法(醇解、胺解、水解等)不需要太高的溫度，也不會(huì)產(chǎn)生二惡英，所需設(shè)備也相對(duì)簡單。但目前采用化學(xué)溶液法回收樹脂的研究還處于探索階段，仍有許多關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決，如溶劑使用量大和廢液處理問題，而對(duì)于分解得到的有機(jī)小分子物質(zhì)如何高效地提純利用等問題值得進(jìn)一步研究，可以作為今后的研究方向。熱解法是借鑒塑料、橡膠高溫分解回收法，將玻璃鋼廢棄物在無氧情況下，加熱分解成為保存能量成份的熱解氣和熱解油，以及以caco3、玻纖為主的固體副產(chǎn)物，其熱解產(chǎn)物隨熱解溫度的不同而不同。

3、生物降解法。生物降解法就是利用環(huán)境中的微生物分解玻璃鋼廢棄物中的基體樹脂，使其降解。目前，開發(fā)的技術(shù)路線主要有微生物發(fā)酵合成法、利用天然高分子合成法的化學(xué)合成法等。生物法降解玻璃鋼廢棄物雖然具有明顯的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)前景，然而真正能工業(yè)化降解使用的菌種還未發(fā)現(xiàn)，理論上講還需要培養(yǎng)馴化新型的微生物，進(jìn)一步進(jìn)行遺傳修飾，使其能夠在極端條件下降解廢棄樹脂的方法。

現(xiàn)階段在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)玻璃鋼的處理方法主要有以下幾種：

現(xiàn)有技術(shù)方案一：將玻璃鋼廢棄物作為水泥原料，該方法是把玻璃鋼廢棄物先粉碎為粒徑10mm大小的粉末吹入水泥窯爐內(nèi)作為燃料燃燒，殘?jiān)鳛樗嘣鲜褂?。這種方法的特點(diǎn)是能把玻璃鋼廢棄物全部處理完畢；玻璃鋼廢棄物一部分轉(zhuǎn)化成能源，可以減小部分燃料用量，也就減少了二氧化碳的排放；因窯內(nèi)溫度高,產(chǎn)生的有害氣體極少，沒有有害氣體污染空氣的問題。該方法雖然沒有發(fā)揮玻璃鋼廢棄物資源最大化的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但從環(huán)境保護(hù)角度考慮，不失為一種經(jīng)濟(jì)有效的辦法。缺點(diǎn)就是有潛在的二次空氣污染的風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)方案二：將玻璃鋼廢棄物粉碎成粒度不同的粉末,作為填料使用。粉碎至72mm×25mm作為輕型水泥板填料使用，粉碎至3.2mm×9.5mm作為bmc、混凝土及裝飾板等填料使用，粉碎至＜60μm作為smc、bmc及普通玻璃鋼制品。利用這種方法生產(chǎn)成本最低，處方法簡單，但在制造微粉時(shí)，粉碎成本相對(duì)較高，作為微粉添加到bmc、smc或者玻璃鋼產(chǎn)品中，往往隨著添加量的增加，降低新制品的強(qiáng)度。

現(xiàn)有技術(shù)方案三：利用溶劑法回收廢舊玻璃鋼中的樹脂，選用乙二醇作為回收溶劑，naoh作為催化劑，在適當(dāng)溫度和反應(yīng)條件下，回收廢舊環(huán)氧樹脂玻璃鋼中的環(huán)氧樹脂，樹脂的回收率為93.1％。用na2co3作為催化劑在優(yōu)化條件下，廢舊玻璃鋼中樹脂的回收率為55.5％，較naoh催化劑條件下低。優(yōu)點(diǎn)是一般合成樹脂設(shè)備都可進(jìn)行廢棄玻璃鋼分解，不需要增加設(shè)備投資。再就是分解物不需要精制，直接可作為合成原料，再合成不飽和聚酸樹脂。但該方法使用面比較窄，對(duì)物料要求要求嚴(yán)格，消耗溶劑量大，廢液回收問題沒有得到解決。

