本发明专利技术公开了一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法及装置，所述工艺流程具体包括以下步骤:粉碎大块聚氨酯废弃物；将多元醇、降解剂I和催化剂I混合预热；预热结束后将混合降解液以及碎泡沫加入初步反应罐I进行初次降解得到初级降解液；将初级降解液、降解剂II和催化剂II加入二次反应罐II进行二次降解，反应1～3h后即可得到回收多元醇，可直接用于发泡。本发明专利技术优化后的降解工艺流程及设备解决了降解泡沫时传质传热的问题并且调控了聚氨酯泡沫关键化学键高效解离的降解工序，反应条件温和，反应时间短，减少了能源损耗，无需进行后处理，以及设计了一种高效的以铜为基体与两种金属氧化物复配的催化剂降低了生产成本的同时提高了降解效率。高了降解效率。高了降解效率。
【技术实现步骤摘要】
一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法及装置
[0001]本专利技术涉及废弃聚氨酯泡沫降解与回收领域，具体涉及一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法及装置。
技术介绍
[0002]聚氨酯泡沫是一种具有三维交联网络结构的热固性高分子材料，热力学、力学性能优异，常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具、服装和隔音内衬等。随着聚氨酯消费规模逐年递增，随之带来的便是废弃聚氨酯材料的处理问题。但由于热固性聚氨酯材料稳定的化学结构和良好的热力学性能，其废弃物通常难以降解与回收。因此，如何处理聚氨酯废弃物成为世界级难题。
[0003]废弃聚氨酯泡沫通常可通过化学降解的方法回收可再聚合的多元醇，以达到循环回用的目的。由于降解反应为典型的异相反应，泡沫密度小、存在闭孔结构的特点将影响反应过程中的传质与传热，最终导致降解程度低、速率慢、回收产物成分复杂等问题，因此即使在实验室实现化学回收的方法也很难将其应用至工业化程度。目前全球唯一实现降解方法工业化的仅有德国的H&S ANLAGENTECHNIK GMBH公司。他们报道了一种单反应罐的工艺设备及流程，但其工艺设备及流程仍然无法有效地解决泡沫在降解时传质与传热的问题，需要极长的反应时间。
[0004]因此，要解决泡沫降解时传质与传热的问题需要进行诸多工序。而降解反应工序对聚氨酯泡沫关键化学键的高效解离起到极为重要的作用。在工艺上如何调控并解决这些问题，设计出一种新颖、环保、科学、实用的降解工艺流程、设备以及设计高效的催化剂是目前亟待解决的难题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的则是克服了现有技术的不足，采用了二次降解的技术，尽可能地降低降解聚氨酯泡沫时传质传热所带来的影响，缩短了反应时间，提供了一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法及装置。
[0006]一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收装置，包括依次连接的活化反应罐、初步反应罐以及二次反应罐；
[0007]所述的活化反应罐的顶部设置有多元醇加入管口、降解剂加入管口以及催化剂加入管口，所述的活化反应罐的底部设置有活化反应罐出料管口；
[0008]所述的初步反应罐顶部设有初步反应罐进料管口、多元醇补加管口以及聚氨酯泡沫加入管口，所述的初步反应罐进料管口与所述活化反应罐出料管口连接，所述的初步反应罐的底部设置有初步反应罐出料管口；
[0009]所述的二次反应罐顶部设有二次反应罐进料管口、加料管口以及抽负压管口，所述的二次反应罐进料管口与所述初步反应罐出料管口连接，所述的二次反应罐底部设置有二次反应罐出料管口。
[0010]所述的抽负压管口与所述抽真空装置连接。
[0011]所述的活化反应罐、初步反应罐以及二次反应罐内均设置搅拌桨，所述初步反应罐内的搅拌桨采用类似螺带式的搅拌桨。
[0012]一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法，包括以下步骤:
[0013](1)粉碎:将回收的大块聚氨酯废弃物粉碎，得到粉碎的聚氨酯软泡废弃物，储藏在泡沫料仓；
[0014](2)预热:将多元醇、降解剂I和催化剂I加入到活化反应罐内部，设定活化反应罐内反应温度和搅拌速率，开启搅拌器后在活化反应罐内进行预热得到混合降解液；
[0015](3)初次降解:设定初步反应罐内的反应温度和搅拌速度，开启搅拌器，将活化反应罐中预热结束的混合降解液定量进入到初步反应罐。采用间歇投料的方法，将粉碎的聚氨酯软泡废弃物定量加入到初步反应罐内，再定量加入多元醇至初步反应罐进行初步反应直至无聚氨酯泡沫存在，得到初级降解液；
[0016](4)二次降解:设定二次反应罐内的反应温度和搅拌速度，开启搅拌器，将初步反应罐中反应得到的初级降解液定量加入到二次反应罐，定量投入降解剂II和催化剂II，并且开启二次反应罐的抽负压装置进行二次反应，反应后得到均相的回收多元醇。
[0017]步骤(1)中:所述聚氨酯的软泡废弃物粉碎后碎块的直径为0.7～3.0cm。能够增大反应接触面积，提高降解效率。
[0018]步骤(2)中:所述活化反应罐内预热温度为80～120℃，预热时间为20～40min。所述活化反应罐内搅拌器的搅拌速率设置为10
