一種基于蒸汽流分散吹脫廢塑料脫氯的方法與系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于蒸汽流分散吹脫的廢塑料脫氯的方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料制品在我們的生活中的應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)也產(chǎn)生了大量的廢舊塑料被拋棄到各種垃圾流中，給環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。例如城市生活垃圾(MSW)中、醫(yī)療廢棄物中和一些工業(yè)廢棄物中都有大量的廢塑料，其中還含有PVC，甚至是無機(jī)氯鹽，使得這些廢棄物在焚燒時(shí)不僅產(chǎn)生HCl污染的問題，而且還存在二噁英生成的隱患。
[0003]一般熱塑性塑料中的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)，是日用品廢棄量中最大的，也是生活垃圾、醫(yī)療垃圾中含量較高的廢塑料種類。這些熱塑性廢塑料在隔絕氧氣加熱到一定溫度后，可以發(fā)生熱熱解，生成油、氣和焦渣，這些產(chǎn)物均可以回收利用，但是如果廢塑料中存在PVC和無機(jī)氯化物，在熱解過程中會(huì)釋放HC1，腐蝕設(shè)備，并降低油、氣和焦渣的品質(zhì)；在供部分氧熱解時(shí)仍還存在二噁英生成的危險(xiǎn)。
[0004]由于垃圾中不僅有大量的聚丙烯(PP)、聚乙烯(PS)和聚苯乙烯(PS)，還混有聚氯乙烯(PVC)和聚偏氯乙烯(PVDC)等含氯塑料，此外垃圾中的塑料袋上面還經(jīng)常粘有食物渣滓，其中含有NaCl。而醫(yī)療垃圾中不僅含有大量的PVC，更由于被消毒水、注射用鹽水所污染，也含有無機(jī)氯。含PVC和無機(jī)氯的廢塑料焚燒，會(huì)產(chǎn)生二噁英及HC1。即使是采用清潔的熱解工藝，PVC和無機(jī)氯的存在會(huì)使產(chǎn)品受到污染，影響后續(xù)的利用，因此現(xiàn)有的廢塑料資源化回收技術(shù)中出現(xiàn)了多種脫氯技術(shù)。例如文獻(xiàn)報(bào)道了在惰性或者真空氣氛下熱解的技術(shù)(Castro A., Soares D., Vilarinho C., Castro F., 2012.Kinetics ofthermal de-chlorinat1n of PVC under pyrolytic condit1ns.Waste Management32，847-851; Miranda R..，Yang J.，Roy C.，Vasile C.，1999.Vacuum pyrolysis ofPVC 1.Kinetic study.Polymer Degradat1n and Stability 64，127-144.)，在氨存在的條件下進(jìn)行水熱脫氯的技術(shù)，它需要高壓的反應(yīng)器(Hashimoto K.，Suga S.，WakayamaY.，F(xiàn)unazukuri T.，2008.Hydrothermal dechlorinat1n of PVC in the presenceof ammonia.Novel Routes of Advanced Materials Processing and Applicat1ns43，2457-2462.);在活性碳上載Pd催化劑存在下的水熱脫氯技術(shù)(Lv B.，Zhao G.，LiD., Liang C.，2009.Dechlorinat1n and oxidat1n for waste poly (vinylidenechloride) by hydrothermal catalytic oxidat1n on Pd/AC catalyst.PolymerDegradat1n and Stability94，1047-1052.)，它也需要高壓的水熱反應(yīng)器；在亞臨界和超臨界條件下的水熱反應(yīng)脫氯(Takeshita Y.，Kato K.，Takahashi K.，Sato Y.，Nishi S.， 2004.Basic study on treatment of waste polyvinyl chloride plasticsby hydrothermal decomposit1n in subcritical and supercritical reg1ns.TheJournal of Supercritical Fluids 31(2)，185-193 ;Endo K., Emori N., 2001.Dechlorinat1n of poly (vinyl chloride) without anomalous units under highpressure and at high temperature in water.Polymer Degradat1n and Stability74，113-117.)