溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置及方法，其中，该装置包括给料器(1)、流化床反应器(2)、冷凝器(4)、分离器(5)、一级储油罐(6)、反应釜(8)、二级储油罐(7)和尾气处理器；流化床反应器(2)用于加热待处理的溴系阻燃废塑料，使待处理的溴系阻燃废塑料发生热解反应得到一级热解油；该反应釜(8)用于将一级热解油进行催化脱溴反应，得到二级热解油。本发明专利技术中的装置及方法能够有效降低溴系阻燃废塑料热解油中的溴含量，得到环保的可被商业应用高品质无溴热解油。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护和能源利用领域，更具体地，涉及一种溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置及方法，该装置及方法将是溴系阻燃废塑料分步热解催化脱溴提质制备热解油燃料，有效提高热解油的产量和品质，降低热解油中有机溴的含量，并能抑制溴代二恶英类污染物的形成，是溴系阻燃废塑料高效资源化利用的装置和方法。
技术介绍
随着科技的迅速发展，生产技术的创新和市场需求加速了电子电器产品的更新换代，由此产生的电子电器废弃物日益增多。我国每年产生电子废弃物约230万吨，对全世界电子废弃物的占有量达11.5％，俨然成为了电子废弃物生产大国。在电子废弃物中，电子废塑料的比重占有约30％，这类材料来源于石油产品，在适当条件下将这些成分转化成燃料或化工产品加以回收利用，从经济和环保两个方面均具有很强的吸引力。电子废弃塑料中通常含有溴代阻燃剂(即溴系阻燃剂)，用以提高电子产品的难燃特性，如：十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A。溴系阻燃剂的广泛应用于电子电器产品中，如电视机、电脑显示器、电冰箱、空调器、洗衣机外壳等等。大部分的溴系阻燃剂具有较高的持久性和生物富集性，容易在人和动物体内累积，危害内分泌系统，甚至致癌。另外，溴代阻燃剂在环境中容易分解会产生强致癌物质溴代二恶英和联苯呋喃导致对土壤和地下水的二次污染。因此，对于大量存在的溴系阻燃电子废塑料，采取安全有效的回收技术，具有资源化利用和消除环境污染双重意义。中国专利技术专利公开号为CN104722555A公开了一种含溴塑料废物无害化脱溴的方法，采用超临界流体氨水法对阻燃废塑料直接高温高压脱溴处理，此方法可实现对溴系阻燃剂的有效脱除，但此方法采用的高温高压处理所耗外部能源大，增加了操作成本，且未实现热解油的资源化回收。中国发明专利(公开号为CN103589454A)申请文件中公开了一种废塑料热解油制备清洁燃料油的方法，该方法提出了对废塑料热解油采用添加剂或吸附剂在一定条件下的可以有效的脱除热解油中的杂质，但该方法并没有系统的给出对废塑料原料的回收处理技术，尤其对于高有机溴含量的溴系阻燃废塑料热解油，这种方法无法有效的脱除其中的溴元素，热解油的品质无法进一步提高。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于一种溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置及方法，其中通过对其关键热解反应组件、催化脱溴反应组件、尾气回收组件的结构及其设置方式，对应的热解工艺、以及催化脱溴工艺的工艺参数(如原料配比、处理温度)等进行改进，与现有技术相比能够有效解决溴系阻燃废塑料热解油中有机溴含量高的问题，制备得到环保的溴系阻燃废塑料热解油，并且该装置及方法能够提高环保的热解油的油产率，资源利用率好。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置，其特征在于，包括给料器(1)、流化床反应器(2)、冷凝器(4)、分离器(5)、一级储油罐(6)、反应釜(8)、二级储油罐(7)和尾气处理器；其中，所述给料器(1)与所述流化床反应器(2)相连，用于向该流化床反应器(2)内输入待处理的溴系阻燃废塑料；所述流化床反应器(2)用于加热该流化床反应器(2)内的所述待处理的溴系阻燃废塑料，使所述待处理的溴系阻燃废塑料发生热解反应，该热解反应产生的气体被通入到所述冷凝器(4)进行冷凝处理；该冷凝处理得到的一级热解油、残留的尾气和固体残渣通过所述分离器(5)分离，所述一级热解油被送入所述一级储油罐(6)中放置，所述残留的尾气被通入所述尾气处理器内进行尾气处理；所述一级储油罐(6)与所述反应釜(8)相连，该反应釜(8)用于将所述一级储油罐(6)与催化剂在密封环境下加热至150℃～300℃进行催化脱溴反应，该催化脱溴反应得到二级热解油和含溴元素气体，所述含溴元素气体被通入所述尾气处理器内进行尾气处理，所述二级热解油被送入所述二级储油罐(7)中放置，该二级热解油即为所述溴系阻燃废塑料热解催化脱溴得到的热解油。