摘要:塑料包装废弃物可以通过热分解回收利用。本文对热分解原理、工艺、设备和技术参数进行了研究,并对热分解制造燃油技术进行了初步探索。

关键词:  塑料包装废弃物热分解

塑料包装废弃物的热分解回收利用不仅可以充分利用资源,而且可以保护环境,保护人类健康。塑料包装废弃物热分解回收利用技术可分为四方面:其一是以产生热、蒸汽、电力为目的的燃烧技术;其二是制造中低热值燃料气、燃料油和炭黑的热解技术;其三以制造中低热值燃料气或NH3、CH3OH等化学物质的气化热解技术;其四是制造重油、煤油、汽油的气化化热解技术。

1、塑料包装废弃物热分解的基本原理

热分解是将塑料包装废物在缺氧的条件下利用热能使化合物的化合键断裂,由大分子量的有机物转化成小分子量的燃料气、液状物(油、油脂等)及焦炭等。热分解与焚烧不同,焚烧是在氧充分供给的条件下加热有机物,使有机物完全氧化,生成稳定的CO2和H2O。

2、塑料包装废弃物热分解工艺与设备

塑料包装废弃物热解的方式有多种。根据加热方式分,有外热式和内热式两大类:根据操作温度分,有高温热解和低漫步热解;按生成物分,有产气技术和产油技术;按热解炉的种类分,有回转炉、竖井炉、移动床和流化床等。

2.1外热式热分解

外热式热分解型式主要有外热式回转炉等。外热式回转炉热解主体设备是回转炉。回转炉外有加热炉,加热炉和回转炉完全隔开,回转炉稍向下倾斜,加热炉内设有燃料喷嘴,由喷嘴喷出的燃料燃烧,对回转炉间接加热,废物由螺旋加料器加入回转炉,回转炉两端有机械密封,防止外界空气进入炉内。废物在回转炉内热解,热解气与有机物呈逆流流动,分解残渣在转炉下端由螺旋出料机排出。外热式回转炉因没有空气流入,是在还原气氛中进行热分解,所以碳黑等产品没有被氧化,品质较好,分解的燃气没有CO2及氮产生,因此燃气具有高的热值。采用加热炉间接加热所以能做到均匀加热,并且温度沿转炉轴向合理分布,能使原料在最适合的温度条件下进行热解。投入的原料也不需要粒化,粗破碎片也能分解。此法缺点是在转炉内易附着炭层,但在回转炉内设置刮刀装置,往往也能解决。

2.2内热式热分解

内热式热分解炉主要有单塔流化炉等。内热式单塔流化炉是反应效率较好的流化床反应装置,热分解所需的热量利用废弃物的部分燃烧来提供。废弃物由螺旋给料机连续加入,在炉内和高温的砂混合,急速地被加热。干燥热分解在短时间发生,有机物分解成燃料气、焦油及炭。这些生成物部分地燃烧,加热未分解的原料和砂,其它部分由炉的上部出来,进入旋风除尘器;砂和炭粒被分离;燃料气送处理工段,物料在炉内的流化和部分燃烧用的空气由热解炉下部的空气喷嘴来提供,热解炉下部设有分散板和散气管,使炉下部堆积的不燃物和砂能很容易地排出。单塔流化炉也有下部设有空气分布板的,不燃物将由特殊的排出方式排出。

利用此方式,按热解主要回收的产品又以可分为油回收和气体回收方式。油回收是在450-550℃范围内进行反应,燃气回收的反应温度是650-750℃。

单塔部分燃烧热解装置与其它热解装置相比,结构简单,被认为特别适用于小规模设备。此外,由于反应温度低,与焚烧炉相比,对耐火材料的损伤少,金属以还原状态被固定在分解残渣中,在埋填场溶出少。油回收方式,能回收可以贮存和输送的油,分解温度低(450-550℃),不产生NOx,与焚烧相比,燃烧排气量少,但若废弃物原料的水分高,则油化率低,作为热解前处理,必须干燥,排水处理容易,燃烧排气量少,但因分解生成物是燃气,大量贮存困难,而且燃气热值低,不利于利用和热平衡。