报废汽车残渣无害化处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及报废汽车回收技术领域，具体涉及一种报废汽车残渣无害化处理方法。
【背景技术】
[0002]目前，随着科技发展和人们生活水平的提高，汽车的产量和保有量也在持续增长，越来越多的家庭拥有汽车，汽车逐渐成为大众化的消费产品之一。众所周知，汽车使用也有一定的年限，超过服役时间上路的汽车更容易引发交通事故，因此，一般将这种车作报废处理。随着汽车使用量越来越多，报废汽车的量也呈迅速上升趋势。
[0003]报废汽车一般先经过清洗去污，拆解，回收废油废液等处理后，再进行破碎，分离出金属、塑料、橡胶等有用材料，最后剩余的破碎料即为报废汽车残澄(AutomobileShredder Residues, ASR)。报废汽车残澄主要由四个部分组成:
①聚氨酯和织物(其中含灰分和低水平的氯);
②塑料和橡胶(塑料主要包括PP、PE、ABS、PVC;高含量的氯主要来自PVC)；
③金属和电线(金属以颗粒形式存在)；
④颗粒直径小于5.6mm的灰分(木肩、布、泥沙等)
这些剩余报废汽车残渣的重量相当于汽车总重量的15%~25%，而报废汽车残渣成分复杂，若直接进行燃烧处理，其中高含量的氯和灰分会造成环境污染，也会降低资源的利用率。现有对残渣处理通常是为了获得某种成分，例如，从报废汽车残渣中回收金属颗粒，或回收热塑性聚丙烯塑料的处理工艺。这些回收处理工艺操作较简单，流程单一，并未对报废汽车残渣做全面无害化的处理，回收利用较为简单。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明旨在提供一种全面无害化处理、绿色环保、回收利用率高的报废汽车残渣无害化处理方法。
[0005]一种报废汽车残渣无害化处理方法，其包括如下步骤:
取得报废汽车残渣，分离出报废汽车残渣中的PVC，获得PVC渣和第一残渣；
通过热解法使分离出的PVC脱去氯，形成第二残渣；
将所述第一残渣和第二残渣置于流化床装置中燃烧、循环加热，使其充分气化，转化为无机混合气体、轻质碳氢化合物和第三残渣，并使所述无机混合气体、轻质碳氢化合物形成蒸汽，从第三残渣中分离收集金属颗粒。
[0006]上述报废汽车残渣无害化处理方法先将有害的PVC分离出，而且进一步使PVC脱氯，更直接有效地去除有害成分，尽量充分回收利用剩余成分。去除有害成分的全部残渣再经过燃烧、循环加热，气化后，转化为多种可供回收利用的成分，如无机混合气体会含有CO、H2, CO2，可作为再生能源或者再生原料，轻质碳氢化合物和金属颗粒可回收利用作为原料等，因此，上述方法对报废汽车残渣具有极高的回收利用率，能全面系统地对报废汽车残渣全部成分进行无害化处理，绿色环保，使报废汽车残渣变废为宝，符合当前节能环保的要求。
【附图说明】
[0007]图1是本发明实施例的报废汽车残渣无害化处理方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0008]以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。
[0009]本发明实施例的报废汽车残渣无害化处理方法，主要是既回收报废汽车残渣中的有用成分，同时去除其中有害成分，而且主要是去除报废汽车残渣中的有毒氯成分，其先将PVC从报废汽车残渣中分离出来，再脱除PVC中的氯以及任何残留的氯成分，再对多种有用成分进行回收，如回收金属、混合气体和轻质碳氢化合物，是一种全面系统化无害化处理方法。
[0010]下面结合图1说明本发明实施例的报废汽车残渣无害化处理方法，具体包括以下步骤:
步骤一:取得报废汽车残渣，分离出报废汽车残渣中的PVC，获得PVC渣和第一残渣； 步骤二:通过热解法使分离出的PVC脱去氯，形成第二残渣；
步骤三:将所述第一残渣和第二残渣置于流化床装置中燃烧、循环加热，使其充分气化，转化为无机混合气体、轻质碳氢化合物和第三残渣，并使所述无机混合气体、轻质碳氢化合物形成蒸汽，从第三残渣中分离收集金属颗粒。
[0011]在进行步骤一前，先将报废汽车残渣(以下简称ASR)进行破碎，清洗等。报废汽车残渣通常来自于拆解工位，报废汽车在拆解，并去除废油废液后，再破碎，分离出金属、塑料、橡胶等有用材料所得到的剩余物质即为残渣。报废汽车残渣在处理前需进行一系列预处理，预处理包括破碎、清洗、干燥、筛分、浮选等，通过物理筛分去除灰分，通过密度分选方法分离出轻质组分和重质组分，再通过泡沫浮选方法从重质组分中分离出PVC，具体过程如下。
[0012]干燥:将破碎清洗后的ASR在70-90°C下干燥至少12h，去除ASR中的水分。