現(xiàn)有技術(shù)方案四：熱解法是將玻璃鋼廢棄物在無氧環(huán)境中，加熱分解成為保存能量成份的熱解氣和熱解油，以及以caco3和玻纖為主的固體副產(chǎn)物。由于其是借鑒塑料薄膜處理裝置，反應(yīng)器為普通反應(yīng)釜，每次處理結(jié)束后，需要打開釜蓋進(jìn)料，這樣一來造成有害氣體的排放，而且裝置要配套煤加熱設(shè)備，煤的燃燒又增加污染及碳排放?，F(xiàn)在的玻璃鋼回收設(shè)備中，還有一套真空熱解裝置，由于是平板窯反應(yīng)裝置，熱解過程中不能攪拌混合，受熱不均勻，結(jié)焦現(xiàn)象嚴(yán)重，處理效果差，熱解效率低。利用真空泵抽真空排煙道氣，對(duì)設(shè)備要求較高，且管道結(jié)焦風(fēng)險(xiǎn)增加。

以上幾種方法對(duì)于處理玻璃鋼廢棄物、減輕環(huán)保壓力發(fā)揮了不同程度的作用，但又都存在各自的缺點(diǎn)和不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種分解充分、回收利用率高、成本低的玻璃鋼分解回收系統(tǒng)及其分解回收方法。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)，其中，包括粉碎裝置、噴淋冷卻裝置、催化反應(yīng)器和高溫?zé)峤鉅t系統(tǒng)，粉碎裝置的物料輸出口與高溫?zé)峤庀到y(tǒng)的入料口連接，高溫?zé)峤庀到y(tǒng)的氣體排出口與催化反應(yīng)器的入口連接，催化反應(yīng)器的出口與噴淋冷卻裝置的入氣口連接，噴淋冷卻裝置的冷卻液排出口與回收罐連接，噴淋冷卻裝置的排氣口與高溫?zé)峤庀到y(tǒng)的回氣口連接，高溫?zé)峤庀到y(tǒng)的排氣口通過輸氣管道與儲(chǔ)氣罐連接。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)，其中所述高溫?zé)峤庀到y(tǒng)又包括多個(gè)高溫?zé)峤鉅t，各高溫?zé)峤鉅t的入料口并聯(lián)連接，各高溫?zé)峤鉅t的氣體排出口并聯(lián)連接，各高溫?zé)峤鉅t的回氣口與排氣口之間串聯(lián)連接。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)，其中所述催化反應(yīng)器與噴淋冷卻裝置之間設(shè)置有射流泵，噴淋冷卻裝置外接急冷裝置。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)，其中所述冷卻液排出口開設(shè)在噴淋冷卻裝置底端，排氣口開設(shè)在噴淋冷卻裝置頂端。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)，其中所述噴淋冷卻裝置的排氣口與高溫?zé)峤庀到y(tǒng)的回氣口之間設(shè)置有冷卻器。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)，其中所述粉碎裝置的物料輸出口與高溫?zé)峤庀到y(tǒng)的入料口之間設(shè)置有螺旋輸送裝置。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)，其中所述高溫?zé)峤鉅t由金屬材料制成，高溫?zé)峤鉅t的外壁敷設(shè)有保溫層，高溫?zé)峤鉅t內(nèi)部設(shè)置有刮壁裝置、電加熱裝置、氣體循環(huán)裝置和真空射流器。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收方法，其中，包括以下步驟，

步驟s1：將玻璃鋼廢料粉碎成顆粒狀，將粉碎后的玻璃鋼與改質(zhì)劑和催化劑充分混合，改質(zhì)劑采用生物質(zhì)；催化劑采用堿性化學(xué)制劑，改質(zhì)劑占總含量的2～60％，催化劑占總含量的0.2～4％；

步驟s2：將混合好的物料輸送到高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中，干燥預(yù)熱至110℃～230℃；

步驟s3：開啟高溫?zé)峤庀到y(tǒng)，將溫度升高至230℃～800℃，保持2～120min，生成的炭黑回收再利用，生成的油氣輸送到催化反應(yīng)器中；

