专利名称：一种回收利用造纸废渣的方法
技术领域：
本发明属于造纸废渣处理技术领域，具体涉及一种造纸行业利用回收的废纸作为原料进行回收的方法。
背景技术：
废纸回收再利用是一条解决造纸原材料短缺问题的有效途径，可以节省资源，降低成本，是我国造纸工业解决纤维原料困难的一项重要措施，但是利用废纸造纸后要产生大量废渣。浙江省富阳市几百家造纸厂生产销售额占国内市场比例的60%以上，经统计目前每天产生约2000多吨废渣，全年产生造纸废渣为650000吨。造纸废渣主要成分包括废塑料、纸浆、金属等硬质物及其它，其中废塑料不易腐烂，严重影响了地球的生态环境。因此， 解决造纸废渣问题刻不容缓。目前对造纸废渣的处理方式主要是通过水洗分选出其中的废塑料成分，通过造粒产出制作低档塑料制品的原料。该工艺会带来大量的水污染和废气排放，不但浪费大，而且基本上是不计环保成本。目前对废塑料混合物的再利用的工艺，只能对环境带来严重的污染。由于没有更好的工艺来解决这个问题，只能通过几个地方集中水洗后造粒，以尽量缓解这个问题，而废塑料混合物除少量人工挑选用作造粒外，大部分是被焚烧并产生严重的环境污染。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种回收利用造纸废渣的方法的技术方案，该方法充分利用造纸废渣中各种组分，既达到造纸废渣资源化目的，又可消除造纸废渣对环境的危害。所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于包括以下工艺步骤
1)将造纸废渣磁性分选除去铁质物后进行破碎处理；
2)将步骤1)得到的破碎的造纸废渣进行离心脱浆处理，离心脱浆处理后得到纸浆和分离后的造纸废渣；
3)将步骤2)得到的分离后的造纸废渣进行挤水处理，挤水处理后使造纸废渣的含水量达到25 ；35%，优选为27 32% ；
4)将步骤3)得到的挤水后的造纸废渣进行烘干处理，烘干处理后使造纸废渣的含水量达到10%以下，优选为含水量达到5%以下；
5)将步骤4)得到的烘干后的造纸废渣输送至裂解装置进口，加热裂解装置使其内部温度达到250 400°C，开始连续进料，同时在裂解装置中添加造纸废渣重量0. 5 10%的催化剂，优选为添加造纸废渣重量1. 5 5%的催化剂，所述的催化剂为固体超强酸SO/—/ SnO2-Fe2O3^ S2O82V SnO2-Fe2O3^ SO42V SnO2-ZnO、S2O82V SnO2-ZnO、O42V SnO2-TiO2 或 &0827 SnO2-TiO2，裂解处理后得到灰渣及裂解油气；
6)将步骤5)得到的裂解油气进行除尘处理，除尘后的油气进行两次冷却后进行油气分离，得到冷凝态成品油1和未冷凝的油气1，未冷凝的油气1进行三次冷却后进行三相分离，得到冷凝态成品油2、未冷凝的油气2和水，未冷凝的油气2回收至步骤5)中用于裂解装置的加热燃料。所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤1)中破碎处理后的造纸废渣尺寸达到5 7厘米。所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤2)中离心脱浆处理采用的离心式脱浆设备转速为1300 1400转/分钟，优选为1350 1400转/分钟。所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤4)中烘干处理采用烘干温度120 180°C，烘干量2 7吨/小时，优选为烘干温度140 160°C，烘干量3 5吨/小时。所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤4)中烘干处理采用的热源为步骤5)加热裂解装置产生的燃烧尾气，完成烘干的燃烧尾气依次经过旋风除尘器和湿式除尘器进行除尘处理后排放至大气。