利用混合废塑料垃圾高效清洁制油的方法及水热反应系统技术方案

本发明专利技术提供利用混合废塑料垃圾高效清洁制油的方法及水热反应系统，所述方法包括在温度为160～300℃及压力为20～220bar的条件下，使用碱性水溶液对混合废塑料垃圾进行热水解处理；所述混合废塑料垃圾含PE、PP、PS中的一种或几种，及PET，选择性的该混合废塑料垃圾还可包括PVC；将水热处理后的物料中的水相与固相进行分离，将分离得到的固相进行制油。本发明专利技术不仅避免了混合废塑料中的PET、PVC对油品质的不利影响，能高效清洁制油，还可产生高附加值的产品，例如TA粉末或颗粒，PS再生塑料，并且还能同时利用筛选物中的有机质进行厌氧发酵，提高此类项目的经济性，同时实现了更好的资源循环利用。

Method for efficiently cleaning oil by using mixed waste plastic waste and water heating reaction system

The invention provides a method of using waste plastic garbage clean and efficient oil preparation and hydrothermal reaction system, the method includes at the temperature of 160 to 300 DEG C and the pressure is 20 ~ 220bar under the conditions of using alkaline aqueous solution of mixed waste plastics waste water solution; the mixed waste plastics containing PE PP, PS in one or several, and PET, the mixed waste plastics selectivity may also include PVC; water and solid water after heat treatment in material separation, solid phase separated by oil. The invention can avoid the adverse effects of mixed waste plastics in PET and PVC on oil quality, energy efficient and clean oil, can also produce high value-added products, such as TA powder or granule, PS recycled plastics, and can also use organic matter in the screening of anaerobic fermentation to improve the economic efficiency of such projects at the same time, to achieve a better resource recycling.

