一种废旧塑料颗粒的高效利用方法技术

本发明专利技术公开了一种废旧塑料颗粒的高效利用方法，通过在转炉或电炉冶炼时，将废旧塑料颗粒作为原料加入转炉或电炉中，所述废旧塑料颗粒与废钢的用量比为(0.1～1)吨：1吨；废旧塑料颗粒高温裂解会产生H2、CO气体及炭黑，热解的炭黑可与冶炼钢水中的氧发生反应生成一氧化碳并释放热能，同时H2、CO气体可作为能源回收利用，减少环境污染；本发明专利技术充分利用塑料废弃物这种潜在资源，解决了塑料资源巨大浪费问题及给环境带来的危害，同时使回收转炉煤气的产量和质量有了明显提高，吨钢煤气回收量增加15～22％、单位发热值提高15～25％、节能10～30％、市场前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧塑料颗粒的高效利用方法
本专利技术涉及废旧塑料利用方法，具体涉及一种废旧塑料颗粒的高效利用方法。
技术介绍
转炉炼钢在我国炼钢工艺中占据主导地位，其中的副产品—转炉煤气是钢铁企业重要的二次能源，它的回收占整个炼钢工序能源回收总量的80％-90％；因此，提高转炉炼钢煤气回收的量和质，有利于增加炼钢效益并有效地减少温室效应气体CO2的排放，进而对钢铁企业实现可持续发展的意义十分重要。目前，我国转炉煤气回收还处于较低的水平，普遍存在煤气回收率低、回收煤气中CO含量低和CO2、O2含量高等问题。为了解决上述问题，降低转炉煤气中的氧气含量，有研究通过在转炉煤气中吹入废旧轮胎粉，通过控制废旧轮胎粉的添加量将转炉煤气中的氧气体积含量降低至1％以下；然而，废旧轮胎粉中含有硫元素，在高温下会产生二氧化硫气体排放造成环境污染，同时，为了解决二氧化硫污染的问题，人们不得不通过添加脱硫剂与废旧轮胎粉进行混合添加降低废旧轮胎中硫对环境污染，又增加了原料的投入使工艺更加复杂，同时增加了成本，可靠性不高。另一个值得关注的问题是，我国城市生活垃圾中的废塑料约占垃圾总量的4％～10％，年产量达到500～600万吨，而且每年正以8％～9％的速度增长，随着塑料产量猛增，塑料废弃物也不断增长，废弃的塑料制品对环境保护已产生直接的负面影响，造成了危害，它是继大气污染、水污染之后的第三大公害，被人们称之为“白色污染”。因此，如何治理“白色污染”，实现废塑料资源化利用和无害化处理，已经成为国人关注的焦点；废塑料资源化回收利用技术主要包括废塑料的再生技术，热处理油化技术，加工成衍生燃料焚烧能源化利用技术以及其他化学处理技术，如制涂料、油漆、黏合剂、轻质建材等。但是，废塑料的再生利用要求废塑料的组成相对单一、纯净，这样才能从根本上保证再生塑料的质量和再利用价值；废塑料再生利用技术是废塑料资源化利用和无害化处理的重要手段和方法，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益，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。为了解决废塑料再生利用难以达到规模化生产的问题，科学家专利技术了废塑料热分解油化技术，该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；该法可以处理不易再生利用的废塑料，但大多数工艺以处理同类或单种废塑料为主，对于处理混合废塑料，目前主要存在分选、给料与排渣、传热与结焦、催化剂再生等技术难题，同时也存在收集困难和需提供外在热源导致投资运行成本较高等问题。针对现有技术中存在的转炉煤气回收率低、回收煤气中CO含量低和CO2、O2含量高以及废旧塑料回收利用难的问题，本专利技术提出向转炉或电炉中添加废旧塑料颗粒作为原料制备高品质煤气的新方法，将废塑料粉热解、气化技术应用到冶金高温废气利用中，充分利用废旧塑料这种资源，为冶金高温废气的利用开辟一条新的技术途径。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种废旧塑料颗粒的高效利用的方法，通过在转炉或电炉冶炼中转炉煤气回收时，将废旧塑料颗粒作为原料加入转炉或电炉中，达到安全高效回收转炉煤气的目的，本专利技术充分利用冶炼过程中的高温废热，消纳废旧塑料，一方面废旧塑料热解会产生H2、CO，可以作为能源回收提高转炉和或电炉煤气的品质；另一方面废旧塑料热解过程中会放出大量热能，从而节省能源，对于钢铁企业节能减排、降本增效具有重大意义。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种废旧塑料颗粒的高效利用方法，包括如下步骤：在转炉或电炉冶炼时，将废旧塑料颗粒作为原料加入转炉或电炉中，所述废旧塑料颗粒与废钢的用量比为(0.1～1)吨：1吨。