步驟s4：在催化反應(yīng)器中放置有固體酸性催化劑，油氣中摻雜的玻璃鋼粉末在催化反應(yīng)器中進(jìn)一步熱解；

步驟s5：經(jīng)過催化反應(yīng)器的油氣輸送到噴淋冷卻裝置中冷卻，在噴淋冷卻裝置中油氣被分成熱解油和不凝氣體；

步驟s6：對(duì)熱解油進(jìn)行回收儲(chǔ)存，將不凝氣體送回到高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中進(jìn)行干燥回收。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收方法，其中所述步驟s1中的改質(zhì)劑包括玉米秸稈、麥秸稈、棉花秸稈、核桃殼、木屑、碎木塊和/或廢紙；催化劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、氧化鈣和/或者碳酸氫鈉。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收方法，其中所述步驟s4中固體酸性催化劑包括固體硫酸、磷酸、鹽酸、固體鹽酸及sio2-al2o3和/或b2o3-al2o3。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)及其分解回收方法與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于：本發(fā)明設(shè)備簡單，采購成本底，首先對(duì)物料粉碎預(yù)處理并進(jìn)行改質(zhì)，然后進(jìn)行熱解共炭化，熱解油氣冷卻回收，炭黑收集再利用，分解后的不凝氣體還能夠返回原熱解系統(tǒng)用于對(duì)物料的干燥并可回收。玻璃鋼固體廢物經(jīng)過熱解，獲得的熱解油可以直接作為燃料油使用，也可將熱解油精制后作為化工原料使用，炭黑收集后可做為型碳材料或輕型建筑材料使用，從而達(dá)到零排放，實(shí)現(xiàn)資源效益最大化之目的。高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中各高溫?zé)峤鉅t的入料口并聯(lián)連接，各高溫?zé)峤鉅t的氣體排出口并聯(lián)連接，在對(duì)物料進(jìn)行熱解過程中可同時(shí)運(yùn)行，對(duì)物料的處理量大，工作效率高。高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中各高溫?zé)峤鉅t的回氣口與排氣口之間串聯(lián)連接，能夠?qū)Σ荒龤怏w進(jìn)行充分的干燥。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)及其分解回收方法作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括粉碎裝置1、噴淋冷卻裝置4、冷卻器8、催化反應(yīng)器9和高溫?zé)峤鉅t系統(tǒng)，高溫?zé)峤庀到y(tǒng)又包括多個(gè)高溫?zé)峤鉅t2，高溫?zé)峤鉅t2由金屬材料制成，高溫?zé)峤鉅t2的外壁敷設(shè)有保溫層，高溫?zé)峤鉅t2內(nèi)部設(shè)置有刮壁裝置、電加熱裝置、氣體循環(huán)裝置和真空射流器。粉碎裝置1的物料輸出口通過螺旋輸送裝置與高溫?zé)峤庀到y(tǒng)的入料口連接，高溫?zé)峤庀到y(tǒng)的氣體排出口通過輸氣管道與催化反應(yīng)器9的入口連接，高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中各高溫?zé)峤鉅t2的入料口并聯(lián)連接，高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中各高溫?zé)峤鉅t2的氣體排出口并聯(lián)連接。催化反應(yīng)器9的出口通過輸氣管道與噴淋冷卻裝置4的入氣口連接，在催化反應(yīng)器9與噴淋冷卻裝置4之間的輸氣管道上安裝有射流泵3，噴淋冷卻裝置4底端開設(shè)有冷卻液排出口，冷卻液排出口通過輸液管道與回收罐6連接。噴淋冷卻裝置4頂端開設(shè)有排氣口，排氣口通過輸氣管道與高溫?zé)峤庀到y(tǒng)的回氣口連接，在噴淋冷卻裝置4與高溫?zé)峤庀到y(tǒng)之間的輸氣管道上安裝有冷卻器8，高溫?zé)峤庀到y(tǒng)的排氣口通過輸氣管道與儲(chǔ)氣罐7連接，高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中各高溫?zé)峤鉅t2的回氣口與排氣口之間串聯(lián)連接，噴淋冷卻裝置4外接急冷裝置5，能夠提高噴淋冷卻裝置4的冷卻效果。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收方法，具體包括以下步驟：