作为本专利技术的进一步优选，所述冷凝器(4)的冷凝温度为-20℃～-10℃。作为本专利技术的进一步优选，所述流化床反应器(2)具有载气通道，该载气通道用于向所述流化床反应器(2)内通入载气；所述载气为氮气和氦气中的至少一种。作为本专利技术的进一步优选，所述尾气处理器包括喷淋塔(9)，该喷淋塔(9)用于喷淋碱性溶液；优选的，所述碱性溶液为NaHCO3和Na2CO3的水溶液，该碱性溶液中NaHCO3的含量为2.52g/L，Na2CO3的含量为2.54g/L。作为本专利技术的进一步优选，所述尾气处理器还包括净化器(10)和燃烧室(11)，所述燃烧室(11)通过所述净化器(10)与所述喷淋塔(9)相连，该净化器(10)用于吸收水分；所述含溴元素气体和所述分离器(5)分离得到的残留的尾气通过该喷淋塔(9)喷淋后，接着通入所述净化器(10)内除水，并最终通入到所述燃烧室(11)内燃烧；该燃烧室(11)燃烧产生的热量用于向所述载气通道供热，预热所述载气。作为本专利技术的进一步优选，所述流化床反应器(2)内的流化床床料为石英砂，该石英砂的粒径为150μm～250μm，总重量为10g～20g；所述溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置还包括水冷却装置，该水冷却装置用于冷却所述反应釜(8)。作为本专利技术的进一步优选，所述待处理的溴系阻燃废塑料为电子电器产品外壳，优选的，所述电子电器产品外壳为电视机外壳、电脑显示器外壳、电冰箱外壳、空调器外壳和洗衣机外壳中的至少一种。按照本专利技术的另一方面，提供了一种溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)溴系阻燃废塑料的预处理：将待处理的溴系阻燃废塑料破碎形成粒径为75μm～250μm的溴系阻燃废塑料颗粒；接着，将所述溴系阻燃废塑料颗粒在100℃～105℃下干燥2h～5h，得到热解反应原料；(2)向流化床反应器通入载气排除该流化床反应器内的空气，并将所述流化床反应器加热至450℃～550℃；(3)将所述步骤(1)得到的热解反应原料加入到所述步骤(2)中的所述流化床反应器中，进行热解反应；该热解反应产生的气体随后经过冷凝处理，该冷凝处理得到的液态产物即一级热解油；(4)将所述步骤(3)得到的所述一级热解油与催化剂在密封环境下加热至150℃～300℃保温至少30min进行催化脱溴反应，该催化脱溴反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置，其特征在于，包括给料器(1)、流化床反应器(2)、冷凝器(4)、分离器(5)、一级储油罐(6)、反应釜(8)、二级储油罐(7)和尾气处理器；其中，所述给料器(1)与所述流化床反应器(2)相连，用于向该流化床反应器(2)内输入待处理的溴系阻燃废塑料；所述流化床反应器(2)用于加热该流化床反应器(2)内的所述待处理的溴系阻燃废塑料，使所述待处理的溴系阻燃废塑料发生热解反应，该热解反应产生的气体被通入到所述冷凝器(4)进行冷凝处理；该冷凝处理得到的一级热解油、残留的尾气和固体残渣通过所述分离器(5)分离，所述一级热解油被送入所述一级储油罐(6)中放置，所述残留的尾气被通入所述尾气处理器内进行尾气处理；所述一级储油罐(6)与所述反应釜(8)相连，该反应釜(8)用于将所述一级储油罐(6)与催化剂在密封环境下加热至150℃～300℃进行催化脱溴反应，该催化脱溴反应得到二级热解油和含溴元素气体，所述含溴元素气体被通入所述尾气处理器内进行尾气处理，所述二级热解油被送入所述二级储油罐(7)中放置，该二级热解油即为所述溴系阻燃废塑料热解催化脱溴得到的热解油；优选的，所述冷凝器(4)的冷凝温度为‑20℃～‑10℃。...

