一种垃圾衍生燃料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种垃圾衍生燃料及其制备方法和应用，该垃圾衍生燃料由如下重量百分比的组分组成：废旧聚氨酯泡沫80

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾衍生燃料及其制备方法和应用


[0001]0001.本专利技术涉及固体废物资源化利用
，具体涉及一种垃圾衍生燃料及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]0002.聚氨酯泡沫（Polyurethane Foam 简称PUF）是含有氨基甲酸酯基团（
‑
NH
‑
COO
‑
）的弹性聚合物材料，PUF是一种重要的高分子新材料，具有质量轻、强度高、低导热率等一系列优异的物理性能。此外，它的结构和性能可以进行灵活的调整，以满足不同行业的个性化需求。截至2020年，我国聚氨酯行业的年产量已经达到了1467万吨的惊人数字。其中硬质聚氨酯泡沫具有导热系数小、机械强度高、质量轻、绝缘等优点，广泛应用于家用冰箱、冷柜保温行业。据统计，RPUF占整体PUF消费的44.1%，而冰箱冰柜消费的聚氨酯占RPUF的52%。
[0003]0003.随着经济发展社会更迭，每年有大量冰箱升级换代，冰箱拆解量逐年增大，由此产生大量PUF亟需处理处置。根据中国生态环境部统计，从2012年到2020年废弃电器电子产品拆解企业回收的PUF总量逐年增长。在2020年，全国29个省份共有94家处理企业实际开展了废弃电器电子产品的拆解和处理活动。
[0004]0004.目前，废旧聚氨酯泡沫的主要处置方式是简单破碎后送垃圾填埋厂填埋或者焚烧处理，虽然焚烧处理可以将废旧聚氨酯泡沫在焚烧炉内与过量的空气进行氧化燃烧反应的方法，其产生的高温热能可以被回收利用。但经过破碎后的PUF颗粒细小，易粘结焚烧炉的炉壁，导致炉膛事故，且燃烧不完全会产生有毒废气，包括一氧化碳、氮氧化物、挥发性有机物以及粉尘颗粒，对空气质量造成污染，并对人体健康造成危害。
[0005]0005.中国专利ZL201811091598.4公开了一种聚氨酯泡沫吸附材料的制备方法，采用溶液反应法将聚乙烯亚胺修饰到泡沫表面，以戊二醛对聚乙烯亚胺进行适度交联，制备出了聚乙烯亚胺功能化的聚氨酯泡沫吸附材料，可用于吸附分离电镀废水和印染废水中的重金属离子和染料。
[0006]0006.中国专利CN107722601A公开了一种废旧聚氨酯泡沫安全环保无害化处理再利用工艺，通过将粉碎后的废旧聚氨酯泡沫按比例分别与组合聚醚和异氰酸脂两个成份混合后达到一定温度、粘度，反应得到聚氨酯泡沫产品。主要解决了现有采取掩埋和焚烧的方法处理聚氨酯泡沫废料严重污染环境的问题。
[0007]0007.中国专利CN115260580A公开了一种废弃聚氨酯泡沫降解与回收方法及装置，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聚氨酯废弃物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。
[0008]0008.上面三个专利虽然都涉及聚氨酯泡沫的降解与回收，但是均没有涉及对于废旧聚氨酯泡沫的资源化和无害化利用，且上述三个专利实施难度较大，工艺复杂，目前亟需一种工艺简单、可资源化和无害化的处理方法。

