固體廢物污染及其治理培訓(xùn)課件(編輯修改稿)
2025-01-26 03:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ）熱解轉(zhuǎn)化 熱解技術(shù)因最終產(chǎn)品的不同可以分為兩種 ,一種是為了得到化工原料 (苯乙烯、乙烯、丙烯等 ) ,另一種是為了得到燃料 (汽油、煤油、柴油等 ) 。 雖然都是將塑料轉(zhuǎn)化為低分子物質(zhì) ,但兩者的工藝路線不同。如聚烯烴類塑料熱解制備燃料油。目前使用最廣泛的塑料之一是聚烯烴類塑料 ,因此這種塑料的廢棄量也較大。國內(nèi)外對其熱解油化技術(shù)進行了廣泛的研究。 目前該技術(shù)的工藝主要有 : ①高溫?zé)崃呀夤に? 聚苯乙烯熱解制備苯乙烯單體。聚苯乙烯 (PS) 也是各種塑料中產(chǎn)量較大的一種。 廢 PS 主要來自于包裝用發(fā)泡聚苯乙烯 (PSF)和各種一次性餐具 。工藝流程見示意圖。 ? 聚苯乙烯熱降解回收苯乙烯單體工藝流程簡圖 反應(yīng)器 冷凝器 儲槽 分餾 成品 阻聚劑 阻聚劑 物料 催化劑 本工藝采用固定床催化裂解流程。將 PSF熔融脫泡后粉碎加入反應(yīng)器。同時加入少量催化劑 (由過渡金屬氧化物和稀土金屬交換的 Y型分子篩組成 ) 和疏松劑。 疏松劑可以提高物料的導(dǎo)熱效率 ,同時避免裂解后殘渣與反應(yīng)器粘連 ,使殘渣易于清除。 升溫至熱降解反應(yīng)溫度 (適時通氮氣或減壓 )并保持該溫度至反應(yīng)結(jié)束。 得到的分解油加入 %阻聚劑對苯二酚 ,在 104Pa下進行減壓蒸餾 , 得到高純度的苯乙烯單體 ,并加入 %對苯二酚防其自聚。 最佳反應(yīng)條件為 ： 反應(yīng)壓力為 4 104Pa 溫度為 360℃ 催化劑用量為 % 此時可得到分解油收率為 %,其中苯乙烯含量為 %,分解油經(jīng)二次蒸餾后 ,所得樹脂經(jīng)測試符合化工部標(biāo)準(zhǔn) HG10577的要求。分解油中副產(chǎn)品還有異丙苯、乙苯、甲苯、苯、α 甲基苯乙烯及低聚物等。 該工藝投資小 ,操作簡單 ,收效快 ,獲利明顯 ,非常適于在我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)中推廣 ,同時也解決了城市一次性餐具的處理問題 ,具有明顯的環(huán)境效益 ,因此前景廣闊。 ②催化裂解工藝 聚烯烴類塑料催化裂解工藝流程簡圖 原料 粉碎 熱分解 催化重整 脫氯 熔融 冷凝分餾 產(chǎn)品 冷凝 聚烯烴類塑料催化裂解工藝，進料可連續(xù)進料或間歇進料 ,熔融采用直接加熱。 熔融過程升溫到一定溫度 ,聚氯乙烯中的 HCl會自動溢出。在間歇進料情況下 ,熔融 ,脫氯 ,熱裂解在一個反應(yīng)釜中進行。 物料在 250℃ 左右開始裂解 ,生成的裂解氣通過催化釜發(fā)生二次裂解 ,異構(gòu)化和芳構(gòu)化等反應(yīng)。 隨后進入冷凝器冷凝 ,得到的油狀產(chǎn)物再經(jīng)分餾可得到汽油 30%,柴油 35%左右 ,燃?xì)?10%,能達(dá)到國家 70號汽油 ,0號柴油的標(biāo)準(zhǔn)。 ②催化裂解工藝 反應(yīng)過程中熱裂解溫度為 350℃ 500℃ ,催化管溫度為 300℃ 400℃ 。使用過的催化劑 ,在空氣中于450℃ 加熱 ,即可再重復(fù)使用。再生 35次以上催化劑活性沒有明顯下降。 高溫?zé)崃呀?