优选的，所述废旧塑料颗粒为苯二甲酸乙二醇、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯中的一种或多种。优选的，所述废旧塑料颗粒的粒度为0.5mm～20mm；当温度较高时，粒径小的颗粒产生粘结，挥发分不易从颗粒间隙中析出，热解气产率降低，而粒径大的颗粒由于间隙较大在较高温度下仍可将挥发分析出，对热解气、热解油的产率并无明显影响。优选的，所述废旧塑料颗粒与废钢的用量比为0.5吨：1吨。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的方法通过在转炉或电炉冶炼中转炉煤气回收时，在废钢或钢水中加入一定量的废旧塑料颗粒，使废旧塑料颗粒利用冶炼过程中钢水的高温裂解为热解气体和热解炭黑，热解气体主要为H2、CO，热解的炭黑与转炉煤气中的氧发生反应生成一氧化碳并释放热能，热解产生的氢气、CO可作为能源回收利用，在保证煤气回收的安全同时，提高了煤气的单位发热值，减少了环境污染；当废旧塑料颗粒添加量较低时，能够对氧气含量起到有效的控制，当废旧塑料颗粒添加量较高时，还能够裂解产生H2、CO作为能源回收利用，节省能源。(2)本专利技术工艺简单高效，在原有煤气净化回收系统中直接添加废旧塑料颗粒作为原料，成本低廉，来源广泛，同时解决了塑料废弃物带来的“白色污染”。(3)本专利技术工艺安全可靠，解决了煤气回收过程中的氧气泄爆和高温自燃问题，实现接近无氧回收煤气，为延长汽化冷却烟道多回收蒸汽创造了条件；(4)本专利技术工艺环保，塑料热解产生的部分残余碳可将温室气体CO2转化成CO回收利用，使资源得到综合利用，对除尘效果无明显影响。(5)本专利技术的方法实用性强，安全可靠，控制稳定，使回收转炉煤气的产量和质量有了明显提高，吨钢煤气回收量增加15～22％、单位发热值提高15～25％、节能10～30％、市场前景广阔。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术；除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。本专利技术实施例中采用的废旧塑料为苯二甲酸乙二醇、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯中的一种或多种。转炉煤气主要成分一般为(体积分数)：CO为45～65％，H2＜2％，CO2为15～25％，O2为1～3％，N2为24～38％；转炉煤气发热值在6500～8400KJ/m3。实施例1本实施例提供一种废旧塑料颗粒的高效利用方法，冶炼采用的转炉为120t转炉，采用的废旧塑料颗粒为苯二甲酸乙二醇废旧塑料颗粒，所述苯二甲酸乙二醇废旧塑料颗粒的粒度为10mm。在转炉冶炼中转炉煤气回收时，将所述苯二甲酸乙二醇废旧塑料颗粒作为原料加入转炉中，所述苯二甲酸乙二醇废旧塑料颗粒与废钢的用量比为0.5吨：1吨。按上述方法进行10次试验，回收的平均煤气量为135m3/吨钢，回收的煤气主要成分按体积百分比为CO68～85％，CO24～10％，H23～5％，O20.1～0.5％，余量为甲烷等有机物。不添加废旧塑料颗粒进行对比试验，煤气回收的平均煤气量为110m3/吨钢，回收的煤气主要成分按体积百分比为CO45～70％，CO210～25％，H20.5～1％，O20.4～1.2％，余量为氮气等。与原有技术相比，每吨钢冶炼后煤气回收量平均增加22％，煤气单位发热值平均提高25％，节能30％。实施例2本实施例提供一种废旧塑料颗粒的高效利用方法，与实施例1相比，不同之处在于，冶炼采用的转炉为100t转炉，在转炉煤气回收时，将废旧塑料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧塑料颗粒的高效利用方法，其特征在于，包括如下步骤：在转炉或电炉冶炼时，将废旧塑料颗粒作为原料加入转炉或电炉中，所述废旧塑料颗粒与废钢的用量比为(0.1～1)吨：1吨。

【技术特征摘要】
1.一种废旧塑料颗粒的高效利用方法，其特征在于，包括如下步骤：在转炉或电炉冶炼时，将废旧塑料颗粒作为原料加入转炉或电炉中，所述废旧塑料颗粒与废钢的用量比为(0.1～1)吨：1吨。2.根据权利要求1所述的一种废旧塑料颗粒的高效利用方法，其特征在于，所述废旧塑料颗粒为苯二甲酸乙二醇、高密度聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建安，宋伟明，张翔，吴江江，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42