【技术实现步骤摘要】
利用混合废塑料垃圾高效清洁制油的方法及水热反应系统
本专利技术涉及利用混合塑料垃圾高效清洁制油的方法及水热反应系统，属于垃圾回收处理领域。
技术介绍
垃圾的资源化回收利用是一个长期需要解决的技术问题，同时也是一个备受关注的社会问题。废塑料是垃圾的一个重要组成部分，废塑料体积蓬松、占据体积大，根据测算，生活垃圾中废塑料的松散堆积密度为55～66kg/m3。含有废塑料的垃圾进行填埋处置时占用库容，又因降解速度慢，严重影响填埋场稳定化过程；而进行焚烧时，极易产生二恶英等严重污染物。现有技术存在对垃圾中的废塑料通过分选富集以提高塑料的含量，然后对其进行热裂解制取油以实现废塑料资源化的方法。然而，尽管国内外对这种废塑料垃圾资源化方式有过尝试，但鲜有从垃圾中分离回收塑料裂解制油成功案例。究其原因，主要是从垃圾中的回收的废塑料是混合的，组成复杂，往往是多种塑料的混合物，通常为PE、PP、PS、PET和PVC的混合物，这些塑料之间以及废塑料与其中混杂的橡胶、纸、织物、木屑等对混合塑料的裂解特性，产物分布有着极其复杂的影响。如上所述，如将从垃圾中回收的混合塑料PE、PP、PS、PET和PVC混合塑料直接进行裂解制油，则产生的燃料油品质低劣，主要由于PET和PVC两个组分裂解产生了大量酸性物质(氯化氢和有机酸)和颗粒状物，易被氧化，性质不稳定，而PE、PP和PS塑料的裂解产物比较理想，全部混合在一起裂解制油的产品品质很差。采用现有分离技术，将PVC和PET与PE、PP和PS分开，非常困难，主要是由于混合塑料上经常附着了油脂、灰土和食物残渣等杂质，使得常见的湿法密度分选和静电分选效率低下，各种塑料的分类回收率低。如采用大量水清洗，干燥后再进行分选，则会造成很高的水耗和能耗，而且分出来的混合在一起的沾有污垢的PET和PVC难以再利用。综上可知，本领域亟需开发一种利用混合废塑料垃圾高效清洁制油的方法及系统以对混合废塑料进行高效回收利用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种利用混合废塑料垃圾清洁制油的方法，该方法能够使混合塑料制备出的燃料油品质高，同时能高效产生高附加值产品，同时三废产生少。本专利技术的再一目的在于提供一种适用于上述方法中热水解处理的系统。利用该系统能够高效节能的进行所述方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种利用混合废塑料垃圾清洁制油的方法，所述方法包括如下步骤：(1)在温度为160～300℃及压力为20～220bar(例如30bar、50bar、100bar、200bar等)的条件下，使用碱性水溶液对混合废塑料垃圾进行热水解处理；所述混合废塑料垃圾含PE、PP、PS中的一种或几种，及PET，选择性的该混合废塑料垃圾还可包括PVC；优选所述混合废塑料垃圾含PE、PP、PS、PET及PVC；(2)将水热处理后的物料中的水相与固相进行分离，将分离得到的固相进行制油。本专利技术创造性的使用热水解反应对混合废塑料垃圾进行处理，其将混合废塑料垃圾中的PET转化为对苯二甲酸(TA)和乙二醇(EG)等产物而进入水相，而保持PE、PP、和/或PS等塑料固相的品质不受影响，如混合废塑料垃圾中含有PVC时，热水解反应将PVC中的氯转化，进入水相，产生不含氯的中间产物，该中间产物亦可与PE、PP、和/或PS等塑料一同去制油，避免了混合废塑料垃圾中的PET和/或PVC对制油的影响。根据本专利技术的具体实施方法，在本专利技术所述方法中，所述碱性水溶液选自Ca(OH)2水溶液、Ba(OH)2水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液和CsOH水溶液中的一种或多种，优选NaOH水溶液，进一步优选地，所述碱性水溶液的浓度为0.3mol/L～1.7mol/L。根据本专利技术的具体实施方式，在本专利技术所述方法中，所述碱性水溶液与所述混合废塑料垃圾的体积质量比为2～5L:1Kg。本专利技术所述的制油可参照现有技术进行，优选地，所述制油为裂解产油，更优选地，其包括如下步骤：将步骤(2)所得固相(混合塑料)送入隔绝空气的热裂解反应釜(可通过双螺旋给料机或其他形式给料机，连续式或序批式皆可)，在380～460℃下(反应温度取决于混合塑料各组分的比例)，在分子筛催化剂(例如HSM5，Y-zeolite等)催化下，经反应转化为裂解油(一般可为10min～1h小时的反应，这取决于反应器形式)。实验表明由本专利技术转化的高品质的裂解油，完全符合船用燃油标准，处理规模超过5万吨/年时，此外，还可以考虑增加分馏设施，升级产品为汽油、轻柴油和船用柴油。根据本专利技术的具体实施方式，在本专利技术所述方法中，当所述混合废塑料垃圾中含有PS，及PE和/或PP时，使用密度分选法将步骤(2)所得固相中的PS与PE和/或PP分开，使用PE和/或PP制油，使用PS进行造粒。由于各类塑料密度不同，可将轻于水的部分(例如PE/PP等混合塑料)与重于水的部分(如PS等)分离，使PS生产更高品质的再生塑料粒子，以实现废塑料垃圾的资源化回收利用。所述密度分选法可参照现有技术进行。根据本专利技术的具体实施方式，在本专利技术所述方法中，以步骤(2)中分离得到的水相中的澄清部分为原料制备对苯二甲酸粉末或颗粒，回收对苯二甲酸后含乙二醇的废水可循环利用(例如清洗设备或清洗除杂)，然后再进入厌氧系统产沼。如前所述，本专利技术所述步骤很好的回收利用了PET，分解后的水相澄清液能够生产出高纯度TA粉末或颗粒。根据本专利技术的具体实施方式，在本专利技术所述方法中，将步骤(2)中分离得到的水相中的浑浊部分经过过滤和滤饼脱水，将滤饼部分(主要是有机质，包括秸秆、木屑、纸等)分离出来用于厌氧产沼，分离出来的废水可循环利用(例如清洗设备或清洗除杂)。当废水中COD等指标过高时，进入污水系统处理后，循环利用于清洗系统。本专利技术中水相与固相分离后，静置分层，其上部为澄清部分，下部为浑浊部分。本专利技术可很好回收利用PET，并可产生出高纯度TA粉末或颗粒、PS再生塑料粒子等高附加值产品，与此同时，当含PVC时，PVC将同时被转化，其中发生断裂反应，将PVC所含的氯元素转化，几乎全部进入水相，使得转化后固相产物用于制油时，如热裂解产油时，几乎不再产生氯化氢，且油产品的品质较好，与PE、PP和PS一同混合热解时不再影响最终油产物的品质。本专利技术所述混合废塑料垃圾可包括生活垃圾或厨余垃圾筛上物、堆肥后分离出的塑料，或餐厨垃圾经预处理分离出的塑料和浮渣(以塑料为主)。特别适用于生活垃圾或厨余垃圾筛上物，生活垃圾和厨余垃圾经机械分选(例如滚筒筛、星形筛等)后会产生筛上物，其主要包含混合塑料、橡胶、纸、织物、木屑等，混合塑料是筛上物中体积份数最高，主要有PE、PP、PS、PET和PVC，体积分数占到70％以上，也是回收价值最高的部分。为更好的使生活垃圾或厨余垃圾筛上物适用于本专利技术，本专利技术可对所述筛上物进行前处理，其包括对筛上物进行破碎筛分，以去除所述筛上物中的无机物(例如骨头、瓦片、砂石等，可将其填埋)，然后进行清洗除杂，以去除混合塑料表面粘着的油脂和有机物。对于所述筛上物中的有机质部分例如秸秆、纸和木屑等是厌氧产沼项目需要提高回收比例的部分，但若单独分离这部分，经济性较差，但与本专利技术相结合，分离有机质去厌氧产沼，混合塑料用于高效清洁裂解制油，其经济性更好，此外由于筛上物的有机质部经过了碱式热水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用混合废塑料垃圾清洁制油的方法，所述方法包括如下步骤：(1)在温度为160～300℃及压力为20～220bar的条件下，使用碱性水溶液对混合废塑料垃圾进行热水解处理；所述混合废塑料垃圾含PE、PP、PS中的一种或几种，及PET，选择性的该混合废塑料垃圾还可包括PVC；优选所述混合废塑料垃圾含PE、PP、PS、PET及PVC；(2)将水热处理后的物料中的水相与固相进行分离，将分离得到的固相进行制油。