所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤5)中将步骤4)得到的烘干后的造纸废渣输送至裂解装置进口，并紧密压缩在裂解装置进口形成紧密料封。所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤5)中当裂解装置内部温度达到300 350°C时开始连续进料。所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤5)中加热裂解装置产生的燃烧尾气用于步骤4)的烘干处理加热，裂解产生的灰渣输送至排灰罐得到炭黑。所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤6)中除尘后的油气经第一次冷却温度降至250 350°C，再经第二次冷却温度降至180 220°C，然后在油气分离器中分离得到冷凝态成品油1和未冷凝的油气1。所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤6)中经两次冷却后未冷凝的油气经第三次冷却温度下降并低于40°C，然后在三相分离器中得到冷凝态成品油 2、未冷凝的油气2和水。与现有技术相比，本发明具有以下特点
1.造纸废渣进行磁性分选避免可磁化硬质物对破碎机的破碎结构的破坏，进行破碎处理的目的在于减小造纸废渣的尺寸，不仅易于后续步骤的离心脱浆处理，同时有助于提高后续烘干处理效果；
2.离心脱浆处理的目的在于脱去造纸废渣中纸浆，由于纸浆的含水量显著地比其它组分高，因此脱去纸浆能大大降低造纸废渣的含水率，减轻后续烘干处理的烘干强度，既可节约能源，又可提高烘干效率；同时减少造纸废渣中的纸浆能明显降低裂解处理的产灰量，能够提高裂解效率，改善造纸废渣的出油率；
3.挤水处理可以初步减少造纸废渣的含水量；
4.烘干处理得到的尾气进入旋风除尘器，初步除去尾气中夹带的灰尘，接着通过湿式除尘器除去尾气剩余的灰尘，最后烘干尾气从湿式除尘器出口进入大气，达到了环保指标。 烘干处理可以达到进一步减少造纸废渣的含水量，有利于提高后续步骤的裂解温度，使造纸废渣更加彻底地裂解，提高产油率；亦可以降低裂解所需的能耗；
5.烘干后的造纸废渣输送至裂解装置进口，并紧密压缩在裂解装置进口形成紧密料封，保证裂解装置的密闭性，防止裂解产生的油气外泄，确保生产的安全性；
6.裂解反应添加的催化剂能够提高造纸废渣的产油率，该催化剂为一种再生催化剂， 并且在裂解装置中直接加催化剂，提高了催化剂的利用率；
本发明利用干法处理造纸废渣，对环境友好，无二次污染。本发明全面综合利用造纸废渣的各种组分，离心脱浆处理分离出的纸浆可以用于造纸行业回收利用，产生的冷凝态成品油1和冷凝态成品油2既可直接用作燃料油，又可通过精炼设施进一步提炼成汽油及柴油组分，裂解产生的燃烧尾气为烘干处理提供热源，裂解产生的灰渣可以直接用作工业炭黑，裂解产生的最终未能冷却的油气组分可以循环用作燃烧加热裂解装置的能源，可以说， 该造纸废渣综合回收利用工艺实现真正意义上的变废为宝，再生资源的目的，更重要的是解决了造纸废渣环境污染问题。与现有技术相比，本发明的日处理能力提高45 65%。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式以下结合说明书附图来进一步说明本发明，本发明中使用的装置均为现有装置。造纸厂采样一批造纸废渣，一般造纸废渣的成分为40%的潮湿废塑料，50%的潮湿纸浆，3%的铁质物及7%的其它组分，其中潮湿废塑料的含水量一般为60%，潮湿纸浆的含水率为70%，铁质物及其它组分的含水量较低，造纸废渣的总体含水量在60%左右，以上比例数值均为各组分重量百分比。本发明适用于处理各个造纸厂造纸产生的造纸废渣。以下为具体处理步骤
