专利名称：废塑料与煤共焦化处理方法
所属领域本发明属于废塑料处理技术领域，尤其涉及废塑料与煤共焦化处理的方法。
目前，我国城市生活垃圾处理处置技术仍以卫生填埋和露天堆放为主，占总处理量的79.2％，其次采用堆肥处理，占总处理量的18.8％，少量采用焚烧技术，约占总处理量的2％。我国废塑料的回收再利用量仅占10％，约90％的废塑料被填埋和焚烧。因此，如何实现废塑料资源化利用和无害化处理，已经成为世界关注的焦点问题。
传统废塑料处理技术主要是填埋和焚烧两种。废旧塑料填埋处理由于长期不腐烂，占大量土地资源；影响通透性和渗水性，破坏土质，影响植物生长；由于废塑料填埋，造成大量资源浪费。因此，废塑料填埋处理方法在大多数国家已经趋于淘汰，我国也不宜采取填埋方式处理废塑料。塑料焚烧处理由于燃烧高温易破坏焚烧设备，还存在技术上问题；废塑料焚烧易产生二恶英、氯化氢和重金属等剧毒物质，引起二次污染；由于废塑料简单焚烧造成资源浪费。因此，废塑料焚烧处理方法也越来越减少，最终趋于淘汰。废塑料的终端去向应该是资源化利用和无害化处理。
废塑料资源化利用技术主要包括废塑料的再生技术，热处理油化技术，加工成衍生燃料(RDF)焚烧能源化利用技术以及改性回收化学产品。
废塑料再生技术主要是利用组分相对单一、污染较少的废塑料，通过分选、破碎、清洗、干燥、配料、捏合、造粒、成型等工序，将废塑料重新制成塑料制品的过程。废塑料再生利用技术是废塑料资源化利用的重要手段和方法，但是由于该技术对原料要求较高，往往难以做到规模化生产，而且所得再生产品质量较差，不能最终消除污染物。因此，目前该技术对“白色污染”治理的贡献不大。
废塑料热分解油化技术是指通过加热或加热同时加入一定的催化剂使塑料分解制取燃料油和燃料气的废塑料资源化利用方法。但是，目前废塑料油化方法均存在工艺复杂，成本较高和产品质量较差或不稳定等问题。从技术上讲，废塑料的热分解油化技术主要存在分选、给料与排渣、传热与结焦、催化剂再生等技术难题。基于上述技术、规模和成本问题，混合废塑料热分解油化技术的发展仍处于探索阶段，长期稳定运行的实例较少。
城市生活垃圾中的废塑料和垃圾中其他有机可燃物料可以加工制造成垃圾固体燃料——垃圾衍生燃料(RDF)。RDF燃料燃烧较常规垃圾焚烧具有明显的环境效益，但初投资和生产成本较高，其生产工艺需要经过分选、破碎、干燥、加药、压力成型和包装等过程，工艺复杂，能耗较高，目前RDF的成本尚不能与热值相当的劣质煤相比，因此，目前该方法多用于经济发达国家，对广大发展中国家而言，在经济上难以承受。用生产RDF法来处理废塑料，解决城市“白色污染”问题，具有一定的发展前景。但相对而言，该方法直接将废塑料资源进行焚烧处理，其资源化程度不高，不属于严格意义上的废塑料资源化处理范畴，其可行性还有待于进一步探讨。
化学法处理废塑料是指在废塑料中添加各种化学试剂，使其转化为涂料、油漆、黏合剂、轻质建材添加剂等。该方法在研究方面取得了较大进展，具有十分良好的资源回收利用价值，对环境污染较小，具有明显的经济效益。但是该类技术要求废塑料品种单一，不适合与处理城市生活垃圾中的混合废塑料。
废塑料高炉喷吹技术可以将废塑料用作炼铁高炉还原剂和燃料，使废塑料得以资源化利用和无害化处理，是具有广阔前景的“白色污染”治理方法。但由于该技术的成本较高，需要进一步降低成本和投资费用以及配套的优惠政策，才有可能在我国应用。