步驟s1：通過粉碎裝置1將玻璃鋼廢料粉碎成顆粒狀(顆粒大小以可進(jìn)入下一裝置為準(zhǔn))，將改質(zhì)劑和催化劑加入粉碎裝置1中，與粉碎后的玻璃鋼顆粒充分混合，改質(zhì)劑采用生物質(zhì)，包括玉米秸稈、麥秸稈、棉花秸稈、核桃殼、木屑、碎木塊和/或廢紙；催化劑采用堿性化學(xué)制劑，包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、氧化鈣和/或碳酸氫鈉。改質(zhì)劑占總含量的2～60％，催化劑占總含量的0.2～4％；

步驟s2：通過螺旋輸送裝置將混合好的物料輸送到高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中，關(guān)閉高溫?zé)峤庀到y(tǒng)的入料口，通入高溫氣體將高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中的物料干燥預(yù)熱至110℃～230℃；

步驟s3：開啟高溫?zé)峤庀到y(tǒng)，將溫度升高至230℃～800℃，保持2～120min，玻璃鋼顆粒在高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中熱解共炭化，生成的炭黑回收再利用，生成的油氣輸送到下一設(shè)備中；

步驟s4：將熱解后的油氣輸送到催化反應(yīng)器9中，催化反應(yīng)器9放置有固體酸性催化劑，包括固體硫酸、磷酸、鹽酸、固體鹽酸及sio2-al2o3和/或b2o3-al2o3，油氣中摻雜的玻璃鋼粉末在催化反應(yīng)器9中進(jìn)一步熱解，去除油氣中的雜質(zhì)；

步驟s5：在射流泵3的作用下，經(jīng)過催化反應(yīng)器9的油氣被泵入噴淋冷卻裝置4中，在噴淋冷卻過程中可采用急冷裝置5輔助噴淋冷卻裝置4進(jìn)行降溫，在噴淋冷卻裝置4中油氣被分成熱解油和不凝氣體；

步驟s6：噴淋冷卻裝置4中的熱解油被輸送到回收罐6中進(jìn)行儲(chǔ)存，噴淋冷卻裝置4中的不凝氣體經(jīng)過冷卻器8的進(jìn)一步冷卻后，被送回到高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中進(jìn)行干燥，干燥后的不凝氣體輸送到儲(chǔ)氣罐7中進(jìn)行回收。

本發(fā)明玻璃鋼分解回收系統(tǒng)及其分解回收方法，設(shè)備簡單，采購成本底，首先對(duì)物料粉碎預(yù)處理并進(jìn)行改質(zhì)，然后進(jìn)行熱解共炭化，熱解油氣冷卻回收，炭黑收集再利用，分解后的不凝氣體還能夠返回原熱解系統(tǒng)用于對(duì)物料的干燥并可回收。玻璃鋼固體廢物經(jīng)過熱解，獲得的熱解油可以直接作為燃料油使用，也可將熱解油精制后作為化工原料使用，炭黑收集后可做為型碳材料或輕型建筑材料使用，從而達(dá)到零排放，實(shí)現(xiàn)資源效益最大化之目的。高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中各高溫?zé)峤鉅t2的入料口并聯(lián)連接，各高溫?zé)峤鉅t2的氣體排出口并聯(lián)連接，在對(duì)物料進(jìn)行熱解過程中可同時(shí)運(yùn)行，對(duì)物料的處理量大，工作效率高。高溫?zé)峤庀到y(tǒng)中各高溫?zé)峤鉅t2的回氣口與排氣口之間串聯(lián)連接，能夠?qū)Σ荒龤怏w進(jìn)行充分的干燥。整個(gè)系統(tǒng)對(duì)玻璃鋼廢料分解充分、回收利用率高、成本低，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。