1.造纸废渣经过磁性分选装置，将硬质铁质物从中分离，将95%的铁质物被磁性分选机所分离，特别是较大尺寸的铁质物在进入破碎机前几乎全部被清除，达到保护破碎机的目的；再经过破碎机处理，使得造纸废渣的平均尺寸一般在5 7厘米左右，然后再次通过磁性分选装置，将剩余的大约5%的硬质铁质物基本上从废渣中清除。2.破碎后的造纸废渣通过输送装置输送至离心式脱浆设备中进行离心脱浆处理， 离心式脱浆设备采用的离心速度为1300、1350或1400转/分钟，离心脱浆处理后得到纸浆和分离后的造纸废渣，所得的纸浆通过输送系统输送汇集，即可作为造纸行业的原料，所得的分离后的造纸废渣，主要成分为废塑料片；以最初未处理的造纸废渣重量为基数，所得纸浆的比例约为40%，废塑料的的比例约为40%，由于在离心分离过程中，废塑料及纸浆出现水分损耗，因此两者比例均比未处理时的占比偏低，该事实表明，离心脱浆机也能在一定程度上起到脱水作用。3.分离后的造纸废渣输送到挤水装置中，经过挤水作用，所得造纸废渣的含水量达至Ij 25%、27%、30% 或 35%。4.利用输送装置把经过挤水后的造纸废渣输送到烘干装置中进行烘干处理，烘干处理采用烘干温度120、140、160或180°C，烘干量采用2、3、5、6或7吨/小时，造纸废渣在烘干装置中以一定速度运动与热空气同向运动，在出口处造纸废渣的平均含水量在10%以下，优选含水量在5%以下，烘干所需的热空气为后续步骤中的加热裂解装置产生的燃烧尾气，燃烧尾气通入烘干装置，然后经烘干装置进入旋风除尘器以除去其中灰尘，接着进入湿式除尘器进一步除去残余灰尘，此时尾气的灰尘含量达到环保指标要求，排入大气。5.利用输送装置把烘干后的造纸废渣运送到裂解装置进口，物料被紧密压缩在裂解装置进口形成紧密料封，进料装置的压缩输送作用使得废渣在裂解装置进口处紧密的料封，防止后续裂解产生的油气外泄；裂解装置需经过燃烧加热装置的加热，当裂解装置内部温度达到250°C、30(TC、35(rC或400°C，开始连续往裂解装置进料，同时往裂解装置里添加占造纸废渣总重量比为0. 5%、1. 5%、2%、4%、6%、8%或10%的催化剂，催化剂为SO42./ SnO2-Fe2O3^ S2O82V SnO2-Fe2O3^ SO42V SnO2-ZnO、S2O82V SnO2-ZnO、O42V SnO2-TiO2 或 &0827 SnO2-TiO2 ；当裂解装置里的产物炭黑达到限定量时，通过内置于裂解装置内的无轴螺旋体把灰渣输送到排灰口，然后通过外部排灰系统将其输送至排灰罐，所得产物即成品炭黑，所得炭黑重量约占原始未处理造纸废渣比例10% ；裂解产生的裂解油气经除尘装置除尘后， 进行冷却分离处理。6.除尘后的裂解油气进入一次空气冷却装置进行一次冷却处理，冷却后油气温度下降至250°C、300°C或350°C ；紧接着油气进入二次水冷却装置进行二次冷却处理，油气温度进一步降低至180°C、20(TC或220°C，然后进入油气分离器中分离得到冷凝液态成品油1和未冷凝的油气1，冷却时调节水冷却装置的冷却效果，控制其内部油气温度不低于 180°C,以获取柴油组分；未冷凝的油气1通过三次水冷却装置进行第三次冷却，油气温度继续下降并低于40°C，在进入三相分离器时，又有部分油气冷凝，产生冷凝液态成品油2、 液态的水及未冷凝的油气2，产生的水由于密度较大位于下部，冷凝液态成品油2位于上方，未冷凝的油气2从三相分离器上方经水封被回收用于燃加热裂解装置的燃料。成冷凝液态成品油1及冷凝液态成品油2分别被输送至储油罐。以烘干后的造纸废渣原料的重量为基数，冷凝液态成品油1的重量比约为40%，冷凝液态成品油2的重量比约为20%，总产油率约为60%。
权利要求