，這些水熱反應(yīng)均是針對(duì)PVC而言，需要昂貴的高壓、耐腐蝕水熱反應(yīng)器。也有采用光化學(xué)反應(yīng)脫氯的(Kaczmarek H., Podgorski A., Bajer K., 2005.Photochemical react1ns in poly (vinyl chloride)/poly(vinyl alcohol) blends.Journal of Photochemistry and Photob1logy A, Chemistry 171, 187-195.),但是不能同時(shí)阻止廢塑料的分解，并且光化學(xué)反應(yīng)器要求所有的塑料都被光照射到，被遮蓋的、沒有被光照射到的塑料不能反應(yīng)，因此效率很低。也有報(bào)道采用機(jī)械化學(xué)方法脫氯的(Tongamp ff., Kano J., Zhang Q., Saito F., 2008.Simultaneous treatmentof PVC and oyster-shell wastes by mechanochemical means.Waste Management28(3)，484-448 ；Inoue T., Miyazaki M., Kamitani M., Kano J., Saito F., 2004.Mechanochemical dechlorinat1n of polyvinyl chloride by co-grinding withvar1us metal oxides.Advanced Powder Technology 15, 215-225.);通過機(jī)械研磨使廢塑料中的PVC達(dá)到釋放HCl的溫度。最近，我們也嘗試了一種流化床氮?dú)獯得摲椒?，取得了很好的脫氯效?G.Yuan, D.Chen, L.Yin, Z.Wang L.Zhao and J.Y.Wang, WasteManagement 34 (2014) 1045 - 1050);然而，供應(yīng)熱的隊(duì)系統(tǒng)很復(fù)雜，并且將含有紙張、橡膠、布料的混合廢塑料在流化床中實(shí)現(xiàn)均勻流化也比較困難。因此，現(xiàn)有的這些脫氯技術(shù)都面臨著反應(yīng)器成本高、實(shí)施難度大、或者脫氯效率不高的問題，有些方法如機(jī)械化學(xué)方法和流化床吹脫方法對(duì)無機(jī)氯根本沒有脫去效果。目前還急需開發(fā)經(jīng)濟(jì)、有效、易于實(shí)施的廢塑料脫氯方法和系統(tǒng)。
[0005]基于目前混合廢塑料中難以分離脫去Cl的現(xiàn)狀，本發(fā)明給出了一種基于蒸汽流分散吹脫的廢塑料脫氯方法和對(duì)應(yīng)的實(shí)施系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種基于蒸汽流分散吹脫的廢塑料脫氯的方法與系統(tǒng)。 本發(fā)明提出的一種基于蒸汽流分散吹脫的廢塑料脫氯的方法，利用聚氯乙烯(PVC)塑料在熔化時(shí)，HCl會(huì)釋放，在脫氯反應(yīng)器3中蒸汽流與廢塑料I充分接觸時(shí)可將釋放的HCl分散、吹脫帶出；同時(shí)蒸汽還能將混入廢塑料I中的無機(jī)氯鹽轉(zhuǎn)化為HCl析出；從而將廢塑料I中的Cl高效分離出來。攜帶有HCl和瓦斯氣的蒸汽流進(jìn)入洗滌器5使HCl被洗滌、蒸汽被冷凝；瓦斯氣8被收集送入瓦斯罐6 ;具體步驟如下:
(1):除去廢塑料I中不適物(如石頭，鐵塊)等，并將其減小尺寸后，送入干燥器2;
(2):廢塑料I在干燥器2內(nèi)干燥過程中通過第一加熱介質(zhì)10加熱，產(chǎn)生的水蒸汽經(jīng)過凈化器4除去灰塵后，再送入脫氯反應(yīng)器3，廢塑料I經(jīng)過干燥后直接進(jìn)入脫氯反應(yīng)器3 ;
這一步的有益效果是，由于蒸汽得到有效利用，使余熱沒有浪費(fèi)；而且干燥過程中產(chǎn)生的臭氣，也有后續(xù)的處置和利用的機(jī)會(huì)。
[0007](3):步驟(2)產(chǎn)生的蒸汽和由外部補(bǔ)充的蒸汽9送入脫氯反應(yīng)器3后，與經(jīng)過步驟(2)處理的廢塑料I直接接觸，并經(jīng)過加熱介質(zhì)被過熱，廢塑料I中PVC分解產(chǎn)生的HCl被蒸汽流帶走；同時(shí)發(fā)生輕微熱解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w也被蒸汽帶走；攜帶有HC1、熱解產(chǎn)生的可燃?xì)馍踔粮稍锂a(chǎn)生的臭氣的水蒸汽被送入洗滌器5 ;同時(shí)在脫氯反應(yīng)器3中，廢塑料I