专利名称：一种处理废旧塑料的还原方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种处理废旧塑料的还原方法及其系统。
背景技术：
随着社会的发展，塑料及其产品在国民经济中所占极其重要地位。无 论是在国防工业、交通运输、机械制造、农业医药卫生，还是在人民曰常 生活中都有着及其广泛的用途。预计在本世纪以石油、煤、天然气为原料
的塑料制品，将占世界石化产品的70%。随着这些工业的发展、产量的巨 增，其废弃物对环境的污染也就逐渐成为人类生存环境的一大公害。目前 世界各大、中城市塑料废弃物造成污染十分严重。由于农田中使用地薄膜， 也造成对农田的污染。各国政府都在不同程度地解决这一公害，以促进废 塑料利用和处理等环保事业的快速发展。
中国专利文献CN1746263公开了 一种处理废旧塑料、橡胶的还原方法 及其系统，它主要是通过风送给料、加热裂解、锚形搅拌器搅拌、i^温真 空排渣、燃油和可燃气体回收等工序，对废旧塑料或橡胶进行还原处理。 但是，用这种方法处理废旧塑料所得出的产品其纯度还有待提高；其系统 中由于采用的加热装置是电感应变频加热器，即采用可控硅发生中频而进 行加热，故这种系统在其运行过程中存在能耗较高，噪声较大的问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述问题，向社会提供一种提供处理废旧塑料还 原方法及其系统。该方法和系统通过新的结构组合，新的加热方式、保温 方法、新的催化剂、回收燃油、可燃气体回收:J支术。补充了现有还原废 旧塑料处理过程中的不足，实现了高效、节能、环保。本发明的还原方法是将废旧塑料破碎、干燥、输送、加热裂解、 第一次催化裂解、第二次催化裂解、冷却、回收燃料油汽油、柴油和可 燃性气体及炭灰。
其基本做法是，将废旧塑料破碎后，通过输送带经人工将杂质取出， 然后进行干燥，送入裂解釜进行加温裂解。裂解釜的温度设定为釜的底部 450。C土50。C，上部350。C士30。C，当底部升到380。C士20。C,上部升到 200。C土20。C，就开始反复进料同时间歇性搅拌，在这时油气开始产生， 经催化塔、管道进入冷却器，冷却器上部有再次催化和过滤。有效除去油 中胶质、沥青质、不饱和烃、碱性氮，有机酸及杂质等，经处理后，能除 去产品内的异味和深色。经冷却，冷却为串联的两段冷却，其冷却介质是 水，第一段冷却的出水口水温为75。C ±5°C;第二段冷却的出水口水温低 于45。C。被冷凝成液体的油气进入油桶密封，油桶有一出气口，未被液 化的油气经管道ii^气桶。气桶上部有一排气口 ，将气通过管道到储气罐， 裂解釜经多次反复进料后，停止进料。继续加热直到油气完全出完。工作 时间根据进料数量决定。炉底温度450。C土1(TC、炉内500°C 土10。C,上 部350°C ± 10。C停留60 ± 5分钟，开始开启高温排渣阀经管道排渣送到指 定地点，就可以收集炭渣，经加工后成了炭灰。在整个废旧塑料处理过程 中，废旧塑料是加热后先液化溶解，然后再被气化产生油气，油气经催化 裂解和冷却后，被回收。
具体地说，本还原方法包括如下步骤
1、 废旧塑料预处理就是将废旧塑料破碎后，经人工将杂质取出， 然后进行干燥后备用；
2、 加热裂解废旧塑料在裂解釜内，经设置于裂解釜下部的IGBT 超音频加热器加热裂解；
3、催化裂解在加热裂解过程中产生的油气经过装有Y型分子筛的催化装置被进一步催化裂解；
4、 冷却被催化裂解后的部分油气在冷却装置内被冷却介质冷凝成 液体；
5、 燃料油和可燃性气体及固态物回收被冷凝成液体的燃料油进入 储油罐被回收，未被液化的油气经过储油罐进入储气罐被回收；在 裂解釜内产生的固态物，^皮排出裂解釜后回收。
上述第2步加热裂解过程中，所述裂解釜的温度设定为釜的底 部温度为450°C 土50。C,上部温度为350。C土30。C，当底部温度上 升到380。C ± 20。C,上部温度上升到200。C ± 20。C时，在反复进料 的同时，采用间歇性搅拌。