技术实现思路

[0009]0009.本专利技术的目的在于提供一种垃圾衍生燃料、制备方法及应用，本专利技术利用聚氨酯泡沫质量轻、强度高、低热导率以及氧化燃烧反应后产生的高温热能的特点，辅以添加剂制备成垃圾衍生燃料，其具有燃烧充分、燃烧热量高，污染产物少的优点。
[0010]0010.为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：0011.一种垃圾衍生燃料，由如下重量百分比的组分组成：废旧聚氨酯泡沫80
‑
90%、木屑5
‑
10%、Fe2O
3 1
‑
5%、CaCO
31‑
5%。
[0011]0012.较佳的，所述燃料通过将颗粒状的原料压制而成。
[0012]0013.较佳的，废旧聚氨酯泡沫为颗粒状，为满足垃圾衍生燃料便于长途运输，要求其具有很好的机械强度，将废旧聚氨酯泡沫通过破碎机处理至100目以下（优选60
‑
100目），合理的颗粒粒径范围能够保证在压制时减少压缩孔隙，减小材料颗粒间作用力，从而增加产品的松弛密度和跌落强度。同时，本专利技术所述的废旧聚氨酯泡沫的碳元素、氧元素含量分别为50
‑
70%、15
‑
30%，如此高碳高氧的元素含量，能够保证制备出的垃圾衍生燃料易点燃、热值高且燃烧后残渣量低。
[0013]0014.较佳的，为降低垃圾衍生燃料燃烧污染物的需求，本专利技术采用以燃料质量百分比计的木屑5
‑
10wt%、Fe2O
3 1
‑
5wt%和CaCO
3 1
‑
5wt%作为添加剂，其粒径要求均为60
‑
200目。木屑中灰分含量较低、挥发分含量较高，添加木屑有利于增加燃料的热值，降低残渣量，研究表明，木屑的加入提高了燃料第三阶段的燃烧速率，降低了燃尽温度。Fe2O3作为燃料的燃烧催化剂在燃烧过程中可以与其他材料组合产生协同效应从而促进燃烧反应中的氧化反应进程，使燃料其在燃烧过程中产生的能量更高，从而释放更多的热量，同时Fe2O3还可以参与燃烧过程中的氧化还原反应，燃烧产物CO在Fe2O3的作用下被氧化成CO2，同时Fe2O3被还原成Fe3O4，Fe3O4在继续与一氧化碳和氧气反应后又可以被还原成Fe2O3，因此可以降低CO的排放。CaCO3作为污染调控剂不仅表现出吸收酸性气体产物，也能控制燃料燃烧过程中NOx的排放。高温作用下，CaCO3在燃烧过程中会分解产生CaO和CO2，在氧气气氛下CO2能够促进NO的还原，有效降低NOx的排放。
[0014]0015.一种垃圾衍生燃料的制备方法，包括以下步骤：0016.步骤一、废旧聚氨酯泡预处理：通过破碎机将拆解下来的废旧聚氨酯泡沫处理至100目以下的，优选60
‑
100目，然后除去其中杂物；预处理的作用是，将废旧聚氨酯泡沫进行破碎、球磨和除杂，除去其中其他物质，小粒径的废旧聚氨酯泡沫可以减少颗粒之间的孔隙，增加胶黏作用，提高燃料的强度，本专利技术对所述除杂的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的除杂方式，以能除去所述废旧聚氨酯泡沫中其他杂物即可。
[0015]0017.步骤二、原料混合：按照比例将废旧聚氨酯泡沫、木屑、Fe2O3以及CaCO3充分混合；本专利技术对所述混合的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的混合方式，以能将三者混合均匀即可。
[0016]0018.步骤三、加水：在步骤二得到的混合好的原料中加水，按总量100重量份计，原料和水的质量比为（86
‑
92）：（8
‑
14）；加水可以增加废旧聚氨酯泡沫粘度，增加燃料的强度，而且加入水可以使垃圾衍生燃料更好的压制成型和脱模。
[0017]0019.步骤四：压制成型：将步骤三中的材料通过压制得到垃圾衍生燃料，压力范围为10
‑
30Mpa；压制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垃圾衍生燃料，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：废旧聚氨酯泡沫80
‑
90%、木屑5
‑
10%、Fe2O
3 1
‑
5%、CaCO
31‑
5%。2.如权利要求1所述的垃圾衍生燃料，其特征在于，所述燃料通过将颗粒状的原料压制而成。3.如权利要求1所述的垃圾衍生燃料，其特征在于，废旧聚氨酯泡沫的粒径为100目以下，优选60
‑
100目。4.如权利要求1所述的垃圾衍生燃料，其特征在于，木屑、Fe2O3和CaCO3的粒径均为60

【专利技术属性】
技术研发人员：陈梦君，陈奇奇，王蓉，舒建成，黄银，余茜，韩玉彬，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：