目前，国内城市生活垃圾中废塑料的资源化技术仍然有待于进一步研究。需要有发展更加切实可行的技术来填补该项空白。废塑料与煤共焦化处理技术将传统的炼焦工艺与新兴的垃圾处理技术和塑料加工技术有机结合，能够充分利用现有焦化设备和系统将废塑料进行高温干馏处理，并将废塑料转化为焦炭、焦油和煤气等产品，处理过程中不产生新的二次污染并实现废塑料100％资源化利用。因此，该技术极有可能发展成为废塑料处理的主流技术，成为解决“白色污染”的首选技术。
国内还没有关于废塑料与煤共焦化处理方法及系统的专利技术报道，中国专利，专利号为CN1224043，公开了一种在煤中添加废塑料，在氮气或焦炉煤气气氛下共热解以增加焦油收率和减少水分的方法。该方法是基于实验室研究结果，处理温度为650℃，属于低温处理工艺，没有考虑工业应用过程中的废塑料收集、加工和废塑料在高温焦炉中焦化处理等工艺系统，尚未达到工业应用程度。
上述目的和任务是通过如下技术方案实现的利用传统炼焦装置、焦油回收装置和煤气净化与回收装置实现废塑料与煤共焦化处理，步骤包括(1)废塑料从生活垃圾中分选出来，压装成型后运往废塑料加工厂；(2)废塑料在加工厂进行破碎、造粒处理，运往焦化厂；(3)加工后的废塑料在焦化厂按一定比例与煤混合，然后入焦炉共炼焦，废塑料在焦炉内高温干馏。
废塑料加入量可以是入炉煤总量的1％-10％。
上述方法的实施过程是首先通过人工收集与机械分选，完成废塑料原料的供应。收集来的废塑料运往废塑料加工厂，通过破碎和造粒处理后，废塑料运往焦化厂与通过皮带输送煤混合后，进入焦炉炼焦，炼焦产物包括焦炭、焦油、煤气以及氨水等完全采用传统炼焦工艺进行回收处理。
采用上述废塑料与煤共焦化处理的方法，该方法的基本原理将分选和加工过的废塑料按一定比例与煤混合后，置于传统炼焦炉中进行高温干馏，使废塑料转化为可用于冶金的优质焦炭，可用作液体燃料和化工原料的焦油以及可用作洁净高热值燃料和化工合成原料气的优质煤气。该方法的主要特点在于将传统炼焦工艺与现代废塑料回收和塑料加工工艺有机结合，利用传统冶金炼焦技术和塑料加工技术大规模无害化处理“白色污染”和实现废塑料的100％资源化利用。该方法的主要优点在于(1)废塑料处理规模较大，目前国内现有焦炉可以解决国内当年产生的全部废塑料，具有显著的社会效益和环保效益。(2)可以直接利用传统炼焦工艺系统，无需对传统焦化工艺进行改造，投资较小，运行成本低、建设期短，具有良好的工业化应用前景。(3)利用废旧塑料代替部分炼焦用煤，既有效解决“白色污染”问题，又节约了炼焦煤资源，产生了新的社会效益。(4)可在不影响焦炭质量的前提下，增加炼焦工艺的焦油产率和高热值煤气，有利于废塑料的资源化利用，并产生较好的经济效益。(5)由于改方法可以利用焦化工艺系统处理白色污染，有利于冶金和焦化行业的结构调整，给冶金和焦化行业进入新兴环保产业提供了新的思路和途径。
附图
2为废塑料收集系统工艺流程图。