上述第3步催化裂解分为两次催化裂解，第一次催化裂解是通 过设在裂解釜上部的催化塔内的Y型分子筛的催化裂解的；第二次 催化裂解是通过设置在冷凝器上部的第二催化裂解部内部的Y型 分子筛的进一步催化裂解的；所述催化塔与的第二催化裂解部是通 过管道连接的。
上述第4步中的为串联的两段冷却，其冷却介质是水，第一段 冷却的出水口水温为75°C 士5。C;第二段冷却的出水口水温低于45 。C。
在裂解釜的蒼底温度450。C 土10。C、釜内温度500。C 士10。C, 釜上部温度350。C士10。C时，停留60土5分钟，开启高温排渣阀经 管道排渣送到指定地点，收集炭渣，炭渣经进一步加工后成为炭灰。 实现上述方法的系统是 一种处理废旧塑料的系统，包括用于对废旧 塑料进行加热裂解的加热裂解部、用于在加热裂解过程中产生的油气进行 进一步催化裂解的催化裂解部和用于回收燃油和燃气的冷却回收部，所述 催化裂解部将所述加热裂解部和冷却回收部串连成一个整体。所述加热裂解部为一锥底的裂解釜，在所述裂解釜的锥底保温层外侧
设有IGBT超音频加热器。
所述保温层为氧化锆纤维棉。
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 通过连接管道连接，所述催化塔和第二催化部中的催化剂为Y型分子筛。
所述裂解釜包括搅拌装置，所述搅拌装置的搅拌轴中部设有T形搅拌 叶，在下部设有锚式搅拌叶和在底部设有弹性搅拌叶。
本发明采用了新的加热方式，即采用IGBT模块为核心的超音频加 热器，与现有电子管高频设备和可控硅感应加热设备相比，节能可达40% 以上；并且具有燥声底，污染小的优点，可改进了工作环境，操作也很简 单;控制电路采用集成化控制，使得结构简单化，维修方便，抗振性好,抗干 扰性能强，故障率低；具有高可靠性,设备有过压，过流，截流，截压等自动 保护功能；负载短路不损坏任何非保护元件,排除故障后，可以立即重新起 动；由于采用自关断器件，因此启动性能好,可以频繁起停；IGBT模块为 核心的超音频加热器负载适应性好，空载，半载，满载启动，成功率100%; 采用特殊线路设计，输入电压无相序要求，启动时电压，电流从零开始增加, 实现零电位启动；该加热器对非磁性材料加热效果也很理想；方便的外部 控制接口，很容易与自动生产线主积联机，实现无人操作，自动化。本发明 采用了新的催化裂解方法，即改变传统的将催化剂沸石直接放在废旧塑料 里面催化的模式，为在废旧塑料被气化成油气后再通过装有Y型分子筛的 裂解,其裂解效果更加明显，所生产出来的液体燃料汽油和柴油质量更好，
生产出来的汽油和柴油达到或超过70#汽油SH042—920号柴油GB252—94国家
标准。利用这种汽油可以调制成90—93号无铅汽油。
图l是本发明系统部分的一种实施例的结构示意图。图2是图1中裂解釜的局剖结构示意图。 图3是图2中的IGBT超音频加热器的主^L结构示意图。 图4是图2中的IGBT超音频加热器的俯视结构示意图。 图5是本发明的还原方法流程方框结构示意图。
具体实施例方式
图中1、加热裂解部；
11、 裂解釜；
111、 搅拌装置；1111、搅拌电机；
112、 出渣口； 113、锥底；114、 IGBT超音频加热器； 115、进料口；
12、 操作台；
2、 催化裂解部；
21、催化塔；22、连接管道；23、第二催化部；
3、 冷却回收部；
31、第一冷却器；32、第二冷却器；33、储油罐；34、气水分离罐；
