一种废旧纺织物的气化方法
【专利摘要】本发明公开了一种废旧纺织物的CO2气化方法。该方法主要是以废旧纺织物为气化对象，CO2为气化气体，碳酸铁、碳酸钙、碳酸钾、碳酸钠或其混合物为催化剂，在一定温度下，反应生成合成气CO和H2。本发明的废旧纺织物的裂解温度为300～400℃，气化温度为800～1000℃，反应条件易于获得，通过加入催化剂，可进一步降低其反应温度；可有效降低废旧纺织物以及温室气体的排放量，缓解气候恶化进程。
【专利说明】一种废旧纺织物的气化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废旧纺织物的气化方法，属于固体废弃物能源化利用和二氧化碳减排【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着世界经济的高速发展，对能源的需求也越来越大，导致温室气体(如(?)的大量排放而产生的气候问题受到越来越多的关注，因此(?减排(包括⑶2捕集，运输，地质封存)势在必行。目前就(^捕集技术的研宄已经趋于成熟，多项技术已经成功中试化运行。但由于002排放量大，达到2%17年，并持续增加，因此减排002的压力倒向002的运输与地质封存上。为了缓解这方面的压力，很多学者提出将(?作为原料气利用起来。目前国内外的研宄热点之一为(?气化技术，即利用二氧化碳重整转化制合成气￠0+?2〉。目前用于(?气化的原料主要有煤、生物质以及部分城市固体废弃物等，由于城市固体废弃物所包含的物质非常丰富，其中的废旧纺织物由于排放量大(根据美国环保署的数据统计，人均废旧纺织物达到311^/年以上17),种类多，包含了大量能源化利用价值，且易于分类。若将废旧纺织物焚烧处理，不仅消耗煤炭、电力能源，还会产生大量污染物；如被填埋，不仅占用土地，所产生的有害物质还将污染环境，因此科学处置废旧纺织品对于循环利用资源、促进环境保护、推进低碳生活等都有积极的意义。有关废旧纺织物-(?气化技术的研宄尚未见报道，且大部分研宄都是将废旧纺织物与其他固体废弃物混合起来一起研宄，因此缺乏针对性和系统性，阻碍了科学利用废旧纺织物资源化利用的发展，如韩国31(新技术公社在中国申请了专利《^(^(^(^^^了^了提出利用水蒸气气化含碳材料。因此研宄并开发废旧纺织物的(?气化技术十分必要，对城市固体废弃物能源化利用技术及温室气体减排技术的研发和工业应用具有重要的理论意义和工业价值。
【发明内容】
[0003]本发明旨在获得一种废旧纺织物气化方法，该方法中废旧纺织物气化效率高，催化剂催化特性高、循环利用率高、结构稳定，对设备腐蚀小。
[0004]本发明的一种废旧纺织物气化的方法，以废旧纺织物为气化对象，(?作为气化气体，在催化剂存在下将废旧纺织物气化生成合成气，具体步骤如下:
[0005]步骤一、将废旧纺织物置于裂解反应器中裂解生成气态碳氢化合物，裂解温度为300?4001，载气为(?，其中，废旧纺织物:载气=10^ ―3;
[0006]步骤二、在催化剂碳酸铁、碳酸钙、碳酸钾、碳酸钠或其混合物存在下，生成的气态碳氢化合物进入气化反应器进行气化生成合成气，气化温度为800?10001，停留时间为10-308 ；其中，催化剂占废旧纺织物质量的10-20%。
[0007]进一步地，所述废旧纺织物种类包括天然布料:棉、羊毛、真丝、亚麻、苎麻、桑蚕丝等以及化纤布料:涤纶、锦纶(尼龙〉、腈纶、天丝等。
[0008]本发明的原理:本发明将废旧纺织物与(1)2气化，不仅有效缓解城市固体废弃物对环境的污染，降低温室气体的排放，缓解气候变化，其气化产物合成气也是能源行业，化工行业重要的原料气体。利用碳酸铁、碳酸钙、碳酸钾、碳酸钠或其混合物为催化剂，在气化条件下的催化机理为，
[0009]八沾針⑶2尺1
[0010]^110111+002 ^0111+1+00尺2[0011〕 八凡+汴邙恥—^0,+00+? 尺3
[0012]上述催化剂催化效果好，且不会产生二次污染气体，可有效降低废旧纺织物的气化温度。该方法适用于固定床、流化床反应器，具有较高的使用价值。(载气为(?，，合适的催化剂碳酸铁、碳酸钙、碳酸钾选择的原因，)
[0013]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0014]1.废旧纺织物的裂解温度为300?4001，气化温度为800?10001，反应条件易于获得，通过加入催化剂，可进一步降低其反应温度。