[0013]物理筛分:用5.6mm的筛网对干燥后的ASR进行筛分，分离成粒径大于5.6mm和粒径小于5.6mm的两个组分，颗粒直径小于5.6mm为灰分，包含木肩、布、泥沙等，粒径大于5.6mm的组分作为有用成分，灰分作为第一残澄的一部分。
[0014]密度分选:选择密度在1.0-1.4 g/cm3范围内的溶剂，优选在1.3-1.4g/cm3，采用密度分选方式将粒径大于5.6mm组分分离成轻质组分(包含如PP、PE等密度较小的聚合物)和重质组分(包含PVC、PET、PMMA等成分)。溶剂优选是将Ca (NO3) 2.4Η20加入到去离子水中配制而成。
[0015]泡沫浮选:主要分离重质组分中的PVC，具体流程为:将分离出的重质组分放入装有纯水的容器中，调节ρΗ=7，并通入臭氧搅拌预定时间；将臭氧化作用后的重质组分洗涤后，加入到起泡剂中，通入臭氧持续搅拌预定时间，收集沉积的聚合物即为PVC。其中，先做臭氧化作用是为了提高PVC的亲水性，以便后续将其从重质组分中分离。起泡剂优选是将4-甲基-2-戊醇加入水中配制而成的浓度为30-36 μ g/L的水溶液，优选为35 μ g/L ;在泡沫浮选时控制PVC与起泡剂中4-甲基-2-戊醇的质量比为15:0.8~105:1，优选为15:1。
[0016]分离出PVC后，先对其进行清洗和干燥，接着进行PVC的脱氯处理，即步骤二，其具体包括如下步骤:使分离出的PVC在惰性气氛，200~360°C下热降解，使其脱去氯，再将热降解后剩余的固体物质进一步在惰性气氛下于360~500°C加热，优选为500°C，使其变为固体残渣；对最后剩余的固体残渣进行水洗，去除其中的可溶性氯。固体残渣包括焦炭及其它固体成分。以上步骤实际上进行了二次热降解，以充分地去除氯，热解更彻底。第一次热降解时间优选为1-2小时，第二次热降解时间优选为0.5-1小时，剩余的固体残渣和焦炭水洗4-5次，以充分去除其中的可溶性氯。
[0017]去除PVC中的氯成分后，再对剩余的所有残渣进行热解，并回收利用各产物以及能量。具体地，主要将前述获得的第一残渣和第二残渣在流化床装置中，在450~550°C温度下进行气化，在气化过程中通入适量的水和空气，使全部残渣转化为含CO、H2, CO2的无机混合气体、轻质碳氢化合物以及第三残渣，然后从第三残渣中分离收集金属颗粒，以及收集有用气体成分和轻质碳氢化合物。为避免某些金属颗粒熔化损失，本发明实施例优选在450~550 °C对残渣进行热解。
[0018]从第三残渣中分离收集金属颗粒的过程如下:气化后产生的第三残渣在流化床装置中循环往复加热使其充分气化，再收集最终的固体残渣，用磁力分选法从最终的固体残渣中分离回收金属颗粒。加热温度仍为450~550°C，气化产生的气体和轻质碳氢化合物与前面获得的气体成分和轻质碳氢化合物同样收集。这些轻质成分的收集主要是使其蒸汽化，具体过程如下:使无机混合气体和轻质碳氢化合物进入气流收集装置，使其充分受热形成蒸汽，蒸汽流通过程中收集产生的热量用于发电形成电能，再进入烟气除尘装置，烟气经处理后达标排放。烟气中的飞灰、粉尘等经布袋除尘器处理后，剩余的残渣回填土地，经磁力分选法回收金属颗粒后的剩余残渣也一并回填土地。
[0019]以下通过实例说明上述报废汽车残渣无害化处理方法具体流程。
[0020]实施例1
(I)物理筛分:取报废汽车残渣，在90°c下干燥12小时，再用5.6mm筛网筛分，颗粒粒径大于5.6mm的筛上物进入步骤(2)。
[0021](2)密度分选:取步骤(I)中的筛上物，在密度为1.3~1.4 g/cm3的溶剂中，分离成轻质组分与重质组分。
[0022](3)臭氧-泡沫浮选分离PVC:取步骤(2)中重质组分放入纯水中，调节pH=7，并通入臭氧搅拌1min ；4-甲基-2-戊醇加入纯水中配制成浓度为35 μ g/L (PVC与4-甲基-2-戊醇的质量比为105:1)的起泡剂，并通入臭氧持续搅拌1min后；加入经臭氧处理后的重质组分继续搅拌5min，静置一段时间，收集沉积的聚合物即为PVC。
[0023](4)热降解PVC脱氯:将步骤(3)中分离出的PVC清洗、干燥后，在惰性气氛下，在300°C下热降解2h ;再升温至500°C继续热降解30min ;最后对剩余的固体残渣水洗4次，去除其中的可溶性氯。
[0024](5)高温分解:收集最后剩余的所有残渣放入流化床燃烧装置中，在约550°C温度下，并通入适量的水和空气进行热解，使其转化为0)、!12、0)2的混合气体、轻质碳氢化合物，以及固体残渣。
[0025](6)热解残渣处理:将步骤(5)中的固体残渣在流化床装置中循环往复加热使其充分热解，再收集最终的固体残渣，采用磁力分选从其中分离回收金属颗粒。
[0026](7)气流收集:使步骤(5)中的混合气体和轻质碳氢化合物进入气流收集(加热)装置，充分受热形成蒸汽，