‑
30r/min。
[0019]所述活化反应罐内多元醇、降解剂I和催化剂I的质量比为100:10:1～100:30:5。
[0020]所述活化罐内多元醇为商用的聚醚多元醇，具体可选用CARADOL SC56
‑
23。
[0021]所述活化罐内降解剂I为三苯基膦、三乙胺、2,2'
‑
二羟基二乙胺、氢氧化钠、碳酸钠、柠檬酸盐、乙酸盐、磷酸盐中的一种或两种以上的混合物。
[0022]所述活化罐内催化剂I为纳米铜、纳米氧化锌、纳米氧化铯、纳米锌、乙醇钠、甲醇钠、醋酸锌、醋酸铝、精氨酸中的一种或两种以上的混合物。
[0023]步骤(3)中:所述初步反应罐I内的反应温度为130～170℃。
[0024]所述初步反应罐I内搅拌器的搅拌速率设置为20
‑
100r/min。
[0025]所述初步反应罐I内废弃聚氨酯碎泡和混合降解液的质量比为1:1～1:1.5。
[0026]所述初步反应罐I内加入多元醇和废弃聚氨酯碎泡的质量比为0.1:1～1:1。
[0027]所述初步反应罐I内多元醇为商用的聚醚多元醇CARADOL SC56
‑
23。
[0028]所述初步反应罐I内初级降解液静置冷却至25℃后粘度在2500～15000mPa
·
s，羟值在30～200mgKOH/g之间。
[0029]所述初步反应罐I内的搅拌桨采用类似螺带式的搅拌桨。在降解过程中能使顶部的聚氨酯泡沫下压，使底部的初级降解液上翻，极大地增大了泡沫与初级降解液的接触面积。充分提高了泡沫降解时传质传热的能力。
[0030]所述初步反应罐I采用S316L材料，金属经氧化性介质钝化处理，能完全承受初次降解阶段中所述的反应条件。
[0031]步骤(4)中:所述二次反应罐II内的反应温度为140～180℃。
[0032]所述二次反应罐II内搅拌器的搅拌速率设置为50
‑
200r/min。
[0033]所述二次反应罐II内的反应时间为1～3h。
[0034]所述二次反应罐II内降解剂II和催化剂II按投入的废弃聚氨酯碎泡质量10:1:100～40:5:100投入。
[0035]所述二次反应罐II内抽负压0.01
‑
0.07MPa。
[0036]所述二次反应罐II内降解剂II为乙酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、苯甲酸、水杨酸、乙二酸、戊二酸、己二酸、盐酸中的一种或两种以上的混合物。
[0037]所述二次反应罐II内催化剂II为以铜为基体与两种金属氧化物复配的催化剂，金属氧化物优选氧化锌、氧化镁、氧化铝。其机理为:首先Cu作为吸附氢离子的活性位点对酯基(C＝O)、醚键(C本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收装置，其特征在于，包括依次连接的活化反应罐、初步反应罐以及二次反应罐；所述的活化反应罐的顶部设置有多元醇加入管口、降解剂加入管口以及催化剂加入管口，所述的活化反应罐的底部设置有活化反应罐出料管口；所述的初步反应罐顶部设有初步反应罐进料管口、多元醇补加管口以及聚氨酯泡沫加入管口，所述的初步反应罐进料管口与所述活化反应罐出料管口连接，所述的初步反应罐的底部设置有初步反应罐出料管口；所述的二次反应罐顶部设有二次反应罐进料管口、加料管口以及抽负压管口，所述的二次反应罐进料管口与所述初步反应罐出料管口连接，所述的二次反应罐底部设置有二次反应罐出料管口。2.根据权利要求1所述的废弃聚氨酯泡沫降解与回收装置，其特征在于，所述的抽负压管口与所述抽真空装置连接。3.根据权利要求1所述的废弃聚氨酯泡沫降解与回收装置，其特征在于，所述的活化反应罐、初步反应罐以及二次反应罐内均设置搅拌桨。4.一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法，其特征在于，采用权利要求1、2或3所述的废弃聚氨酯泡沫降解与回收装置，包括以下步骤:(1)粉碎:将回收的块状聚氨酯废弃物粉碎，得到粉碎的聚氨酯软泡废弃物；(2)预热:将多元醇、降解剂I和催化剂I加入到活化反应罐内部，设定活化反应罐内反应温度和搅拌速率，开启搅拌器后在活化反应罐内进行预热得到混合降解液；(3)初次降解:设定初步反应罐内的反应温度和搅拌速度，开启搅拌器，将活化反应罐中预热结束的混合降解液定量进入到初步反应罐，定量加入多元醇，并且采用间歇投料的方法，将粉碎的聚氨酯软泡废弃物定量加入到初步反应罐内进行初步反应直至无聚氨酯泡沫存在，得到初级降解液；(4)二次降解:设定二次反应罐内的反应温度和搅拌速度，开启搅拌器，将初步反应罐中反应得到的初级降解液定量加入到二次反应罐，定量投入降解剂II和催化剂II，并且开启二次反应罐的抽真空装置进行二次反应，反应后得到均相的回收多元醇。5.根据权利要求4所述的废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法，其特征在于，步骤(1)中:所述聚氨酯的软泡废弃物粉碎后碎块的直径为0.7～3.0cm。6.根据权利要求4所述的废弃聚氨酯泡沫降解与回收...
【专利技术属性】
技术研发人员：何荟文，杜凯明，王旭，张小军，陈小华，陈思，马猛，施燕琴，俞涵静，苏杭，郭新焕，
申请(专利权)人：赛诺浙江聚氨酯新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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