附图3为废塑料加工系统工艺流程图所述垃圾分选系统(废塑料收集系统)的主要功能是从垃圾中分选出废塑料。主要设备包括垃圾版式给料机、运输皮带、滚筒筛、除铁器、风力分选装置、压装机等。其特征在于版式给料机通过皮带与滚筒筛入口连接，滚筒筛具有破袋功能。滚筒筛出口接有水平皮带，皮带上方装有除铁器，用于回收金属。水平皮带下方接有风选装置的入料口，风选装置由鼓风机、风道和料仓组成，轻质物料(废塑料)料仓出口与压装机入口连接，压装机将废塑料压装后运往废塑料加工车间。废塑料收集系统的工艺流程图如图2所示。该系统的实施过程结合图2描述如下城市生活垃圾由板式给料机5均匀给皮带6送料，给料机5同时具有破袋功能。物料经过皮带6输送进入滚筒筛7，垃圾在滚筒筛7内被进一步破袋和分选，尺寸较大的废塑料在筛上，从滚筒筛口出来，进入水平皮带8，经过皮带8输送和除铁器9去除金属后，进入风选装置10的入料口，在水平风力作用下，轻质废塑料进入风道下方的废塑料料仓，废塑料料仓的出口直接与压装机11入口连接，废塑料落入压装机13内经过压缩后运往废塑料加工厂。
所述废塑料加工系统的主要功能是将废塑料破碎和造粒，使其粒度和密度达到入炉要求。其主要设备包括压装废塑料拆散装置、运输皮带、破碎机给料装置、破碎机、造粒机给料装置、造粒机等。其特征在于压装废塑料拆散装置的出料口通过皮带与破碎机给料装置的入料口相接，破碎机给料装置出料口与破碎机入料口相连，破碎机出料口通过皮带与造粒机给料装置的入口相连，造粒机给料装置的出口与造粒机入口相连。加工合格后的废塑料运往焦化厂进行高温焦化处理。废塑料加工系统的工艺流程如图3所示，该系统的实施过程结合图3描述如下压装后的废塑料由压装废塑料拆散装置12打散后，通过皮带13给破碎机给料装置上料，废塑料通过破碎机给料装置进入破碎机14进行破碎处理，破碎后的废塑料通过皮带15给造粒机给料装置上料，废塑料进入造粒机16进行造粒，造粒后的废塑料直接运往焦化厂与煤混合共焦化。
所述废塑料与煤共焦化系统以及共焦化产物回收处理系统的主要功能是将废塑料进行高温干馏，温度高达1100℃使废塑料转化为焦炭、焦油和煤气等产品，实现废塑料大规模无害化处理和100％资源化利用。其主要设备包括炼焦炉系统、化产回收系统和煤气净化与回收系统等。其特征在于完全利用传统煤炼焦工艺系统和设备来完成废塑料的无害化处理与资源化利用。
权利要求
1.一种废塑料与煤共焦化处理的方法，其特征在于利用传统炼焦装置、焦油回收装置和煤气净化与回收装置实现废塑料与煤共焦化处理，步骤包括(1)废塑料从生活垃圾中分选出来，压装成型后运往废塑料加工厂；(2)废塑料在加工厂进行破碎、造粒处理，运往焦化厂；(3)加工后的废塑料在焦化厂按一定比例与煤混合，然后入焦炉共炼焦，废塑料在焦炉内高温干馏。
2.按照权利要求1所述的一种废塑料与煤共焦化处理方法，其特征在于废塑料加入量可以是入炉煤总量的1％-10％。
全文摘要
一种废塑料与煤共焦化处理方法，利用传统炼焦装置、焦油回收装置和煤气净化与回收装置实现废塑料与煤共焦化处理，步骤包括(1)废塑料从生活垃圾中分选出来，压装成型后运往废塑料加工厂；(2)废塑料在加工厂进行破碎、造粒处理，运往焦化厂；(3)加工后的废塑料在焦化厂按一定比例与煤混合，然后入焦炉共炼焦。其特点是废塑料处理方法是采用与煤在焦炉内隔绝空气条件下进行高温干馏，干馏后废塑料转化为焦炭、焦油和煤气，从而实现废塑料100％无害化处理和100％资源化利用；具有投资省，运行费用低，充分利用现有焦炉及其配套系统，实现大规模有效处理废塑料。
文档编号C10G1/00GK1465656SQ0212358
公开日2004年1月7日 申请日期2002年7月4日 优先权日2002年7月4日
发明者廖洪强, 钱凯, 吕劲, 赵鹏, 何亚斌 申请人:首钢总公司