35、冷却回收支架。 请参见图l和图2，图l是本发明系统部分的一种实施例的结构示意 图。图2是图1中裂解釜的局剖结构示意图。图l和图2所揭示的是一种 处理废旧塑料的系统，总体来说，它包括用于对废旧塑料进行加热裂解的 加热裂解部1、用于在加热裂解过程中产生的油气进行进一步催化裂解的 催化裂解部2和用于回收燃油和燃气的冷却回收部3，所述催化裂解部2 将所述加热裂解部1和冷却回收部3串连成一个整体；加热裂解部1设置 在操作台12上，以便工人进行各项操作。所述加热裂解部1为一包含有 一锥底的用碳钢板做成的裂解釜11，在所迷裂解釜11的锥底113保温层 外侧设有IGBT超音频加热器114和用于排渣的出渣口 112。工作时，经粉碎、干燥后的废旧塑料从进料口 115进入裂解釜11内，在所述裂解釜 ll底部温度为450°C±50°C，上部温度为350。C土30。C进行力口热裂解，加 热裂解过程中产生的油气经催化裂解后，被冷却回收。当釜底内部温度上 升到380°C 土20。C，上部温度上升到200°C 土WC时，在反复进料的同时， 采用间歇性搅拌。从出渣口 112可定时回收残留的约10-20%的炉渣。经 过分析测试，这种炉渣中不含有毒物质，而且经有关煤炭质监所测定其热 值达5000千卡/公斤，相当于褐煤。燃烧时无烟、无硫、无嗅味，是很好 的能源。也可深加工成工业炭黑。所述保温层为氧化锆纤维棉。所述裂解 蚤11包括搅拌装置111，所述搅拌装置111的搅拌轴1115中部设有T形 搅拌叶1112,在下部设有锚式搅拌叶1113和在底部设有弹性搅拌叶1114， 该弹性搅拌叶1114的结构类似于自行车链条一样的结构，是一节一切钢 片活动扣接而成，将这种弹性搅拌叶1114可以有效地防止裂解釜11的内
底面结焦炭。
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通过连接管道连接，所述催化i荅21和第二催化部23中 的催化剂为Y型分子筛。所述第二催化部23位于第一冷却器31的上部， 第二冷却器32位于第一冷却器31下部，并与第一冷却器31串联，通过 第二次冷却后的油气进入储油罐33，被冷却成液体状的油气被储存在储 油罐33内，未被冷却成液体的油气进一步进入气水分离罐34进行气水分 离后，被输送到储气罐(未画出)。
请参见图3和图4，图3和图4揭示地是本发明的中的IGBT超音频 加热器114的加热部分的结构示意图，其控制部分在图中未画出来，IGBT 超音频加热器114的加热部分包括两个部分， 一个部分呈锥形1141,用 于裂解釜ll的锥形部分相套，另一个部分呈圆形1142，它可与裂解釜ll 的圓底部分紧贴，两个部分串联，由控制部分统控制。请参见图5，图5是本发明的还原方法流程方框结构示意图。将废旧 塑料破碎后，通过输送带经人工将杂质取出，然后进行干燥，送入裂解釜 进行加温裂解。裂解釜的温度"^殳定为釜的底部450°C ±50°C,上部35(TC 土3(TC，当底部升到380°C 土20。C,上部升到200。C ± 20。C ，就开始反复 进料同时间歇性搅拌，在这时油气开始产生，经催化塔、管道进入冷却器， 冷却器上部有再次催化和过滤。有效除去油中胶质、沥青质、不饱和烃、 碱性氮，有机酸及杂质等，经处理后，能除去产品内的异味和深色。经冷 却，冷却为串联的两段冷却，其冷却介质是水，第一段冷却的出水口水温 为75。C ±5°C;第二段冷却的出水口水温低于45°C。被冷凝成液体的油气 进入油桶(密封)，油桶有一出气口，未被液化的油气经管道进入气桶。 气桶上部有一排气口 ，将气通过管道到储气罐，裂解釜经多次反复进料后， 停止进料。继续加热直到油气完全出完。工作时间根据进料数量决定。炉 底温度450°C ± 10°C、炉内500。C 土10。C，上部350。C士10。C停留60±5 分钟，开始开启高温排渣阀经管道排渣送到指定地点，就可以收集炭渣， 经加工后成了炭灰。在整个废旧塑料处理过程中，废旧塑料是加热后先液 化(溶解)，然后再被气化(产生油气)，油气经催化裂解和冷却后，被回 收。
本发明未说明的部分均为现有技术。
权利要求
