利用焦化工藝處理廢塑料實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、解決廢塑料造成的“白色污染”，是國內(nèi)外環(huán)保工作者廣泛關(guān)注的研究課題，為此，各種廢塑料處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其中，利用焦化工藝與裝備處理廢塑料技術(shù)，較好地實(shí)現(xiàn)了處理過程的資源化、減量化和無害化，具有顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。論文以北京城市生活垃圾中的廢塑料和首鋼的煉焦配煤為原料，分別使用熱天平、熱重-紅外光譜儀、2kg和200kg焦?fàn)t等實(shí)驗(yàn)室設(shè)備以及首鋼焦化廠4＃焦?fàn)t，圍繞廢塑料與煤共焦化的關(guān)鍵技術(shù)，從配料組成、混合方式、熱解制度直

2、到工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，打破了國際上“煉焦配煤添加廢塑料與提高焦炭質(zhì)量不可兼得”的研究現(xiàn)狀，開發(fā)出焦化和環(huán)境效益雙贏的“利用焦化工藝處理廢塑料新技術(shù)”。這項(xiàng)技術(shù)，不僅在滿足焦炭質(zhì)量要求的前提下擴(kuò)大了煉焦配煤中添加廢塑料的比例，而且在限定廢塑料添加比例的條件下提高了焦炭質(zhì)量，為科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)地治理“白色污染”提供了理論依據(jù)和工程經(jīng)驗(yàn)，為鋼鐵廠與環(huán)境友好城市化功能的實(shí)現(xiàn)開辟了新途徑。 1.利用熱天平進(jìn)行廢塑料、煉焦配煤單

3、獨(dú)熱解和兩者按不同方式、不同比例混合共熱解的失重實(shí)驗(yàn)，研究了單獨(dú)熱解與混合熱解時(shí)的熱失重特性。結(jié)果表明：煉焦配煤的熱解失重緩慢，廢塑料的則相對迅速激烈；煉焦配煤的熱解失重溫度區(qū)間較寬，而廢塑料的則相對較窄；廢塑料與煉焦配煤熱解存在相互重疊的失重溫度區(qū)間，并在此溫度區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生“協(xié)同效應(yīng)”，其強(qiáng)度可以用σ=D×∑｜△γi|來表示；廢塑料與煤混合共熱解的熱失重特性與廢塑料的添加比例及其與煤的混合方式密切相關(guān)，并將直接影響共焦化時(shí)的熱行為；廢塑

4、料預(yù)先與煤混合熔融處理后，再按一定比例與煤混合共焦化有望獲取較好的焦炭質(zhì)量。 2.利用熱重-紅外光譜聯(lián)用技術(shù)分別考察了純聚氯乙烯(PVC)、煉焦配煤(BC)以及2％PVC+98％BC熱解時(shí)氯元素的逸出與殘留特征，研究廢塑料與煤共焦化過程中氯元素的變遷規(guī)律。結(jié)果表明：廢塑料與煤共焦化過程中超過85％的氯元素以HCl形態(tài)析出，驗(yàn)證了新日鐵“廢塑料與煤共焦化過程中大部分氯以氯化氫的形式被氨水吸收并生成氯化氨”的結(jié)論；我國焦?fàn)t中可添加

5、[0，4.75％-6.33％]的廢塑料與煉焦配煤共焦化，殘留在焦炭中的氯不會(huì)對高爐設(shè)備腐蝕造成影響。 3.利用首鋼2kg實(shí)驗(yàn)焦?fàn)t與200kg實(shí)驗(yàn)焦?fàn)t進(jìn)行了廢塑料與煤共焦化中試試驗(yàn)，研究廢塑料與煤混合熔融制塑料型煤(簡稱為廢塑料WP2)后按不同比例與煉焦配煤共焦化所得產(chǎn)物分布及其組成特性。結(jié)果表明：與煉焦配煤單獨(dú)焦化相比，廢塑料WP2與煉焦配煤共焦化，使焦炭與水的產(chǎn)率減小，焦油與煤氣的產(chǎn)率增加，但與理論值相比，并不出現(xiàn)添加簡單破

6、碎廢塑料(簡稱為廢塑料WP1)時(shí)的“焦油產(chǎn)率增加，水產(chǎn)率減小”的現(xiàn)象，反而使焦油與水的產(chǎn)率均明顯減?。粡U塑料WP2與煉焦配煤混合共焦化時(shí)，廢塑料添加比例可達(dá)到4％而對焦炭質(zhì)量無明顯負(fù)面影響，當(dāng)添加比例小于2％時(shí)可顯著提高焦炭質(zhì)量，改變了國際上“添加廢塑料降低焦炭質(zhì)量”的現(xiàn)狀；此外，廢塑料WP2與煤共焦化可提高焦油的品位與焦?fàn)t煤氣的質(zhì)量，增加經(jīng)濟(jì)效益。 4.利用首鋼4＃工業(yè)生產(chǎn)焦?fàn)t進(jìn)行了10孔炭化室規(guī)模的廢塑料與煤共焦化工業(yè)試驗(yàn)

7、，研究利用焦化工藝處理廢塑料對焦化廠正常生產(chǎn)操作條件的影響，同時(shí)驗(yàn)證中試試驗(yàn)的研究結(jié)論，探討了我國焦化工藝處理廢塑料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。結(jié)果表明：在試驗(yàn)周期內(nèi)，利用焦化工藝處理廢塑料技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用不影響焦化廠正常生產(chǎn)操作條件；與煉焦配煤單獨(dú)焦化相比，1％廢塑料WP2與煤共焦化所得焦炭的抗碎強(qiáng)度(M40)變化不明顯，耐磨性能指標(biāo)(M10)降低了1.6、反應(yīng)性(CRI)降低了10.0和反應(yīng)后強(qiáng)度(CSR)增加了18.0，明顯提高了焦炭質(zhì)量；