【技术特征摘要】
1.一种溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置，其特征在于，
包括给料器(1)、流化床反应器(2)、冷凝器(4)、分离器(5)、一
级储油罐(6)、反应釜(8)、二级储油罐(7)和尾气处理器；其中，
所述给料器(1)与所述流化床反应器(2)相连，用于向该流化床反
应器(2)内输入待处理的溴系阻燃废塑料；所述流化床反应器(2)用于
加热该流化床反应器(2)内的所述待处理的溴系阻燃废塑料，使所述待处
理的溴系阻燃废塑料发生热解反应，该热解反应产生的气体被通入到所述
冷凝器(4)进行冷凝处理；该冷凝处理得到的一级热解油、残留的尾气和
固体残渣通过所述分离器(5)分离，所述一级热解油被送入所述一级储油
罐(6)中放置，所述残留的尾气被通入所述尾气处理器内进行尾气处理；
所述一级储油罐(6)与所述反应釜(8)相连，该反应釜(8)用于将
所述一级储油罐(6)与催化剂在密封环境下加热至150℃～300℃进行催化
脱溴反应，该催化脱溴反应得到二级热解油和含溴元素气体，所述含溴元
素气体被通入所述尾气处理器内进行尾气处理，所述二级热解油被送入所
述二级储油罐(7)中放置，该二级热解油即为所述溴系阻燃废塑料热解催
化脱溴得到的热解油；
优选的，所述冷凝器(4)的冷凝温度为-20℃～-10℃。
2.如权利要求1所述溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置，
其特征在于，所述流化床反应器(2)具有载气通道，该载气通道用于向所
述流化床反应器(2)内通入载气；所述载气为氮气和氦气中的至少一种。
3.如权利要求2所述溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置，
其特征在于，所述尾气处理器包括喷淋塔(9)，该喷淋塔(9)用于喷淋
碱性溶液；优选的，所述碱性溶液为NaHCO3和Na2CO3的水溶液，该碱性
溶液中NaHCO3的含量为2.52g/L，Na2CO3的含量为2.54g/L。
4.如权利要求3所述溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置，
其特征在于，所述尾气处理器还包括净化器(10)和燃烧室(11)，
所述燃烧室(11)通过所述净化器(10)与所述喷淋塔(9)相连，该
净化器(10)用于吸收水分；所述含溴元素气体和所述分离器(5)分离得
到的残留的尾气通过该喷淋塔(9)喷淋后，接着通入所述净化器(10)内
除水，并最终通入到所述燃烧室(11)内燃烧；
该燃烧室(11)燃烧产生的热量用于向所述载气通道供热，预热所述
载气。
5.如权利要求1所述溴系阻燃废塑料热解催化脱溴制备热解油的装置，
其特征在于，所述流化床反应器(2)内的流化床床料为石英砂，该石英砂
的粒径为150μm～250μm，总重量为10g～20g；所述溴系阻燃废塑料热...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙路石，马川，王贲，于洁，向军，胡松，周长松，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42