1、一种处理废旧塑料的还原方法，其特征在于包括如下步骤(1)、废旧塑料预处理就是将废旧塑料破碎后，经人工将杂质取出，然后进行干燥后备用；(2)、加热裂解废旧塑料在裂解釜内，经设置于裂解釜下部的IGBT超音频加热器加热裂解；(3)、催化裂解在加热裂解过程中产生的油气经过装有Y型分子筛的催化装置被进一步催化裂解；(4)、冷却被催化裂解后的部分油气在冷却装置内被冷却介质冷凝成液体；(5)、燃料油和可燃性气体及固态物回收被冷凝成液体的燃料油进入储油罐被回收，未被液化的油气经过储油罐进入储气罐被回收；在裂解釜内产生的固态物，被排出裂解釜后回收。
2、 根据权利要求1所述的处理废旧塑料的还原方法，其特征 在于上述第(2)步加热裂解过程中，所述裂解釜的温 度设定为釜的底部温度为450°C±50°C，上部温度为350 。C土3(TC，当底部温度上升到380°C 土20。C,上部温度上 升到200°C 土20。C时，在反复进料的同时，采用间歇性搅 拌。
3、 根据权利要求1或2所述的处理废旧塑料的还原方法，其 特征在于上述第(3)步催化裂解分为两次催化裂解， 第一次催化裂解是通过设在裂解釜上部的催化塔内的Y 型分子筛的催化裂解的；第二次催化裂解是通过设置在冷 凝器上部的第二催化裂解部内部的Y型分子筛的进一步 催化裂解的；所述催化塔与的第二催化裂解部是通过管道 连接的。
4、 根据权利要求3所述的处理废旧塑料的还原方法，其特征在于上述第(4)步中的为串联的两段冷却，其冷却介 质是水，第一段冷却的出水口水温为75。C ±5°C;第二段 冷却的出水口水温低于45'C。
5、 根据权利要求4所述的处理废旧塑料的还原方法，其特征 在于在裂解釜的釜底温度450。C ± 10°C、釜内温度500 。C ± 10°C ，釜上部温度350°C ± l(TC时，停留60 ± 5分钟， 开启高温排渣阀经管道排渣送到指定地点，收集炭渣，炭 渣经进一步加工后成为炭灰。
6、 一种处理废旧塑料的系统，其特征在于包括用于对废旧 塑料进行加热裂解的加热裂解部(1 )、用于在加热裂解过 程中产生的油气进行进一步催化裂解的催化裂解部(2) 和用于回收燃油和燃气的冷却回收部(3)，所述催化裂解 部(2)将所述加热裂解部(1)和冷却回收部(3)串连 成一个整体。
7、 根据权利要求6所述的处理废旧塑料的系统，其特征在 于所述加热裂解部(1 )为一锥底的裂解釜(11 )，在所 述裂解釜(11 )的锥底(113)保温层外侧设有IGBT超音 频加热器(114)。
8、 根据权利要求7所述的处理废旧塑料的系统，其特征在 于所述保温层为氧化锆纤维棉。
9、 根据权利要求6 、 7或8所述的处理废旧塑料的系统，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) 通过连接管道连接，所述催化塔(21 )和第二催化部(23) 中的催化剂为Y型分子篩。
10、 根据权利要求7所述的处理废旧塑料的系统，其特征在 于所述裂解釜(11 )包括搅拌装置(111 )，所述搅拌装 置(111 )的搅拌轴(1115 )中部设有T形搅拌叶(1112 )， 和在底部设有弹性搅拌叶(1114)。
全文摘要
一种处理废旧塑料的还原方法及其系统，该方法及系统以IGBT加热模块为核心，与现有电子管高频设备和可控硅感应加热设备相比，可节能40％以上。本发明采用了新的催化裂解方法，即改变传统的将催化剂沸石直接放在废旧塑料里面催化的模式，为在废旧塑料被气化成油气后再通过装有Y型分子筛的裂解，其裂解效果更加明显，所生产出来的液体燃料汽油和柴油质量更好，生产出来的汽油和柴油达到或超过70#汽油SHO<sub>42-92</sub>0号柴油GB<sub>252-94</sub>国家标准。利用这种汽油可以调制成90-93号无铅汽油。
文档编号C08J11/00GK101302432SQ20081006776
公开日2008年11月12日 申请日期2008年6月17日 优先权日2008年6月17日
发明者陈彩虹 申请人:吴振奇