工藝由于耗能較大 ,且油品質(zhì)量差 ,在工業(yè)裝置中運用的較少。而 催化裂解 技術(shù)降低了反應(yīng)溫度 ,所得油品質(zhì)量高 ,運用廣泛。 用廢塑料催化裂解生產(chǎn)的汽、柴油與用原油生產(chǎn)的汽、柴油相比 ,其物理性質(zhì) ,化學(xué)性質(zhì) ,產(chǎn)品質(zhì)量基本相同 ,而且不含鉛、氨等有害物質(zhì)。 ②催化裂解工藝 （ 4）廢棄高分子材料 回收利用新方法 ①電磁快速加熱法 采用電磁快速加熱方法回收金屬 聚合物組件。利用在交變磁場中，金屬部件產(chǎn)生溫高達(dá) 1500C，使金屬與聚合物間的粘合劑失去作用，達(dá)到回收利用的目的。 ②超臨界流體法 利用超臨界流體分解回收廢舊聚酯 (PET）、玻纖增強塑料（ FRP）和聚酰胺 /聚乙烯復(fù)合材料 。 PET是典型的縮聚物，易于通過醇解或堿性水解分解為單體，實現(xiàn)化學(xué)回收。 采用超臨界甲醇回收 PET的優(yōu)點是 PET分解速度快，不需要催化劑，可以實現(xiàn)幾乎 100%的單體回收。 玻纖增強塑料是廣泛使用的材料 ， 由于玻纖的存在，其回收處理十分困難，他們采用超臨界水，成功地漿玻纖增強聚苯乙烯和玻纖增強不飽和聚酯分解成油狀低分子物和玻纖，僅處理 5min，玻纖即可幾乎完全從有機組分中分離出來。 此外，他們還用亞臨界水回收處理 PA6/PE復(fù)合材料 ，在 572673K，一定的水蒸汽壓， 1h的反應(yīng)條件下，使 PA6水解單體 ε己內(nèi)酰胺，收率達(dá) 70%80%，而 PE不分解， ε己內(nèi)酰胺溶于水，易與 PE分離。 ③固相剪切擠出法 采用固相剪切擠出法技術(shù)回收廢棄硫化橡膠和交聯(lián)聚乙烯。 這兩種高分子材料由于含交聯(lián)結(jié)構(gòu)，不熔不溶，難以用一般回收技術(shù)回收，他們先將硫化橡膠或交聯(lián) PE的碎片與 20%30%LDPE樹脂在雙螺桿擠出機中于高于 LDPE的熔點下共混，然后在單螺桿擠出機中借助強大的壓力進行固相擠出，再壓塑成型而得到回收利用。 經(jīng)上述處理后， 交聯(lián) PE或硫化橡膠成纖維狀分散在 LDPE中，而 LDPE則起粘合劑的作用 ，所得材料具有相當(dāng)好的力學(xué)性能。 ④反應(yīng)共混法 采用一種特殊的改性劑與廢棄汽車保險杠碎粒在雙螺杠擠出機中進行反應(yīng)共混。 該改性劑可破壞涂料分子中醚鍵，使涂料的三維結(jié)構(gòu)變成線性結(jié)構(gòu)，并增加涂料與 PP的粘合性和相容性。 用這種方法回收的塑料保險杠材料的流動性，成型收縮性、表面性能及力學(xué)性能與新材料相當(dāng)，并可用常規(guī)加工方法制成新的汽車保險杠。 日本，則將帶涂層的塑料汽車保險杠破碎后在擠出機中熔融，注入水，水蒸汽與溶體在 2500C混合，涂料在剪切力和水解的雙重作用下分解，均勻分散在樹脂熔體中，涂料水解產(chǎn)生的揮發(fā)物與水蒸汽經(jīng)脫氣排除，樹脂通過擠出造料回收。這種反應(yīng)性擠出機同樣可作為其它有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的涂料的有效反應(yīng)器，實現(xiàn)對帶涂層廢棄保險杠的回收 。 熱解法優(yōu)缺點 ①因熱解是在氧分壓較低的還原條件下進行，因此發(fā)生的氮氧化物、
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