一种褐煤与废塑料共热解制备提质焦油的方法

本发明属于煤炭能源领域与固体废弃物综合利用，特别涉及一种褐煤与废塑料共热解制备焦油的方法。

背景技术：

1、煤化程度低的褐煤，高水分、低发热量、易于自燃等缺陷制约了其加工利用。在采用褐煤制备燃料油时，需要的温度较高，工艺条件较为苛刻。同时，产生的煤焦油含尘量高，含氧量高，重质组分多，造成后续焦油加工困难等问题。

2、塑料和塑料制品在日常生活中被广泛应用，从塑料的种类来看主要是聚乙烯，聚丙烯等聚烯烃废塑料。但是塑料的回收利用仅占塑料产量的30％，大部分废旧塑料被使用填埋、焚烧等传统方法处理。使用热解等热化学法处理塑料可以解决废旧塑料的污染问题，但塑料单独热解制备燃料油尚有不足，反应条件苛刻，能耗较大，液态燃料油含蜡量高。

3、煤与废旧塑料共热解能够在处理塑料废品的同时提高了煤产品的质量。然而塑料和煤共热解过程中存在以下问题：(1)根据反应温度的不同，煤热解温度分为300-600℃低温热解、600-800℃中温热解和900℃以上高温热解，现有技术中大部分共热反应都在600℃以上，其主要目的是为了得到高品质的焦炭，塑料的热解温度为400℃左右，煤的热解温度在600℃以上，塑料在煤热解时处于熔融状态，焦油产量虽然有所提高但焦油的质量下降；(2)由于塑料含量增加影响焦炭质量，塑料的添加量一般都控制在10％以内，无法达到处理废旧塑料，解决了白色污染问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对目前褐煤单独热解焦油品质以及塑料热解反应条件苛刻等不足，将“贫氢”的褐煤与“富氢”的废旧塑料聚乙烯pe相结合，提出了一种褐煤与废塑料pe共热解制备燃料油的新方法,解决了现有煤与废旧塑料共热解过程中，由于热解温度不一导致的焦油质量下降问题，同时解决了废旧塑料添加量少，处理量少的问题。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、本发明提供了一种褐煤与废塑料pe共热解制备提质焦油的方法，包括以下步骤：

4、(1)对原料褐煤烘箱106℃干燥36h后，进行破碎、筛分、再次干燥后备用，处理后的褐煤粒径≤0.075mm，对废塑料pe进行粉碎、筛分、干燥8h后备用，处理后的废塑料pe的粒径≤0.075mm；

5、(2)将处理后一定量的褐煤与废塑料pe按照7：3的质量比均匀混合，得到褐煤/废塑料pe混合样品，将其加入固定床热解反应器中；

6、(3)n2气氛下，对固定床热解反应器中的褐煤/废塑料pe混合样品加热升温到440～540℃进行热解反应，反应完成后气态产物通入装有的正己烷溶剂的球形冷阱中，所述球形冷阱冷浸没在0～-5℃的冰盐水浴中用于捕获热解液态产物；焦油溶解于正己烷中，通过球形冷阱冷能够将产物中的焦油和热解气分离。正己烷提高了焦油的捕获能力，同时避免在更低的温度下获取煤焦油；

7、(4)将步骤(3)得到的热解液态产物进行抽滤去除杂质，然后旋蒸去除正己烷溶剂，获得提质焦油。

8、优选的，所述步骤(1)的褐煤选自焦油产率在7％～12％的富油煤。

9、优选的，所述步骤(2)中混合方式采用机械混合法。

10、具体地，所述步骤(3)的热解处理温度为440～540℃，440～450℃，450～500℃，450～540℃，450℃，500℃等，但不限于所列举数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为450℃。

11、优选的，步骤(3)所述的热解时间为30～40min，30～35min，35～40min。

12、具体地，所述步骤(4)中液态热解产物经循环水式真空泵抽滤后通过旋转蒸发仪分离正己烷溶剂与提质焦油。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

14、(1)本发明以塑料废弃物pe和褐煤作为原料在低温下进行共热解，不但实现了两者热解过程的协同，而且将原料中pe的含量提高到30％，大大增加了废塑料的使用量，解决了废旧塑料给环境带来的污染问题，也减少了化石资源的使用，最重要的是改善了褐煤热解液体焦油的产物组成，减少了焦油中的重质组分，降低了焦油的含氧量，提高了焦油的质量，热解气中h2o的含量减少了，co的含量增加了，提高了热解气的质量；

15、(2)本发明整个工艺过程简单、能耗较低、操作方便，具有工业化应用前景；

16、(3)褐煤和塑料废弃物共热解过程存在协同作用，促进了热解反应的进行，对得到油品的品质得到很大的提升，具有重要的理论基础和未来的应用价值。

技术特征：

1.一种褐煤与废塑料pe共热解制备提质焦油的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的褐煤与废塑料pe共热解制备提质焦油的方法，其特征在于，所述步骤(1)的褐煤选自焦油产率在7％～12％的富油煤。

3.根据权利要求1所述的褐煤与废塑料pe共热解制备提质焦油的方法，其特征在于，所述步骤(3)的热解温度为450～500℃，450～540℃，450℃或500℃。

4.根据权利要求1所述的褐煤与废塑料pe共热解制备提质焦油的方法，其特征在于，步骤(3)所述的热解时间为30～40min，30～35min或35～40min。

5.根据权利要求1所述的褐煤与废塑料pe共热解制备提质焦油的方法，其特征在于，所述步骤(4)中液态热解产物经循环水式真空泵抽滤后通过旋转蒸发仪分离正己烷溶剂与提质焦油。

技术总结
本发明公开了一种褐煤与废塑料PE共热解制备提质焦油的方法，其包括以下步骤：对原料褐煤和废塑料PE进行预处理，将处理后一定量的褐煤与废塑料PE按照7：3的质量比均匀混合，得到褐煤/废塑料PE混合样品，将其加入固定床热解反应器中；N<subgt;2</subgt;气氛下，对固定床热解反应器中的褐煤/废塑料PE混合样品加热升温到440～540℃进行热解反应，反应完成后气态产物通入装有的正己烷溶剂的球形冷阱中，所述球形冷阱冷浸没在0～‑5℃的冰盐水浴中用于捕获热解液态产物；将得到的热解液态产物进行抽滤去除杂质，然后旋蒸去除正己烷溶剂，获得提质焦油。该方法不但实现了两者热解过程的协同，而且将原料中PE的含量提高到30％，最重要的是提高了焦油和热解气的质量。

技术研发人员：邹海旭,樊星,魏文瀚,白翔,魏贤勇,何晓燕
受保护的技术使用者：伊犁师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14