1 一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于包括以下工艺步骤1)将造纸废渣磁性分选除去铁质物后进行破碎处理；2)将步骤1)得到的破碎的造纸废渣进行离心脱浆处理，离心脱浆处理后得到纸浆和分离后的造纸废渣；3)将步骤2)得到的分离后的造纸废渣进行挤水处理，挤水处理后使造纸废渣的含水量达到25 ；35%，优选为27 32% ；4)将步骤3)得到的挤水后的造纸废渣进行烘干处理，烘干处理后使造纸废渣的含水量达到10%以下，优选为含水量达到5%以下；5)将步骤4)得到的烘干后的造纸废渣输送至裂解装置进口，加热裂解装置使其内部温度达到250 400°C，开始连续进料，同时在裂解装置中添加造纸废渣重量0. 5 10%的催化剂，优选为添加造纸废渣重量1. 5 5%的催化剂，所述的催化剂为固体超强酸SO/—/ SnO2-Fe2O3^ S2O82V SnO2-Fe2O3^ SO42V SnO2-ZnO、S2O82V SnO2-ZnO、O42V SnO2-TiO2 或 &0827 SnO2-TiO2，裂解处理后得到灰渣及裂解油气；6)将步骤5)得到的裂解油气进行除尘处理，除尘后的油气进行两次冷却后进行油气分离，得到冷凝态成品油1和未冷凝的油气1，未冷凝的油气1进行三次冷却后进行三相分离，得到冷凝态成品油2、未冷凝的油气2和水，未冷凝的油气2回收至步骤5)中用于裂解装置的加热燃料。
2.如权利要求1所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤1)中破碎处理后的造纸废渣尺寸达到5 7厘米。
3.如权利要求1所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤2)中离心脱浆处理采用的离心式脱浆设备转速为1300 1400转/分钟，优选为1350 1400转/分钟。
4.如权利要求1所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤4)中烘干处理采用烘干温度120 180°C，烘干量2 7吨/小时，优选为烘干温度140 160°C， 烘干量3 5吨/小时。
5.如权利要求1所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤4)中烘干处理采用的热源为步骤5)加热裂解装置产生的燃烧尾气，完成烘干的燃烧尾气依次经过旋风除尘器和湿式除尘器进行除尘处理后排放至大气。
6.如权利要求1所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤5)中将步骤4 )得到的烘干后的造纸废渣输送至裂解装置进口，并紧密压缩在裂解装置进口形成紧密料封。
7.如权利要求1所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤5)中当裂解装置内部温度达到300 350°C时开始连续进料。
8.如权利要求1所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤5)中加热裂解装置产生的燃烧尾气用于步骤4)的烘干处理加热，裂解产生的灰渣输送至排灰罐得到炭黑。
9.如权利要求1所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤6)中除尘后的油气经第一次冷却温度降至250 350°C，再经第二次冷却温度降至180 220°C， 然后在油气分离器中分离得到冷凝态成品油1和未冷凝的油气1。
10.如权利要求1所述的一种回收利用造纸废渣的方法，其特征在于所述的步骤6)中经两次冷却后未冷凝的油气经第三次冷却温度下降并低于40°C，然后在三相分离器中得到冷凝态成品油2、未冷凝的油气2和水。
全文摘要
一种回收利用造纸废渣的方法，属于造纸废渣处理技术领域。其具体步骤包括造纸废渣磁性分选和破碎处理、离心脱浆处理、挤水处理、烘干处理、裂解反应和裂解油气分离。该方法充分利用造纸废渣中各种组分，既达到造纸废渣资源化目的，又可消除造纸废渣对环境的危害。
文档编号D21B1/32GK102366756SQ20111028031
公开日2012年3月7日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者戚新军, 杨棋良 申请人:戚新军, 浙江国裕资源再生利用科技有限公司