[0015]2.该方法可有效降低废旧纺织物以及温室气体的排放量，缓解气候恶化进程。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明装置的结构示意图。
[0017]图2是对比例1中，在含有作⑶^崔化剂下，涤纶制布料和棉质布料在纯(? 2气氛下的程序升温气化特性。
[0018]其中图1中:水蒸汽发生器1、增压风机2、裂解反应器3、旋风分离器4、气化反应器5。
【具体实施方式】
[0019]该方法主要是以废旧纺织物为气化对象，(?作为气化气体，碳酸铁、碳酸钙、碳酸钾、碳酸钠或其混合物为催化剂，在一定温度下(800-10001),反应生成合成气(⑶和!^)。具体包含以下步骤:如图1所示，将废旧纺织物加入裂解反应器3中，以(?作为载气经水蒸汽发生器1于300?4001:下将废旧纺织物裂解生成气态碳氢化合物，未裂解完全的固体物质由旋风分离器4返回至裂解反应器3中进行进一步裂解，裂解气将进入气化反应器5中，结合碳酸铁、碳酸钙、碳酸钾、碳酸钠或其混合物作为催化剂进行气化反应生成⑶和％，将初始合成气通入气体净化装置中，便可得到干净的合成气(⑶和1?)。
[0020]使用的气化催化剂由碳酸铁、碳酸钙、碳酸钾、碳酸钠或其混合物制备而成。
[0021]废旧纺织物种类包括天然布料:棉、羊毛、真丝、亚麻、苎麻、桑蚕丝等以及化纤布料:涤纶、锦纶(尼龙)、腈纶、天丝等。
[0022]废旧纺织物裂解和气化反应器均可采用固定床，鼓泡床，循环床或输运床等多种操作方式。
[0023]实例1
[0024]将废旧纺织物以1004/11加入裂解反应器中，002为载气以通入裂解反应器中。在3001:下进行裂解反应，裂解的气体产物进入气化反应器中，并在气化反应器中置入1001?碳酸铁作为催化剂，在8001:进行气化反应，停留时间为108，将反应生成的气体产物通入气体净化装置即可得到干净的合成气(⑶和1?)。
[0025]实例2
[0026]将废旧纺织物以1004/11加入裂解反应器中，002为载气以通入裂解反应器中。在4001:下进行裂解反应，裂解的气体产物进入气化反应器中，并在气化反应器中置入1001?碳酸钙作为催化剂，在9001:进行气化反应，停留时间为208，将反应生成的气体产物通入气体净化装置即可得到干净的合成气(⑶和1?)。
[0027]实例3
[0028]将废旧纺织物以1004/11加入裂解反应器中，002为载气以通入裂解反应器中。在4001:下进行裂解反应，裂解的气体产物进入气化反应器中，并在气化反应器中置入1001?碳酸钾作为催化剂，在10001:进行气化反应，停留时间为308，将反应生成的气体产物通入气体净化装置即可得到干净的合成气(⑶和1?)。
[0029]对比例1
[0030]将别与101118涤纟仑制布料或棉质布料加入气化反应器中，通过入5001111/111111(1)0进行程序升温室温?10001，升温速率为301:加化。反应结果如图2所示，可以发现图中气化特性不一致，棉质布料显然比涤纶制布料更容易在含有？6(1^下进行催化气化。
[0031]以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入本发明中记载的保护范围内。
【权利要求】
1.一种废旧纺织物气化的方法，以废旧纺织物为气化对象，CO2为气化气体，在催化剂存在下将废旧纺织物气化生成合成气，其特征在于，具体步骤如下: 步骤一、将废旧纺织物置于裂解反应器中裂解生成气态碳氢化合物，裂解温度为300~400°C，载气为 CO2; 步骤二、在催化剂碳酸铁、碳酸钙、碳酸钾、碳酸钠或其混合物存在下，生成的气态碳氢化合物进入气化反应器进行气化生成合成气，气化温度为800~1000°C，停留时间为10_30s ο
2.如权利要求1所述的废旧纺织物气化的方法，其特征在于，步骤一中所述的废旧纺织物与载气的比为1kg:1 m3。
3.如权利要求1所述的废旧纺织物气化的方法，其特征在于，步骤二中所述的催化剂占废旧纺织物质量的10-20%。
4.如权利要求1所述的废旧纺织物气化的方法，其特征在于，所述的废旧纺织物种类包括棉、羊毛、真丝、亚麻、苎麻、桑蚕丝、涤纶、锦纶、腈纶或天丝。
【文档编号】B09B3/00GK104479758SQ201410637327
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】吴烨, 刘冬, 张睿 申请人:南京理工大学