【技术特征摘要】
1.一种利用混合废塑料垃圾清洁制油的方法，所述方法包括如下步骤：(1)在温度为160～300℃及压力为20～220bar的条件下，使用碱性水溶液对混合废塑料垃圾进行热水解处理；所述混合废塑料垃圾含PE、PP、PS中的一种或几种，及PET，选择性的该混合废塑料垃圾还可包括PVC；优选所述混合废塑料垃圾含PE、PP、PS、PET及PVC；(2)将水热处理后的物料中的水相与固相进行分离，将分离得到的固相进行制油。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碱性水溶液选自Ca(OH)2水溶液、Ba(OH)2水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液和CsOH水溶液中的一种或多种，优选NaOH水溶液，进一步优选地，所述碱性水溶液的浓度为0.3mol/L～1.7mol/L；优选地，所述碱性水溶液与所述混合废塑料垃圾的体积质量比为2～5L:1Kg。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述制油为裂解制油；优选地，其包括如下步骤：将步骤(2)分离得到的固相送入隔绝空气的热裂解反应釜，在380～460℃下，在分子筛催化剂催化下，经反应转化为裂解油。4.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述混合废塑料垃圾中含有PS，及PE和/或PP时，使用密度分选法将步骤(2)所得固相中的PS与PE和/或PP分开，使用PE和/或PP制油，使用PS进行造粒。5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其中，以步骤(2)中分离得到的水相中的澄清部分为原料制备对苯二甲酸粉末或颗粒，回收对苯二甲酸后含乙二醇的废水可循环利用，然后再进入厌氧系统产沼。6.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其中，将步骤(2)中分离得到的水相中的浑浊部分经过过滤和滤饼脱水，将滤饼部分用于厌氧产沼，分离出来的废水可...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，刘晓兰，
申请(专利权)人：北京首创环境投资有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11