一种基于蒸汽流分散吹脱废塑料脱氯的方法与系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于蒸汽流分散吹脱的废塑料脱氯的方法与系统。
【背景技术】
[0002]塑料制品在我们的生活中的应用越来越广泛，同时也产生了大量的废旧塑料被抛弃到各种垃圾流中，给环境造成了严重的污染。例如城市生活垃圾(MSW)中、医疗废弃物中和一些工业废弃物中都有大量的废塑料，其中还含有PVC，甚至是无机氯盐，使得这些废弃物在焚烧时不仅产生HCl污染的问题，而且还存在二噁英生成的隐患。
[0003]一般热塑性塑料中的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)，是日用品废弃量中最大的，也是生活垃圾、医疗垃圾中含量较高的废塑料种类。这些热塑性废塑料在隔绝氧气加热到一定温度后，可以发生热热解，生成油、气和焦渣，这些产物均可以回收利用，但是如果废塑料中存在PVC和无机氯化物，在热解过程中会释放HC1，腐蚀设备，并降低油、气和焦渣的品质；在供部分氧热解时仍还存在二噁英生成的危险。
[0004]由于垃圾中不仅有大量的聚丙烯(PP)、聚乙烯(PS)和聚苯乙烯(PS)，还混有聚氯乙烯(PVC)和聚偏氯乙烯(PVDC)等含氯塑料，此外垃圾中的塑料袋上面还经常粘有食物渣滓，其中含有NaCl。而医疗垃圾中不仅含有大量的PVC，更由于被消毒水、注射用盐水所污染，也含有无机氯。含PVC和无机氯的废塑料焚烧，会产生二噁英及HC1。即使是采用清洁的热解工艺，PVC和无机氯的存在会使产品受到污染，影响后续的利用，因此现有的废塑料资源化回收技术中出现了多种脱氯技术。例如文献报道了在惰性或者真空气氛下热解的技术(Castro A., Soares D., Vilarinho C., Castro F., 2012.Kinetics ofthermal de-chlorinat1n of PVC under pyrolytic condit1ns.Waste Management32，847-851; Miranda R..，Yang J.，Roy C.，Vasile C.，1999.Vacuum pyrolysis ofPVC 1.Kinetic study.Polymer Degradat1n and Stability 64，127-144.)，在氨存在的条件下进行水热脱氯的技术，它需要高压的反应器(Hashimoto K.，Suga S.，WakayamaY.，Funazukuri T.，2008.Hydrothermal dechlorinat1n of PVC in the presenceof ammonia.Novel Routes of Advanced Materials Processing and Applicat1ns43，2457-2462.);在活性碳上载Pd催化剂存在下的水热脱氯技术(Lv B.，Zhao G.，LiD., Liang C.，2009.Dechlorinat1n and oxidat1n for waste poly (vinylidenechloride) by hydrothermal catalytic oxidat1n on Pd/AC catalyst.PolymerDegradat1n and Stability94，1047-1052.)，它也需要高压的水热反应器；在亚临界和超临界条件下的水热反应脱氯(Takeshita Y.，Kato K.，Takahashi K.，Sato Y.，Nishi S.， 2004.Basic study on treatment of waste polyvinyl chloride plasticsby hydrothermal decomposit1n in subcritical and supercritical reg1ns.TheJournal of Supercritical Fluids 31(2)，185-193 ;Endo K., Emori N., 2001.Dechlorinat1n of poly (vinyl chloride) without anomalous units under highpressure and at high temperature in water.Polymer Degradat1n and Stability74，113-117.)，这些水热反应均是针对PVC而言，需要昂贵的高压、耐腐蚀水热反应器。也有采用光化学反应脱氯的(Kaczmarek H., Podgorski A., Bajer K., 2005.Photochemical react1ns in poly (vinyl chloride)/poly(vinyl alcohol) blends.Journal of Photochemistry and Photob1logy A, Chemistry 171, 187-195.),但是不能同时阻止废塑料的分解，并且光化学反应器要求所有的塑料都被光照射到，被遮盖的、没有被光照射到的塑料不能反应，因此效率很低。也有报道采用机械化学方法脱氯的(Tongamp ff., Kano J., Zhang Q., Saito F., 2008.Simultaneous treatmentof PVC and oyster-shell wastes by mechanochemical means.Waste Management28(3)，484-448 ；Inoue T., Miyazaki M., Kamitani M., Kano J., Saito F., 2004.Mechanochemical dechlorinat1n of polyvinyl chloride by co-grinding withvar1us metal oxides.Advanced Powder Technology 15, 215-225.);通过机械研磨使废塑料中的PVC达到释放HCl的温度。最近，我们也尝试了一种流化床氮气吹脱方法，取得了很好的脱氯效果(G.Yuan, D.Chen, L.Yin, Z.Wang L.Zhao and J.Y.Wang, WasteManagement 34 (2014) 1045 - 1050);然而，供应热的队系统很复杂，并且将含有纸张、橡胶、布料的混合废塑料在流化床中实现均匀流化也比较困难。因此，现有的这些脱氯技术都面临着反应器成本高、实施难度大、或者脱氯效率不高的问题，有些方法如机械化学方法和流化床吹脱方法对无机氯根本没有脱去效果。目前还急需开发经济、有效、易于实施的废塑料脱氯方法和系统。
[0005]基于目前混合废塑料中难以分离脱去Cl的现状，本发明给出了一种基于蒸汽流分散吹脱的废塑料脱氯方法和对应的实施系统。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种基于蒸汽流分散吹脱的废塑料脱氯的方法与系统。 本发明提出的一种基于蒸汽流分散吹脱的废塑料脱氯的方法，利用聚氯乙烯(PVC)塑料在熔化时，HCl会释放，在脱氯反应器3中蒸汽流与废塑料I充分接触时可将释放的HCl分散、吹脱带出；同时蒸汽还能将混入废塑料I中的无机氯盐转化为HCl析出；从而将废塑料I中的Cl高效分离出来。携带有HCl和瓦斯气的蒸汽流进入洗涤器5使HCl被洗涤、蒸汽被冷凝；瓦斯气8被收集送入瓦斯罐6 ;具体步骤如下:
(1):除去废塑料I中不适物(如石头，铁块)等，并将其减小尺寸后，送入干燥器2;
(2):废塑料I在干燥器2内干燥过程中通过第一加热介质10加热，产生的水蒸汽经过净化器4除去灰尘后，再送入脱氯反应器3，废塑料I经过干燥后直接进入脱氯反应器3 ;
这一步的有益效果是，由于蒸汽得到有效利用，使余热没有浪费；而且干燥过程中产生的臭气，也有后续的处置和利用的机会。
[0007](3):步骤(2)产生的蒸汽和由外部补充的蒸汽9送入脱氯反应器3后，与经过步骤(2)处理的废塑料I直接接触，并经过加热介质被过热，废塑料I中PVC分解产生的HCl被蒸汽流带走；同时发生轻微热解产生的可燃气体也被蒸汽带走；携带有HC1、热解产生的可燃气甚至干燥产生的臭气的水蒸汽被送入洗涤器5 ;同时在脱氯反应器3中，废塑料I